土壤环境基准/标准研究需要解决的基础性问题

土壤环境基准/标准研究是一个复杂的系统工程,涉及到多方面的基础性问题。了解和解决其所涉及的这些基础性问题,是土壤环境基准/标准是否科学准确并在国家层面上能否全面应用的前提。本文从土壤环境基准/标准研究相关的概念及其内涵、基础方法标准化、生物受体的选择和变量归一化4大方面阐述了土壤环境基准/标准研究需要解决的基础性问题,从而为全面系统地开展此项研究工作提供思想、理论、方法和技术等依据。具体来说,包括"环境质量"、"土壤环境质量"、"土壤质量"、"土壤污染"、"污染土壤"、"土壤环境质量基准"、"污染土壤修复基准"等诸多相关概念,采样、前处理、分析步骤和测试方法等的统一与标准化,敏感种与优势种等生物受体的正确选择,以及涉及到总量与有效态或提取态、复合污染与交互作用的情况、土壤本身的一些影响因素(土壤类型、有机质、粘粒、pH、Eh和CEC等)、土壤外部的一些影响因素(地理区域、温度、水分或湿度、施肥或农业措施等)诸多变量的基础数据的归一化处理。最后,结合这些基础性问题,对土壤环境基准/标准的研究进行了展望。     

三种抗生素对蔬菜种子芽与根伸长的生态毒性效应

采用水培法研究金霉素(Chlortetracycline,CTC)、诺氟沙星(Norfloxacin,NFLX)、磺胺对甲氧嘧啶(Sulfametoxydiazine,SMD)三种抗生素对黄瓜、油菜、小白菜三种蔬菜种子芽和根伸长的影响,比较分析了抗生素的生态毒性差异和相对敏感的蔬菜与指标。结果表明:(1)根长是更为敏感的生态毒性指标;(2)三种抗生素对黄瓜的生态毒性依次是金霉素磺胺对甲氧嘧啶诺氟沙星,对油菜和小白菜的生态毒性则分别是磺胺对甲氧嘧啶金霉素诺氟沙星和磺胺对甲氧嘧啶诺氟沙星金霉素;(3)三种蔬菜对于金霉素和磺胺对甲氧嘧啶胁迫的敏感性均为油菜小白菜黄瓜,而对于诺氟沙星胁迫的敏感性依次是小白菜黄瓜油菜。该结果为评价抗生素污染对生态环境和人体健康的潜在影响提供了理论依据。     

海河干流柱芯不同粒径沉积物中有机质和磷形态分布研究

采用欧洲标准测试委员会制定的SMT法（标准测试方法）对海河干流不同粒径级柱芯沉积物中各种形态的磷进行分级提取和测定,并在此基础上讨论不同深度、不同粒径沉积物中磷形态分布特征。结果表明,在邢家圈和张家嘴两采样点,海河沉积物颗粒组成以细砂、极细砂为主,占总量的40%～60%。沉积物中总磷含量在560～1100μgP·g-1之间。在所有不同粒径沉积物中钙结合态磷（HCl-P）含量最高,占总磷的60%～80%,可交换态磷（Ex-P）含量极微,占总磷的2%～3%,不同粒径下各形态磷含量的高低顺序为：钙结合态磷（HCl-P）〉有机磷（OP）〉铁铝氧化物结合态磷（NaOH-P）〉可交换态磷（Ex-P）;张家嘴采样点表层沉积物中磷形态含量高于其他沉积深度磷含量,表明近年来,沉积的磷主要以人为输入为主;钙磷含量随粒径变化复杂,其他各形态磷的含量均随沉积物粒径变小而增高。此外,对各形态磷之间以及各形态磷与沉积物理化性质之间的相关性进行了讨论。     

均匀电场下两株多环芳烃降解菌在土壤中的迁移及电动注入

采用电动注入装置,研究了枯草芽孢杆菌和白腐真菌在均匀电场作用下在土壤中的迁移特征,以及这两种微生物电动注入的效果。结果表明,枯草芽孢杆菌和白腐真菌可通过电泳和电渗两种作用在电场下迁移,电泳起主导作用,微生物向阳极迁移为主。在所研究土壤中,微生物的迁移速率分别为：枯草芽孢杆菌13.5cm·d-1,白腐真菌18.0cm·d-1。采用循环混合电解液可使土壤中pH值保持中性,有利于提高微生物的存活。相比于定期变换电场方向,保持电场单向运行可使微生物在土壤中分布更均匀。     

1,1,2,2-四氯乙烷在土壤中的吸附解吸研究及解吸滞后的新型模型模拟

采用室内实验方法,研究了1,1,2,2-四氯乙烷（1,1,2,2-tetrachloroethane,1,1,2,2-TeCA）在4种土壤上的吸附和解吸行为,并用一种新型解吸模型——＂双元平衡解吸（Dual-EquilibriumDesorption,DED）模型＂对其解吸行为进行了预测。结果表明,1,1,2,2-TeCA在4种土壤上的吸附符合传统的线性吸附模型,lgKoc的平均值为1.86;解吸行为则表现出明显的滞后现象,解吸后的lgKo（c平均值约为4.88）显著大于初始值,且与吸附相污染物的初始浓度、土壤性质无相关性。DED模型比传统线性模型能更好地拟合TeCA在土壤中的解吸滞后现象。     

氧化石墨烯和多环芳烃复合暴露诱导成年斑马鱼脑组织毒性及其代谢研究

为研究氧化石墨烯（Graphene oxide,GO）和 多 环 芳 烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）共暴露诱发的水生生态毒性效应及相关代谢机理,使用成年斑马鱼为动物模型,研究不同浓度GO（0.01、0.1mg·L-1）、PAHs（含16种优控PAHs,每种PAHs的浓度...     

磺胺二甲基嘧啶与环丙沙星对小麦种子萌发和幼苗生长的影响

为研究抗生素胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长发育的影响,选取磺胺二甲基嘧啶（Sulfadimidine,SM2）和环丙沙星（Ciprofloxacin,CIP）两种典型抗生素为研究对象,采用水培方法,通过测定不同浓度的两种抗生素对小麦种子芽和根的生长抑制率、幼苗生物量、根系形态和根系活力指标,分析比较了两种抗生素对小麦种子和幼苗的生态毒性差异。结果表明： 0.1~2.0 mg·L^-1的SM2和0.1~1.0 mg·L^-1的CIP能够促进小麦种子根和芽的生长,当SM2浓度达到10.0 mg·L^-1、CIP浓度达到5.0 mg·L^-1时,两种抗生素开始对小麦种子根长产生抑制作用,并且随着浓度的增大抑制作用显著增强;两种抗生素对作物种子根长的抑制效应强于芽长; 0.1 mg·L^-1的SM2促进小麦幼苗生长以及干物质积累,但随着SM2浓度增大,小麦幼苗生长受到抑制,根系生物量以及根系性状（总根长、平均直径）显著降低; CIP对小麦幼苗生长、干物质积累和根系性状均具有抑制作用,并且随着CIP浓度的增大抑制作用增强; SM2和CIP均抑制小麦根系活力,随着抗生素浓度的升高小麦根系氧化还原力降低,根系活力逐渐减弱。研究表明,SM2和CIP会在小麦根系不断积累,影响小麦正常生长,CIP对小麦幼苗生态毒性相对更强,0.1 mg·L^-1CIP即会抑制小麦幼苗生长。     

纳米零价铁在污染土壤修复中的应用与展望

近年来,纳米零价铁因其大的表面积和高的表面反应活性,在生态环境保护和污染控制中的作用与贡献越来越大;同时,作为在污染土壤和水体修复与治理方面可以提供具有成本-效益解决方案的一项新技术,已经受到越来越多的关注.关于纳米零价铁在污染水体和地下水修复方面的报道已有很多,但极少是有关纳米零价铁在污染土壤修复方面的.本综述中,对近期纳米铁及其在环境修复特别是土壤修复中的研究进展作了概括和展望,总结了提高纳米零价铁的活性、稳定性及迁移性的改性技术,如聚合物包覆、活性炭负载、CMC稳定等.这些纳米零价铁可以去除/转移环境中广泛的污染物,如重金属、无机盐及有机物.随后对纳米零价铁及其改性材料在污染土壤修复中的研究进展进行了较为详细的概述,并对影响反应效率的因素加以讨论;另外,还对零价纳米铁在环境中的稳定性、迁移性及其潜在生态毒性效应做了简要的探讨.对其未来的应用方向进行了展望,以期为今后研究纳米零价铁作为参考.     

过量硼对淡水浮游植物生长及种类变化的影响

以自然水体中的浮游植物为对象,通过室内模拟试验,研究了硼浓度为0～400 mg·L-1的水体中浮游植物的生长和种群变化.结果表明:低浓度的硼(≤50 mg·L-1)会提高浮游植物生物量,增大浮游植物多样性;高浓度的硼(≥100 mg· L-1)会降低浮游植物生物量,减小生物多样性;蓝藻门的皮状席藻和微小平裂藻对硼耐受性最强,可以在硼浓度为400 mg· L-1的水体中存活并成为优势种.低浓度硼对某些淡水浮游植物的生长有促进作用,高浓度硼则有抑制作用.随水体中硼浓度升高,耐受性弱的浮游植物种类的优势地位逐渐被高耐受物种取代.     

稳定纳米铁与反硝化菌耦合去除地下水中硝酸盐的研究

利用液相还原法制备壳聚糖稳定纳米铁、油酸钠稳定纳米铁和普通纳米铁,在无氧条件下将其分别与反硝化细菌耦合用于地下水中硝酸盐污染物的去除研究,探讨不同纳米材料与反硝化菌的耦合体系去除硝酸盐的速率和产物,并通过测定体系中反硝化细菌总RNA浓度的变化来研究纳米材料对反硝化菌的毒害作用.结果表明,耦合体系均在9 d内将硝酸盐完全去除,反应过程中有大量亚硝酸盐产生,但随着反应的进行又逐渐消失,3种耦合体系的脱氮产物中均有氨氮产生,油酸钠稳定纳米铁体系、普通纳米铁体系、壳聚糖稳定纳米铁体系产生的氨氮比例分别为15%、37%和58%.反应后3种耦合体系中反硝化菌总RNA浓度的降低率分别为壳聚糖稳定纳米铁体系37%、纳米铁体系30%、油酸钠稳定纳米铁体系21%,可见不同纳米材料对细菌毒性大小顺序为:壳聚糖稳定纳米铁＞普通纳米铁＞油酸钠稳定纳米铁.综合反应速宰、产物和对细菌的毒性各个方面因素,油酸钠稳定纳米铁与反硝化细菌的耦合效果最好.