当前部分有机肥料中的持久性有机污染问题

持久性有机污染物是目前已知对人类生存威胁最大的一类污染物，已经证实有些畜禽粪便等有机肥中存在持久性有机污染物，特别是一些抗生素类污染物。这些污染物通过施肥进入农业土壤，进而进入食物链。危害人类身体健康。然而人们并没有意识到有机肥料中的相关污染问题。我国国内尚没有关于农田环境、有机肥料、农作物的抗生素类等有机污染的研究报道，国内外文献也少见报道抗生素类等有机污染物对作物生长发育的影响。开展有机肥料中持久性有机污染物的环境安全、演变趋势和控制原理研究，是我国环境安全、履行斯德哥尔摩公约、应对WTO绿色贸易壁垒、促进可持续发展的重大需求。本文概述了持久性有机污染物的内涵、与有机肥料的关系，介绍了抗生素类有机污染物的研究现状，提出了未来的应对策略。     

持久性有机污染场地土壤淋洗法修复研究进展

持久性有机污染场地土壤淋洗法是污染场地土壤物化修复方法中一种常用的技术。淋洗法是指运用特定淋洗剂对污染土壤进行深度洗涤,通过分离净化淋洗剂,实现回用集成,达到去除土壤中污染物的目的,并最终安全化处置污染物和修复土壤的过程。本文根据污染场地土壤处理位置、淋洗剂种类和淋洗剂施用方式的差异,将持久性有机污染场地土壤淋洗法划分为不同的种类;总结了为达到高效去除土壤中污染物质,可运用多级淋洗方式、超声方式、电动力方式和化学氧化等方式实现强化修复效率;阐述了污染场地土壤质地、污染物性质、淋洗剂性质、淋洗条件优化以及淋洗剂回用效率等因素对淋洗修复整体效用的显著影响;同时指出了目前持久性有机污染场地土壤淋洗法存在的问题和今后国内外研究和应用的方向。综合考虑土壤淋洗修复技术适用范围和成本因素,认为淋洗法是一种较符合我国持久性有机污染场地土壤实情的修复技术,具有较强的针对性和较广泛的运用前景。     

土壤环境中多环芳烃的微生物降解及联合生物修复

研究土壤环境中持久性有机污染物的生物降解及其生物修复技术是当今国际环境修复科学技术前沿领域的重要课题。本文重点论述了土壤环境中持久性有机污染物多环芳烃的微生物降解机理及其在生物修复中的应用等,并结合当前研究进展,展望了基于多种修复措施相结合的多环芳烃污染土壤联合生物修复工程技术的开发与应用前景。     

肯尼亚水稻土和甘蔗地土壤中~(14)C-六氯苯和~(14)C-滴滴涕的自然消解

氯代持久性有机污染物的农田土壤污染呈现污染浓度低、面积大、新源污染不断输入的特点。农田土壤本身微生物种类丰富,对氯代有机污染物具有较大的降解潜力和未知性。本试验以典型高氯代和低氯代持久性有机污染物——六氯苯(HCB)和滴滴涕(DDT)为研究对象,结合~(14)C同位素示踪技术,研究HCB和DDT在热带水稻土和甘蔗地土壤的矿化现象,同时监测HCB和DDT在两种土壤中的挥发、降解产物以及结合残留。结果表明,经84 d好氧培养,HCB和DDT在两种土壤中的矿化量分别仅为0.14%和3%,低氯代有机污染物DDT的矿化速率显著高于高氯代有机污染物HCB。然而,两种土壤对HCB或DDT的矿化没有显著性差异。HCB或DDT在水稻土中的挥发量略微高于甘蔗地土壤,两种土壤中HCB和DDT的挥发量在0.1%~0.6%之间,表明挥发不是其主要的环境过程。在DDT污染水稻土和甘蔗地土壤中添加1.25%的堆肥增加了DDT在土壤中的矿化与结合残留,减少了DDT的挥发。本研究结果表明土壤在好氧条件下对氯代持久性有机污染物的自然消解能力非常弱,而有机肥的使用有助于土壤中持久性氯代有机污染物的矿化消除。     

土壤中抗生素抗性基因的环境行为与阻控研究进展

抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes,ARGs）的传播威胁着生态环境安全和人体健康,已成为一个全球性的问题。土壤中抗生素抗性基因的分布、来源、扩散传播以及消减技术已成为一个研究热点。本文在简要介绍自然环境和受人类活动干扰土壤中抗生素抗性基因分布水平的基础上,分析了土壤中抗生素抗性基因的主要来源,剖析了抗生素抗性基因由土壤向其他环境介质（水、植物）传播的规律及其影响因素,如土壤理化性质、农艺调控和环境中污染物等。进而探讨了环境中各种生物和非生物因素对土壤中抗生素抗性基因持久性的影响和环境中抗生素抗性基因的消减技术,包括好氧堆肥、厌氧发酵、水处理工艺等。最后,提出遵循“大健康（One Health）”准则,以跨学科的方法控制抗生素抗性基因在环境中的传播,以更全面地将抗生素抗性基因对人类的健康风险降低至最低水平。     

菌根真菌对土壤有机污染物的生物降解

利用土壤真菌和植物的结合体菌根真菌修复土壤，尤其是修复有机污染的根际土壤，正作为一个新的研究方向开始受到广泛关注。菌根真菌作为土壤真菌的一种，与放线菌和细菌等微生物相比，对土壤中有更大的忍耐能力，并且能将许多持久性有机污染物（POPs）做为碳源来获取能量。文章通过总结近20年菌根真菌与土壤有机污染物关系的研究。列出了43种能分解POPs的菌根真菌，并探讨了菌根真菌通过直接分解和共代谢的方式降解土壤有机污染物的可能性，为进一步研究菌根真菌生物降解土壤中持久性有机污染物，利用菌根植物生物修复有机污染土壤提供信息。     

我国有机污染场地现状分析及展望

以有机污染场地为研究对象，调查分析了全国277个有机污染场地的行业类别、污染类型以及有机污染物种类分布情况，发现主要贡献行业为化学原料及化学品制造行业，贡献率为37.9%；污染类型中以各类有机污染物复合污染为主；除了不同有机污染物之间的相互复合，有机污染物与重金属复合污染特征明显，占总场地58.5%。有机污染物种类分布中多环芳烃类污染场地最多，占54.9%，与欧美有机污染场地中氯代烃类污染场地占比最多不同；其次为总石油烃和苯系物，占比分别为49.5%和36.8%。全国典型地理区域的有机污染特征和污染物超筛选值结果表明，总体上南方有机污染场地数目多于北方，东部经济发达地区场地数目明显多于经济发展中地区，西南和中南地区有机污染与重金属复合污染特征明显。各区域内污染物种类分布与行业相关性强，如多环芳烃污染多在各地区焦化厂场地中出现，总石油烃与重金属复合污染出现在机械制造和金属冶炼行业场地；氯代烃类污染物出现在氯碱生产相关场地；多氯联苯、多溴联苯醚、二噁英等污染出现在电子废弃物拆解集中区。通过对全国有机污染场地的分析和各地区污染特征的讨论，以期为开展污染场地环境调查与修复提供一定的参考，并为污染场地的监督与管理等工作提供依据。     

中国履行斯德哥尔摩公约防治持久性有机污染物进展

基于对持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约相关背景的介绍,阐述了中国持久性有机污染物（Persistent Organic Pollutants,POPs）的问题和履约工作时所采取的处理技术及其进展,分析了中国对POPs污染的防治对策,提出了我国在未来履约的工作方向上实施“自上而下”的政府强制行为和“自下而上”的民众自发行...     

北京市东南郊再生水灌区地下水多环芳烃污染风险评估

为研究污染物随再生水进入地下环境后其迁移衰减情况及对地下水的潜在危害性,以Multi-cell模型为基础,结合污染物质量守恒、在水土中吸附再分配、生物降解等机理,针对地下水污染风险评估构建了计算污染物随水在土壤剖面的垂向迁移衰减一维模型,并以北京通州大兴再生水灌区为研究区域,以再生水中持久性有机污染物多环芳烃萘和菲为研究对象,根据当地钻孔资料及灌溉水水质、地下水水质资料,应用该模型进行试算。结果表明,经过多年连续灌溉后,通州大兴大部分地区进入潜水含水层的萘、菲浓度较低,整体污染风险较低,仅在通州区潞城镇等个别地区萘、菲浓度较高,应引起重视;由于大兴区整体包气带较厚,其污染风险低于通州区。土壤粘土层是萘、菲积累的主要层位,其吸附容量远大于细砂等粗颗粒介质,在土壤表层低环多环芳烃迁移性更强。应用这一模型,能够较为宏观地掌握通州大兴再生水灌区不同区域地下水中多环芳烃萘和菲的污染风险差异。     

生物质炭对有机污染物的吸附及机理研究进展

生物质炭是一种利用废弃生物质材料在缺氧或厌氧环境中热化学转换制备的多孔级富碳固体材料。因其吸附能力强,制备原料来源广泛,生产成本低且环境友好等优点受到学术界越来越多的关注。探究生物质炭对有机污染物的吸附机理和规律,对于评估其环境行为和应用价值至关重要。着重综述了目前研究报道的生物质炭吸附有机污染物的吸附机理,包括分配作用、表面吸附作用和孔隙截留等。一般低温生物质炭对非极性有机物的吸附机制以分配作用为主,这种非竞争性吸附机理可以解释高浓度有机污染物在生物质炭上的吸附过程。表面吸附是一种非线性竞争性吸附作用,是有机污染物在生物质炭表面有效吸附位点上形成静电作用或通过氢键、离子建、π-π相互作用等结合的过程。孔隙截留是另一种生物质炭固定有机污染物的微观机制,有机污染物在孔隙内部的分配和吸附也是生物质炭吸附能力的重要体现。而在实际复杂的污染环境中,各类生物质炭对有机污染物的吸附过程需要多种机制共同解释。此外,本文对吸附机制的影响因素进行了分析和总结,生物质炭自身理化特性决定了其应用价值,生物质炭的性质与有机污染物的极性、芳香性和分子大小等相匹配才能更好地实现吸附固定,不同的吸附环境如吸附介质、p H和共存离子等也会对吸附机制和吸附效果产生影响。最后,文章进一步探讨了生物质炭吸附有机污染相关研究未来应着重解决的问题,以及生物质炭在有机污染土壤修复中的应用前景。     

接种功能内生细菌降低作物体内POPs污染

如何有效地去除污染区农作物体内持久性有机污染物(POPs),以规避作物POPs污染风险、保障农产品安全,实现污染土壤的资源化利用备受国际关注。植物体内含有内生细菌(EB),其数量和种类丰富,且能重新定殖在目标植物组织的间隙或细胞内部,促进植物生长、提高植物抗逆性,甚至减少植物体内POPs含量。能否利用植物-功能EB的微生态系统,从污染区植物体内获得具有POPs降解特性的功能EB,并将其重新定殖在目标农作物中,进而降低作物体内POPs含量、规避作物污染风险?本文综述了农业生态系统中作物体内POPs的污染现状及植物对POPs的吸收调控作用,系统地评估了具有POPs降解特性的功能EB在目标植物体内的定殖、传导及效能,阐释了功能EB调控植物体内POPs污染的作用机理,展望了功能EB定殖在作物体内调控其POPs污染的优点及仍需解决的技术问题,旨在为利用植物-功能EB的微生态系统规避作物体内POPs污染风险、保障农产品安全和人群健康提供新思路和途径。     

丹麦畜禽粪肥利用对中国种养结合循环农业发展的启示

丹麦在畜禽养殖粪肥利用方面处于世界领先地位。丹麦完善的粪肥利用体系可做到种养平衡和按需施肥,在保证畜牧业健康发展的同时,也促进了种植业的发展。该文综述了丹麦粪肥利用与管理现状,重点分析了丹麦种养平衡生产模式和粪肥施用过程中氨减排技术,从科学理念、法规体系、先进技术和成熟模式等方面总结了丹麦畜禽养殖粪肥利用的成功经验,包括全过程污染控制的科学理念,详细量化、严格执行的管理政策法规,先进的粪肥利用关键技术装备,以及完善的粪肥利用模式,以期提高中国畜禽养殖粪肥利用水平,为推进中国种养循环农业发展提供借鉴。     

粪肥施用土壤抗生素抗性基因来源、转移及影响因素

随着新型抗生素开发速度的不断下降以及抗性基因(Antibiotic resistant genes,ARGs)的快速出现和传播,细菌抗药性和ARGs对公共健康存在威胁,被公认为当前全球亟待解决的难题。虽然土壤本底存在ARGs,但畜禽粪便施用等人类活动加速了ARGs在土壤环境中的扩散和传播。粪肥施入土壤后,其对土壤微生物的抗性选择压力及基因水平转移导致的ARGs扩散转移将持续存在。畜禽粪便中的抗性细菌所携带的ARGs、土壤中抗生素累积导致微生物产生的ARGs和粪肥刺激含有ARGs微生物的繁殖等均为土壤中ARGs的主要来源。土壤中ARGs可以向水体和农作物传移,并随着食物链向动物及人类传播。自然因素(温度、降水、时间和土壤类型)和人为因素(抗生素的含量和种类、粪便种类和处理方式、重金属含量及生物质炭添加)均会影响土壤中ARGs的持久和扩散。目前,粪肥施用土壤中ARGs污染对环境质量及健康的潜在影响并不完全清楚,建议加强模型建立、溯源、生物地理分布、从污染源向环境介质的转移规律、削减措施和机制等方面研究,以有效遏制ARGs在环境中的污染,真正做到畜禽粪便资源化、无害化利用。     

猪粪中3种四环素类抗生素在土壤中的动态变化及降解途径

采用室内模拟培养试验,研究了180 d内不同用量猪粪中3种四环素类抗生素（TCs）（包括四环素TTC,土霉素OTC,金霉素CTC）在土壤中降解的动态变化规律及降解途径。结果表明,猪粪中3种四环素类抗生素进入土壤后含量均呈现前期迅速下降,中后期减缓的规律,但不同种类和用量处理的变化速率和减少幅度有显著差异（P0.05）。180d时,猪粪处理土壤中的降解率为金霉素土霉素四环素,平均半衰期为17.43d、31.32d、49.48d。降解率与猪粪用量呈负相关,同培养时间呈正相关。猪粪中抗生素在土壤中的降解率要高于纯品抗生素,降解率的增加以外源微生物降解为主,外源微生物降解对四环素的作用最好。综上所述,随着培养时间的延长,猪粪中四环素类抗生素在土壤中能随微生物降解等作用而逐渐减少,但短期内仍可能产生环境危害。     

Historical Changes in Levels of Organic Pollutants in Sediment Cores from Brno Reservoir, Czech Republic

Results of a comprehensive study are presented on the spatial and depth-related distribution of persistent organic pollutants (POPs) in sediments of the Brno reservoir, Czech Republic. Based on sedimentological observations, three major historic phases were identified related to the evolution of the depositional environment, flow rate, and material input. Data on organic carbon, polycyclic aromatic hydrocarbons, polychlorinated biphenyls, and organochlorine pesticides showed specific distribution patterns in a 3-m-deep core. The analysis of the depth trends of the geochemical data combined with sedimentology made it possible to distinguish between remote sources of the pollutants, early weathering alterations of POPs, transport by river associated with organic matter as sorbent on one hand, and local sources weakly related to lithology on the other hand. The integrated sedimentological and environmental geochemical archive provided an improved dynamic view of the pollution in historical terms.     

中国化肥使用带来的环境问题

The current status of chemical fertilizers production and consumption in China as well as their important roles in Chinese modern agriculture are discussed with special concerns to the environmental issues related to chemical fertilizer use.On the one hand.the total amount of chemical fertilizer produced is insufficient to meet the agricultural needs.On the other hand.the production and consumption of chemical fertilizers in China are obviously not balanced.In some areas over application of nitrogen fertilizers and loss of phosphate fertilizer due to soil erosion have resulted in some undesirable environmental problems such as increase of nitrate in water and eutrophication of water bodies.Maximum scientific uses of organic manures in combination with reasonable use of chemical fertilizers are part of good practices not only in increasuing soil productivity and keeping sustainable agriculture development but also in minimizing their detrimental effects on the environment.     

农业废弃物中重金属含量特征及农用风险评估

为了解江西省主要农业废弃物中重金属污染状况和评估其再利用产物农用的安全性,在江西省内采集了水稻秸秆、蔬菜废弃物、猪粪和牛粪等样品,对样品中铬、镍、铜、锌、砷、镉、汞和铅重金属含量进行了测定与风险评估。结果表明,动物性废弃物中重金属含量和超标率明显高于植物性废弃物,其中猪粪属于重度污染,牛粪为轻度污染,植物性废弃物尚处于安全水平。若以江西省农业废弃物为原料制成有机肥,并长期施用于设施菜地,猪粪有机肥施用8.4、15.3和23.9 a后土壤中Cu、Cd和Zn将陆续超标,牛粪有机肥施用23.3 a后土壤中Cu将超标,水稻秸秆、蔬菜废弃物有机肥施用约29a后土壤中Cd将超标,故农业废弃物有机肥须严格控制原料中重金属含量,其农用的长期安全性有待加强监测。     

考虑种养平衡的黄淮海小麦-玉米模式下畜禽承载量估算

黄淮海地区作为中国种植业与养殖业优势区,随着国家对农作物秸秆和畜禽粪便所带来农村环境问题的日益重视,研究该区域"以种定养"、实现种养业废弃物资源化利用、践行绿色发展理念显得尤为重要。以区域种植业实际生产情况为基础,确定典型种植模式下可施用畜禽粪便类有机肥量,经推导计算后确定区域畜禽养殖种类与数量。该文选取河北、河南和山东为黄淮海地区典型代表,在保障粮食产量和满足农田环境风险评估的基础上,研究小麦-玉米生产模式中,畜禽粪便类有机肥每年可施用量,经推导得到高温好氧堆肥处理前的畜禽粪污资源量,进而计算得到每年可承载的不同种类畜禽养殖量。这样既可满足种植业生产的肥料需求,也能缓解养殖业粪污带来的环境压力。研究结果表明:黄淮海地区小麦-玉米生产模式中,每公顷农田每年可利用6头奶牛或18头肉牛或47～51头生猪或731～789只蛋鸡或8 062～8 705只肉鸡粪便N量。在实际生产中,土壤肥力和土壤微生物等多因素影响有机肥可施用量,不同种类畜禽的农田承载量还需进一步优化。该研究为促进黄淮海地区种养结合提供一定的理论基础。     

Investigation of Soil Concentrations of Persistent Organic Pollutants, Trace Elements, and Anions Due to Iron–Steel Plant Emissions in an Industrial Region in Turkey

The spatial distribution of several air pollutants emitted from iron–steel industries in Hatay-Iskenderun industrial region in Turkey was investigated by measuring their concentrations in soil. Collected soil samples (n?=?20) were analyzed for persistent organic pollutants (POPs; i.e., polycyclic aromatic hydrocarbons, polychlorinated biphenyls, polybrominated diphenyl ethers, and polychlorinated naphthalenes), anions, and trace elements. Generally, all measured POP concentrations and marker trace elements for iron–steel industry (Zn, Pb, and Cu) were high relative to those reported previously for rural and urban areas around the world, and they were comparable to those measured recently in a similar industrial region (Aliaga, Izmir, Turkey). For all investigated POPs, elements, and anions, the highest concentrations were measured at points located north of the iron–steel industries where their emissions are transported by the prevailing southerly winds. The spatial distribution and levels of POPs, elemental, and anionic concentrations indicated that the iron–steel plants in Hatay-Iskenderun region are important sources for these pollutants. Statistically significant relationships between several organic and inorganic pollutants further confirmed that they are emitted by common sources (iron–steel plants).     

大气沉降对土壤和作物中重金属富集的影响及其研究进展

以我国农田土壤-作物-大气系统为研究对象,综述了近年来大气沉降中重金属的来源及时空分布规律以及大气沉降对农田土壤和作物中重金属富集的影响及其研究进展。人为活动产生的重金属进入大气后,受多种自然和人为因素及环境保护政策等综合因素的影响,导致大气沉降中的重金属具有明显的时空分异特征:从时间分异来看,大气重金属含量呈现出冬季高于其他季节,供暖期高于非供暖期的特点;从空间分异来看,工业发达地区较高,燃煤为主的城市高于其他城市,城区高于郊区及远郊地区。大气沉降不仅会使土壤重金属含量上升,也会对农作物造成直接和间接的影响。大气中的重金属会通过气孔进入作物细胞,在细胞壁、液泡中积累,当含量过高时会影响作物正常生长或引起作物重金属超标风险,不利于农业安全生产。未来的研究应将传统分析方法与空间和地统计技术、多元同位素示踪技术、数学模型模拟等多种技术手段相结合,在区域尺度和田间自然条件下开展土壤-作物-大气系统重金属循环过程的研究,为区域农田重金属污染防控和环境管理提供科学依据和决策支撑。