城市土-水界面污染流条件下加乐麝香和镉对鲫鱼（Carassius auratus）的联合毒性

    为了能更好地反映实际水体中污染物对生物的毒性效应,在实验室模拟城市土-水界面污染流和清水2种试验条件,分别研究加乐麝香(galaxolide,HHCB)和重金属镉(cadmium,Cd)对鲫鱼(Carassiusauratus)的单一和联合毒性效应.采用半静水法,并用Marking水生毒理联合毒性效应相加指数法对联合毒性效应进行评价.结果表明,HHCB和Cd在实验室模拟城市土-水界面试验条件下,24、48、72、96 h对鲫鱼的半致死浓度(median lethal concentration,LC50)分别为4.81、3.30、2.90、2.55 mg.L-1和43.51、39.71、39.01、38.83 mg.L-1;而在清水试验条件下HHCB和Cd对鲫鱼的LC50值分别为1.70、1.14、0.81、0.66 mg.L-1和33.15、30.06、27.12、25.18 mg.L-1.可见,HHCB对鲫鱼的毒性效应在2种试验条件下都远远大于Cd的毒性效应.采用毒性1:1试验,研究HHCB和Cd在2种试验条件下对鲫鱼的联合毒性效应,在实验室模拟城市土-水界面试验条件下,当暴露时问为24、48 h时,相加指数(additive index,AI)<0,联合毒性效应表现为拮抗效应;而暴露时间为72、96 h时,AI>0,联合毒性效应则转为协同效应;在清水试验条件下,当暴露时间为24 h时,AI<0,联合毒性效应表现为拮抗效应;暴露时间为48、72、96 h时,AI>0,联合毒性效应为协同效应,且随着暴露时间的延长这种协同效应逐渐增强.可见,土-水界面不仅可以改变HHCB和Cd对鲫鱼的单一毒性效应,也可以改变二者的联合毒性效应方式.     

玉米秸秆生物炭对Cd（Ⅱ）的吸附机理研究

以玉米秸秆为原料,在350℃和700℃热解温度下分别制备了两种生物炭（BC350和BC700）,并对其理化性质进行了表征。在700℃下制备的生物炭芳构化程度更高,疏水性更强,比表面积更大,孔结构发育更加完全。研究Cd（Ⅱ）在两种生物炭上的吸附发现,Two-site Langmuir吸附等温模型比One-site Langmuir吸附等温模型能更好描述Cd（Ⅱ）在生物炭表面的吸附。BC700对Cd（Ⅱ）的吸附容量大于BC350,解吸率远小于BC350,吸附效果更好;离子交换和阳离子-π作用两种吸附机理同时存在并共同作用,前者分别占BC350和BC700总吸附容量的13.7%和1.1%,后者分别占86.3%和98.9%,阳离子-π作用是最主要的吸附机理。红外光谱FTIR分析表明,生物炭表面的含氧官能团和π共轭芳香结构分别提供不同机理的吸附位点。由于具有更多的离子交换位点,BC350对Cd（Ⅱ）吸附受pH影响较BC700更大。     

小麦秸秆生物炭对石油烃污染土壤的修复作用

以小麦秸秆为原材料,在300℃下缺氧裂解3、6、8 h制备生物炭,比较了3种生物炭的产率、pH值、灰分以及C、H、N元素含量,表征了300℃、6 h生物炭的表面形态,并用其作为修复材料,对大港油田的石油污染土壤进行修复。结果表明,随裂解时间的延长,生物炭产率下降,pH值升高,灰分含量增加,H/C值下降,但产率、pH值、灰分和H/C值都是从3 h到6 h差异显著,6 h到8 h差异不显著。C元素含量先升高后下降。石油污染土壤经生物炭修复14 d和28d后,总石油烃降解率分别为45.48%和46.88%,均显著高于对照组。修复14 d后土壤中的萘、苊、苯并[a]蒽、屈、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3-cd]芘也都有不同程度的下降,其中苯并[a]芘含量下降幅度达98.18%,其他几种PAH的降解率也都高于对照组,28 d后这些PAH的含量又有上升趋势。这说明小麦秸秆裂解时间对生物炭的性质有影响;300℃、6h生物炭可以用来修复石油污染的土壤。     

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。     

玉米秸秆生物炭对Cd（Ⅱ）的吸附机理研究

以玉米秸秆为原料,在350℃和700℃热解温度下分别制备了两种生物炭(BC350和BC700),并对其理化性质进行了表征.在700℃下制备的生物炭芳构化程度更高,疏水性更强,比表面积更大,孔结构发育更加完全.研究Cd(Ⅱ)在两种生物炭上的吸附发现,Two-site Langmuir吸附等温模型比One-site Langmuir吸附等温模型能更好描述Cd(Ⅱ)在生物炭表面的吸附.BC700对Cd(Ⅱ)的吸附容量大于BC350,解吸率远小于BC350,吸附效果更好;离子交换和阳离子-π作用两种吸附机理同时存在并共同作用,前者分别占BC350和BC700总吸附容量的13.7％和1.1％,后者分别占86.3％和98.9％,阳离子-π作用是最主要的吸附机理.红外光谱FTIR分析表明,生物炭表面的含氧官能团和π共轭芳香结构分别提供不同机理的吸附位点.由于具有更多的离子交换位点,BC350对Cd(Ⅱ)吸附受pH影响较BC700更大.     

全氟烷基酸类在土壤中的吸附解吸及淋溶行为研究

为探讨不同碳链长度全氟烷基酸(perfluoroalkyl acids,PFAAs)在土壤中的吸附解吸及淋溶行为,分别利用批量平衡法和土柱实验方法研究了8种PFAAs在潮土和黑土的吸附解吸及淋溶特性。结果表明,PFAAs在土壤中的吸附和解吸在24 h内均能达到平衡,解吸存在迟滞性,PFAAs在土壤中的吸附和解吸等温线符合Freundlich模型(R20.900),Kf在1.44~282之间;潮土对PFAAs的吸附能力强于黑土,土壤对全氟烷基磺酸的吸附能力优于全氟烷基羧酸,且碳链越长,越容易被吸附;土壤有机质含量、粒径分布及溶解性有机质共同影响土壤对PFAAs吸附能力。土柱实验表明,超过97%的短链PFAAs可被淋出;随着碳链延长,土壤对PFAAs截留能力增加,淋出时间延长,累积淋出率降低;PFAAs在潮土和黑土土柱中的淋溶行为具有明显的差异,黑土土柱淋出液中PFAAs浓度变化小于潮土土柱;溶解性有机质能够改变PFAAs的相对淋溶曲线的形状,对短链PFAAs的淋溶具有促进作用,同时抑制了全氟辛烷羧酸和全氟己烷磺酸在土层中的向下迁移。研究表明,目前广泛采纳的短链替代品在土壤中有较强的移动性,对地下水具有潜在的风险。     

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...     

农田土壤中六溴环十二烷的污染过程以及生物修复方法研究进展

六溴环十二烷(Hexabromocyclododecane,HBCD)是一种广泛使用的添加型阻燃剂,其具有持久性、生物积累性、生物毒性以及可远距离迁移性等特点。HBCD不会直接施用于农田土壤,但会随着一系列的环境行为进入其中并被土壤有机质吸附,使土壤成为HBCD的"汇"。土壤中的微生物和植物等生物活动会使HBCD进入生物链并对人类健康造成威胁。土壤生物修复方法具有修复成本低、操作简单、高效安全等特性,符合农田土壤绿色发展的目标导向,越来越多地被应用到土壤修复当中。本文重点阐述了农田土壤中HBCD的污染过程,包括污染源、环境行为,并对HBCD的生物修复方法进行了总结分析,以期为农田土壤中HBCD的高效阻控以及污染土壤的绿色修复提供有益参考。     

动态条件下壳聚糖稳定纳米铁去除水体中Cr（Ⅵ）的研究

以重金属Cr(Ⅵ)为目标污染物,在两种实验条件下(实验柱Ⅰ为模拟污染水样,实验柱Ⅱ为实际污染水样)考察了壳聚糖稳定纳米铁对Cr(Ⅵ)的去除能力。实验柱Ⅰ和实验柱Ⅱ分别在第160PV和127PV时发生了击穿效应。与实验柱Ⅰ相比,实验柱Ⅱ中壳聚糖稳定纳米铁对Cr(Ⅵ)的去除能力降低了25%。SEM表征显示,实验柱Ⅱ中壳聚糖稳定纳米铁的表面形成了许多葡萄状晶体,它们的存在导致实验柱Ⅱ中纳米铁的去除能力明显低于实验柱Ⅰ。XPS表征显示,由于Ca和Mg的氢氧化物替代了部分铁氢氧化物,导致实验柱Ⅱ中壳聚糖稳定纳米铁表面Fe原子的相对含量低于实验柱I。Cr元素高分辨率XPS能谱分析显示,在实验柱Ⅰ的条件下Cr(Ⅵ)被还原得更充分,而且在两种实验条件下都有部分Cr(Ⅵ)被吸附在纳米铁表面最终没有被零价铁所还原。