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甘肃陇南锑矿区污染及微生物群落结构特征

环境科学 2024年第7期45卷 4266-4278页

作者：赵清英张泽民谭昭李文杰潘丽波关潇李金花中国环境科学研究院生态研究所北京100012 兰州大学生态学院兰州730000 中国环境科学研究院国家环境保护区域生态过程与功能评估重点实验室北京100012

锑(Sb)是有色金属矿山开采和加工中对环境造成严重威胁的重点污染物,与砷(As)的硫化物和氧化物共存.微生物对土壤中重金属的迁移转化及修复具有重要意义.目前,锑矿不同功能分区(采矿区和冶炼区)中重金属有效态对土壤微生物群落结构的生... 详细信息

锑(Sb)是有色金属矿山开采和加工中对环境造成严重威胁的重点污染物,与砷(As)的硫化物和氧化物共存.微生物对土壤中重金属的迁移转化及修复具有重要意义.目前,锑矿不同功能分区(采矿区和冶炼区)中重金属有效态对土壤微生物群落结构的生态效应仍知之甚少.为掌握不同功能分区中重金属污染特征及重金属有效态与土壤微生物群落之间的相互作用关系,采用Wenzel连续提取法和16S r DNA高通量测序技术测定了Sb和As的化学形态及微生物信息.结果表明,Wenzel连续提取后Sb和As的化学形态分布占比大小为:无定型铁铝氧化物结合态(F3)>晶质铁铝氧化物结合态(F4)>残渣态(F5)>专性吸附态(F2)>非专性吸附态(F1).潜在生态风险指数(RI)和地累积指数(Igeo)显示,Sb污染程度大小为:冶炼区>采矿区>对照区,冶炼区为严重污染,采矿区为中度至重度污染;As污染程度大小为:采矿区>冶炼区>对照区,采矿区和冶炼区均为中度至重度污染.16S r DNA高通量测序显示:Proteobacteria是采矿区与冶炼区中相对丰度最高的门,Kaistobacter、Pseudomonas、Sphingomonas和Lysobacter是采矿区与冶炼区中相对丰度最高的属;Geobacter和Luteolibacter在采矿区有较高的LDA得分,Thiobacillus在冶炼区具有较高的LDA得分.Spearman相关性、方差分解(VPA)和随机森林预测(RF)表明,Sb、As、有效态锑[Sb(Bio)]和有效态砷[As(Bio)]是影响锑矿不同功能分区中微生物群落结构的主要因子;冗余分析(RDA)显示,对属水平微生物群落结构的影响大小为:As(Bio)>Sb(Bio)>Sb>As,Sb及Sb(Bio)和Nitrospira呈现显著负相关关系,和Thiobacillus呈现显著正相关关系(P研究重金属污染特征及重金属有效态对微生物群落结构的生态效应,可为锑矿区生态修复和生态环境管理提供参考.

关键词：锑(Sb)矿区 Wenzel连续提取法生态风险评估微生物群落分析 16S rDNA高通量测序

聊城市冬季PM_(2.5)载带金属元素污染特征、风险评价及来源分析

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环境科学 2024年第4期45卷 2003-2010页

作者：张敬巧朱瑶曹婷燕丽王淑兰刘铮中国环境科学研究院北京100012 生态环境部环境规划院北京100043

为研究聊城市冬季环境空气中PM_(2.5)载带金属元素的污染特征、风险评价及来源,分别于2018年和2019年的1月采集了环境空气PM_(2.5)样品并分析了其中19种金属元素的浓度.结果表明,采样期间聊城市冬季ρ(PM_(2.5))和金属元素浓度平均值分... 详细信息

为研究聊城市冬季环境空气中PM_(2.5)载带金属元素的污染特征、风险评价及来源,分别于2018年和2019年的1月采集了环境空气PM_(2.5)样品并分析了其中19种金属元素的浓度.结果表明,采样期间聊城市冬季ρ(PM_(2.5))和金属元素浓度平均值分别为(87.7±39.9)μg·m^(-3)和(6.92±2.91)μg·m^(-3),金属元素中ρ(Ca)和ρ(Al)最高,分别为1.97μg·m^(-3)和1.35μg·m^(-3),其他元素浓度相对偏低,相较于清洁天,污染天时ρ(Ca)、ρ(Al)、ρ(Fe)及ρ(Ti)有所降低,而其他元素浓度均有所升高.地累积指数(Igeo)结果表明,聊城市冬季Cd、Zn、Pb、Sn和Cu的Igeo均高于2.5,受污染程度均在重度污染以上,其他元素Igeo均小于1,属于轻度污染或无污染程度.潜在生态风险评价结果显示金属元素的RI指数高达10 114.2,潜在危害较强,其中Cd的Er最高为9 802.2,其次为Pb、As和Cu,Cd贡献率达到96.9%,是聊城市冬季金属元素潜在生态风险的关键因子,且清洁天时潜在生态风险较高;对于人群健康风险评估,Mn、Cr、Pb、Ni、As、Co、Cd、V和Ba这9种元素的综合效应具有一定的非致癌风险及致癌风险,致癌风险最高的为As,R值为1.16×10^(-5),其次为Cr(Ⅵ),污染天相关元素的非致癌及致癌风险均明显高于清洁天.富集因子结果及主成分分析结果显示,Cd、Pb、Zn和Sn元素富集程度显著,除Ca元素外,其他元素污染天富集因子均明显升高,金属元素的主要来源包括交通源、燃烧源、扬尘源及煤炭燃烧源,贡献率分别为37.5%、22.5%、17.5%和7.2%,整体看聊城市冬季PM_(2.5)载带金属元素受人为源影响较大,其中交通源和燃烧源为重点管控源类.

关键词： PM_(2.5) 金属元素地累指数风险评价来源分析

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基于文献计量学的自然保护地保护成效研究

生态学报 2024年第17期44卷 7923-7936页

作者：吴晨王伟中国环境科学研究院生态研究所北京100012

自然保护地保护成效是生物多样性保护领域的研究热点之一,长期以来,国内外围绕自然保护地保护成效研究取得了许多成果,为更好地了解国内外自然保护地保护成效研究现状,利用可视化工具Vosviewer和Citespace对检索的中英文文献发文数量、... 详细信息

自然保护地保护成效是生物多样性保护领域的研究热点之一,长期以来,国内外围绕自然保护地保护成效研究取得了许多成果,为更好地了解国内外自然保护地保护成效研究现状,利用可视化工具Vosviewer和Citespace对检索的中英文文献发文数量、发文趋势和热点进行分析,结果如下:1)中英文文献关于自然保护地保护成效的研究总体均呈现上升趋势,都经历了2005年之前为起步阶段,2005—2010年为探索阶段,2010年至今是快速发展阶段;2)英文文献针对自然保护地保护成效研究热点可分为管理有效性、生物多样性、生态系统服务、影响因素(土地利用、气候变化、人类干扰等)以及可持续性;中文文献针对自然保护地保护成效热点可分为生态系统与生物多样性、管理有效性、可持续发展以及影响因素;3)对比发现国内外文献在自然保护地保护成效研究的时间尺度与关注热点方面均存在一定差异,主要表现在国外主要集中于国家公园以及森林生态系统保护成效研究,国内以自然保护区以及湿地生态系统保护成效为主,此外,国内文献围绕自然保护地生态系统服务保护成效以及气候变化的影响等方面的研究不足。研究可为推动我国自然保护地保护成效研究领域的发展,进而为提升我国自然保护地管理质量提供科学依据。

关键词：国家公园自然保护区文献计量分析昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架

冶炼厂周边农用地土壤重金属非致癌健康风险评估及修正

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环境工程技术学报 2024年第1期14卷 112-120页

作者：吴健芳王红梅中国环境科学研究院水生态环境研究所

为科学量化重金属复合暴露产生的非致癌健康风险,引入靶器官毒性剂量(TTD)模型和证据权重分析模型(WOE)对传统评估模型(HRA)的非致癌健康风险进行修正,并以华中某冶炼厂周边农用地土壤重金属为例,探究3种模型对非致癌健康风险评估结果... 详细信息

为科学量化重金属复合暴露产生的非致癌健康风险,引入靶器官毒性剂量(TTD)模型和证据权重分析模型(WOE)对传统评估模型(HRA)的非致癌健康风险进行修正,并以华中某冶炼厂周边农用地土壤重金属为例,探究3种模型对非致癌健康风险评估结果的影响。结果表明:土壤重金属镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和砷(As)的浓度均值分别为0.37、36.65、69.06和7.66mg/kg,其中Cd、Pb和Cr不同程度超出研究区土壤背景值,4种重金属传统非致癌健康风险值(HI_(HRA))为2.27×10^(-3)~3.35×10^(-1)。经TTD模型和WOE模型修正后4种重金属HI_(TTD)和HI_(WOE)分别为1.64×10^(-2)~5.50×10^(-1)和1.08×10^(-2)~6.09×10^(-1),其中HI_(TTD)、HI_(WOE)均值分别为HI_(HRA)均值的1.88倍和1.17倍。研究显示,对多种重金属复合污染的农用地开展人体非致癌健康风险评估时,需考虑多靶器官效应及重金属间的交互作用,避免传统风险评估方法低估或高估土壤污染对暴露人群产生的实际健康损害。

关键词：土壤重金属健康风险靶器官毒性剂量模型证据权重模型

嘉陵江中下游不同河道断面沉积物真菌群落结构与功能

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环境科学 2024年第7期45卷 4006-4013页

作者：王瑜徐飞竹兰萍张拓刘思瑶简磊吕书丛中国环境科学研究院北京100012 西华师范大学环境科学与工程学院南充637009 四川省生态环境科学研究院成都610041

为探究不同干扰对嘉陵江河道沉积物真菌群落的影响,以期为河流生态系统保护提供科学依据.以嘉陵江干流河道沉积物真菌为研究对象,利用高通量测序和生物信息学技术分析不同类型人为扰动(工程干扰、支流干扰、采砂干扰和垦殖干扰)及无干... 详细信息

为探究不同干扰对嘉陵江河道沉积物真菌群落的影响,以期为河流生态系统保护提供科学依据.以嘉陵江干流河道沉积物真菌为研究对象,利用高通量测序和生物信息学技术分析不同类型人为扰动(工程干扰、支流干扰、采砂干扰和垦殖干扰)及无干扰断面河道沉积物真菌群落的组成和功能差异.结果表明:(1)垦殖和工程干扰显著抑制了真菌群落物种多样性和丰富度(P所述,人为干扰造成了嘉陵江沉积物真菌多样性、群落结构和功能的变化,外源物质输入是造成这一现象的关键因素,该结果可为预测和评价河流生境质量提供参考依据.

关键词：嘉陵江沉积物真菌群落结构高通量测序

我国水污染防治资金项目成效、管理经验与优化实施建议

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环境工程技术学报 2024年第2期14卷 672-680页

作者：陈强董姣赵少延赵丽姜霞生态环境部中国环境科学研究院

水污染防治资金自2015年设立以来,中央和地方政府部门在加强与规范资金项目管理方面开展了大量工作,为提高资金使用效益发挥了重要作用。但目前针对水污染防治资金项目管理的研究较少,也缺少相关经验做法总结。基于环境状况公报、绩效... 详细信息

水污染防治资金自2015年设立以来,中央和地方政府部门在加强与规范资金项目管理方面开展了大量工作,为提高资金使用效益发挥了重要作用。但目前针对水污染防治资金项目管理的研究较少,也缺少相关经验做法总结。基于环境状况公报、绩效评价等数据,分析了项目在推动水质改善、促进生态修复、建立长效机制、带动社会投入等方面取得的成效;从资金投向、项目谋划、资金分配、资金使用、绩效评价等方面梳理总结了水污染防治资金设立以来的项目管理经验,并通过调研提炼了部分省(区)在制度建设、项目谋划、过程监管、绩效管理等方面的典型做法;同时,分析了现阶段水污染防治资金项目管理存在的资金支持范围有待拓宽、项目谋划系统性有待提升、技术保障有待加强、绩效管理有待优化等问题。为进一步提升资金项目管理水平、提高资金使用效益,提出如下建议:结合新时期水生态环境保护重点任务和地方实际需求,合理拓宽资金支持范围;坚持流域统筹,提升项目谋划系统性;制定完善技术指导文件,强化技术保障;完善绩效管理制度,加强成效监管。

关键词：水污染防治资金项目管理典型做法绩效管理

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以旗舰物种为视角的生物多样性价值评估初探

环境工程技术学报 2024年第3期14卷 1077-1086页

作者：李晓蔚邓陈宁黄小娱谢明辉中国环境科学研究院

利益相关者对生物多样性的价值感知影响其态度与行为,从而影响环境保护政策执行的效率与效果。为准确刻画出利益相关者对特定区域内生物多样性的价值感知,提出一套以旗舰物种为视角的选择实验设计方法,具体步骤包括:结合研究区域选择旗... 详细信息

利益相关者对生物多样性的价值感知影响其态度与行为,从而影响环境保护政策执行的效率与效果。为准确刻画出利益相关者对特定区域内生物多样性的价值感知,提出一套以旗舰物种为视角的选择实验设计方法,具体步骤包括:结合研究区域选择旗舰物种进行属性设计;根据预调研结果优化生成正式调研的选择实验问卷;通过问卷调研获取支付意愿;评估局地生物多样性价值。将该方法应用于秦岭(陕西段),选取秦岭大熊猫、秦岭金丝猴、朱鹮为旗舰物种,调查了1288位受访者,结果显示:陕西省内、省外受访者对秦岭生物多样性保护的边际货币支付意愿分别为146.29、212.60元/a,边际时间支付意愿价值分别为240.12、350.01元/a。根据边际支付意愿估算得到秦岭(陕西段)生物多样性价值为4897.72亿~9795.45亿元/a。该方法能较为全面地反映局地生物多样性的价值并兼具可理解性,为生物多样性保护政策的制定与执行提供数据基础。

关键词：旗舰物种选择实验支付意愿生物多样性价值秦岭

黄河流域上游煤矿区土地利用类型变化及其对固碳服务的影响

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环境科学研究 2024年第1期37卷 190-201页

作者：张泽民刘博关潇中国环境科学研究院国家环境保护区域生态过程与功能评估重点实验室北京100012 中国环境科学研究院生态研究所北京100012

明晰矿区土地利用变化及其对区域碳储量的影响,是“双碳”目标背景下推进矿区低碳减排和绿色高质量发展的重要手段.基于多源数据集,使用InVEST模型、土地利用动态度、转移矩阵、缓冲区分析和灰色关联度等方法,识别了1990-2020年黄河流... 详细信息

明晰矿区土地利用变化及其对区域碳储量的影响,是“双碳”目标背景下推进矿区低碳减排和绿色高质量发展的重要手段.基于多源数据集,使用InVEST模型、土地利用动态度、转移矩阵、缓冲区分析和灰色关联度等方法,识别了1990-2020年黄河流域上游13个大中型煤矿区的土地利用类型时空变化,评估了不同矿区及其周边不同距离缓冲区的固碳服务能力,并对二者的关联度进行分析,旨在厘清矿区土地利用变化对固碳服务的影响.结果表明:(1)1990-2020年煤矿区土地利用类型主要以草地、未利用地、林地和耕地向城乡工矿居民用地转移为主,城乡工矿居民用地面积以288.8 hm^(2)/a的速度持续扩张.(2)1990-2020年不同时段城乡工矿居民用地的单一动态度均为正值,草地和未利用地则均为负值,其中2010-2015年各土地利用类型的综合动态度均较高,2015-2020年则均相对较低,并且露天开采方式矿区土地利用强度远高于井工开采方式.(3)1990-2020年各矿区内单位面积年固碳量在0.7~4.1 Mg/hm^(2)之间,在时间上呈先下降后升高再下降的趋势,并且在距离矿区50 km范围内,距离越远,平均单位面积年固碳量越高,影响程度逐渐下降.(4)不同土地利用类型与单位面积年固碳量的平均关联度从高到低表现为未利用地>耕地>草地>林地>水体.研究显示,黄河流域上游煤矿区开发过程中未利用地和耕地面积的变化是矿区生态系统固碳服务变化的重要原因.

关键词：黄河流域上游煤矿区土地利用类型变化固碳服务缓冲区分析

基于PSR模型的太湖流域生态健康评价及主要影响因素

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环境工程技术学报 2024年第3期14卷 846-855页

作者：董稳静陶艳茹庞燕许秋瑾余小梅中国环境科学研究院

压力—状态—响应(PSR)模型能反映社会经济状况对湖泊水体生态环境带来的影响。基于PSR模型,构建包含人口密度、流域植被指数、换水周期、浮游植物多样性指数等18项指标的评价指标体系,评价太湖流域生态健康状况。选取1999年、2007年作... 详细信息

压力—状态—响应(PSR)模型能反映社会经济状况对湖泊水体生态环境带来的影响。基于PSR模型,构建包含人口密度、流域植被指数、换水周期、浮游植物多样性指数等18项指标的评价指标体系,评价太湖流域生态健康状况。选取1999年、2007年作为历史对照年份,将2011—2020年流域健康状况与对照年份进行比较,分析太湖流域生态健康状况变化。结果显示:1)所构建的指标体系状态层、压力层、响应层权重分别为0.418、0.291、0.291,对太湖流域生态健康产生较大影响的指标主要为大型水生植被覆盖度、湖泊总磷达标率、环保投资占GDP比例、湖泊综合营养状态指数(TSI)、水资源利用开发率及浮游植物多样性指数,其总贡献率为51.74%。2)1999年、2007年太湖流域生态健康评价结果为不健康,2011—2020年处于一般健康至健康状态,其中2015年、2017年生态健康评价指数降低,但总体上2011—2020年流域健康状况呈好转趋势。2011年之后太湖流域健康状况好转主要得益于近十几年中央与地方合力进行流域治理、生态修复和综合管理。2015年、2017年流域生态健康指数波动主要归因于不利的气象因素。3)大型水生植被覆盖度、湖泊总磷达标率、湖泊TSI、浮游植物多样性指数这4项指标的变化与太湖流域生态健康评价指数的变化及健康水平相关性较高,近20年来环保投资占GDP比例的提高、水资源开发利用率的优化在一定程度上减缓了这4项指标下降对太湖流域生态健康带来的不利影响。

关键词：太湖流域 PSR模型层次分析法(AHP) 生态健康指标体系