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平原河网地区稻田农药脉冲输出迟滞分析研究

中国环境科学 2024年第6期44卷 3408-3418页

作者：陈诚贾忠华罗纨刘文龙上海市环境科学研究院国家环境保护新型污染物环境健康影响评价重点实验室上海200233 扬州大学水利科学与工程学院江苏扬州225009

针对目前有关稻田施药后短期内农药的脉冲式输出过程及运移机理尚不十分明确的问题,以扬州市江都区农田水利科学研究站的试验稻田为研究区,针对稻田施药后农药面源污染物与排水的双脉冲输出过程开展高频监测,捕捉到毒死蜱、阿维菌素、... 详细信息

针对目前有关稻田施药后短期内农药的脉冲式输出过程及运移机理尚不十分明确的问题,以扬州市江都区农田水利科学研究站的试验稻田为研究区,针对稻田施药后农药面源污染物与排水的双脉冲输出过程开展高频监测,捕捉到毒死蜱、阿维菌素、三环唑和噻呋酰胺等4种水稻常用农药的脉冲式输出过程,结果显示:上述4种农药的输出浓度和负荷率峰值均发生在施药后2.5~5h内,输出脉冲特征明显.农药和排水双脉冲的相位关系受人为因素影响较大,呈现一定的随机性.对于淋溶性较好、受田间水文状况影响较大的农药(以杀菌剂三环唑和噻呋酰胺为代表),其迟滞指数分别为0.419和0.326,首次观察到较为明显的c-Q迟滞现象,该现象的发生与稻田施药先后顺序以及农药施入稻田后随水流运移到农沟水体的路径长短有关;而对挥发性较大的农药(以杀虫剂毒死蜱为代表),其迟滞系数仅为0.083,由于易受风向等不确定性因素影响未能观察到明显的迟滞现象.上述3种农药的FI值均等于或接近于1,说明排水脉冲对农药以富集作用为主.

关键词：稻田农药面源污染脉冲相位关系迟滞分析

上海郊区农田土壤微塑料和6种邻苯二甲酸酯污染特征及生态风险评估

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生态与农村环境学报 2024年第7期40卷 975-984页

作者：胡双庆上海市环境科学研究院国家环境保护新污染物环境健康影响评价重点实验室上海200233

农田土壤中微塑料和邻苯二甲酸酯污染近年来受到高度关注。邻苯二甲酸酯是典型塑料增塑剂,农业生产过程中使用和废弃的各种塑料制品可能是农田土壤中微塑料和邻苯二甲酸酯的重要来源。本文研究了上海郊区大棚和稻田土壤中微塑料和6种邻... 详细信息

农田土壤中微塑料和邻苯二甲酸酯污染近年来受到高度关注。邻苯二甲酸酯是典型塑料增塑剂,农业生产过程中使用和废弃的各种塑料制品可能是农田土壤中微塑料和邻苯二甲酸酯的重要来源。本文研究了上海郊区大棚和稻田土壤中微塑料和6种邻苯二甲酸酯(PAEs)的污染特征,并对PAEs开展了生态风险评估。结果表明,大棚种植蔬菜土壤和稻田种植旱稻土壤微塑料含量分别为(1.47±0.54)×10^(5)和(2.06±1.10)×10^(5)个·kg^(-1);大棚土壤微塑料中聚氯乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯占比较高,稻田土壤中聚乙烯占比较高。大棚土壤样品中球形、薄膜和纤维状微塑料平均占比分别为77.1%、21.3%和1.6%,其中,球形和薄膜塑料以聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和尼龙为主;而稻田土壤中球形、薄膜和纤维状微塑料平均占比分别为45.5%、54.0%和0.5%,其中,球形和薄膜塑料以聚乙烯、尼龙和聚丙烯塑料为主。大棚土壤中PAEs含量为151.3~2026.3μg·kg^(-1),稻田土壤PAEs含量为186.3~503.4μg·kg^(-1)。邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯和邻苯二甲酸二丁酯是土壤中含量最高的PAEs,平均含量分别为402.5和128.2μg·kg^(-1),其含量比其他4种PAEs高1~2个数量级。上海郊区农田土壤中PAEs生态风险总体处于低至中等水平。研究结果表明,大棚塑料薄膜和稻田农用地膜对土壤中微塑料和PAEs含量及组成有较大影响,后续应开展农业生产过程中塑料残留的环境归趋研究,为制定农田土壤中微塑料和PAEs污染防治策略提供支撑。

关键词：农田土壤微塑料邻苯二甲酸酯污染特征生态风险评估

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平原河网地区稻田农药与排水双脉冲输出的迟滞分析研究

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中国环境科学 2024年

作者：陈诚贾忠华罗纨刘文龙上海市环境科学研究院国家环境保护新型污染物环境健康影响评价重点实验室扬州大学水利科学与工程学院

中国南方平原河网地区稻田排水量较大，稻田施药后农药可通过地表径流排水、侧渗等途径排入下游受纳水体，或在风力漂移和（干/湿）沉降作用下进入临近的沟塘或河道当中，对周边水环境及稻田生态系统构成负面影响。针对目前有关稻田施... 详细信息

中国南方平原河网地区稻田排水量较大，稻田施药后农药可通过地表径流排水、侧渗等途径排入下游受纳水体，或在风力漂移和（干/湿）沉降作用下进入临近的沟塘或河道当中，对周边水环境及稻田生态系统构成负面影响。针对目前有关稻田施药后短期内农药的脉冲式输出过程及运移机理尚不十分明确的问题，本文以扬州市江都区农田水利科学研究站的试验稻田为研究区，针对稻田施药后农药面源污染物与排水的双脉冲输出过程开展高频监测，捕捉到4种水稻常用农药的脉冲式输出过程，结果显示：农药和排水双脉冲的相位关系受人为因素影响较大，呈现一定的随机性。对于淋溶性较好、受田间水文状况影响较大的农药（以杀菌剂三环唑和噻呋酰胺为代表），首次观察到较为明显的c-Q迟滞现象，该现象的发生与稻田施药先后顺序以及农药施入稻田后随水流运移到农沟水体的路径长短有关；而对挥发性较大的农药（以杀虫剂毒死蜱为代表），由于易受风向等不确定性因素影响，则未能观察到上述迟滞现象。本研究成果可为稻田农药面源污染发生的机理解释提供一定的科学依据，并为其污染防控提供技术支持。

关键词：稻田农药面源污染脉冲相位关系迟滞分析

太浦河水体和沉积物中24种全氟化合物分布特征

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环境化学 2024年第3期43卷 722-733页

作者：张红霞张洪昌胡双庆沈根祥李贞金周萌萌华东理工大学资源与环境学院上海200237 上海市环境科学研究院国家环境保护新型污染物环境健康影响评价重点实验室上海200233

本研究以24种全氟化合物(polyfluoroalkyl substances,PFASs)为研究对象,于冬、夏两季采集了太浦河流域重要点位的水样以及沉积物,并采用固相萃取、液液萃取联合高效液相色谱-串联质谱(HPLC/MS-MS)的方法,探讨PFASs在太浦河流域水环境... 详细信息

本研究以24种全氟化合物(polyfluoroalkyl substances,PFASs)为研究对象,于冬、夏两季采集了太浦河流域重要点位的水样以及沉积物,并采用固相萃取、液液萃取联合高效液相色谱-串联质谱(HPLC/MS-MS)的方法,探讨PFASs在太浦河流域水环境中的时空分布特征以及分配行为.结果显示,水体中PFASs的总质量浓度范围在114.24—168.62 ng·L^(-1),主要的污染物为全氟丁酸(PFBA)和全氟辛酸(PFOA),平均浓度为24.92 ng·L^(-1)和28.18 ng·L^(-1);沉积物中ΣPFASs在2.36—4.73 ng·g^(-1)(dw,干重),主要的污染物为全氟十一酸(PFUdA)和全氟十二酸(PFDoA),平均浓度为0.78 ng·g^(-1)(dw)和0.52 ng·g^(-1)(dw).水样的监测结果显示,各点位PFASs总浓度波动不大,仅在个别点位出现PFASs突增的情况.PFASs在太浦河流段没有明显的季节性差异,这与今年夏季降雨量少的情况有关.PFASs在沉积物-水的分配行为表明,PFASs在沉积物-水的分配系数与总有机碳(total organic carbon,TOC)的含量、PFASs碳链长度以及PFASs官能团结构有关.短链PFASs主要存在于水体中,长链PFASs则主要分布在沉积物中;全氟磺酸类(PFSAs)较全氟羧酸类(PFCAs)更易吸附在沉积物中.对PFASs来源解析发现:水体中PFASs的来源包括了外源输入和点源排放,夏季河体内PFASs主要受到大气远距离传输影响,冬季则与河道周围的工业活动有关.

关键词：全氟化合物太浦河时空分布分配系数来源解析

HPLC-MS/MS结合液液萃取法检测尿样中22种新烟碱类农药及其代谢物的研究

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分析测试学报 2024年

作者：马金晶金玉娥周婧娴上海市疾病预防控制中心国家环境保护新型污染物环境健康影响评价重点实验室

建立了高效液相色谱-串联质谱同时检测尿液中22种新烟碱类农药（NEOs）及其代谢物的分析方法。尿样经酶解，甲酸调节pH值，液液萃取提取，HSS T3色谱柱分离，以（0.1%甲酸+5mmol/L甲酸铵）/水-乙腈作为流动相进行梯度洗脱，正/负离子模... 详细信息

建立了高效液相色谱-串联质谱同时检测尿液中22种新烟碱类农药（NEOs）及其代谢物的分析方法。尿样经酶解，甲酸调节pH值，液液萃取提取，HSS T3色谱柱分离，以（0.1%甲酸+5mmol/L甲酸铵）/水-乙腈作为流动相进行梯度洗脱，正/负离子模式切换扫描，多反应监测（MRM）模式检测，内标法定量。结果表明，22种NEOs及其代谢物在各自质量浓度范围内呈良好线性关系（r2≥0.995 0），方法检出限为0.05～0.10 ng/mL；在低、中、高3个加标水平下，平均回收率为64.5%～125%，相对标准偏差（RSD）为0.10%～12%。样品稳定性实验表明，尿样采集后应尽快完成检测。利用该方法对54份真实尿样进行测定，均有不同程度的检出。所建立的方法高效、稳定，可实现22种NEOs及代谢物的同时检测。

关键词：新烟碱类农药尿液液液萃取高效液相色谱-串联质谱

长三角地区种植业碳排放时空动态格局及减排路径

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农业资源与环境学报 2024年

作者：黄娜倪远之张敏陈小华王振旗沈根祥上海市环境科学研究院国家环境保护新型污染物环境健康影响评价重点实验室国家环境保护城市大气复合污染成因与防治重点实验室东华大学环境科学与工程学院

精准掌握长三角地区种植业碳排放现状并制定因地制宜的减排策略，对于长三角绿色低碳一体化发展具有重要意义。本研究细化了研究粒度并完善了测算体系，在市级尺度下对2000—2020年长三角地区种植业碳排放进行测算，分析其时空特征，并... 详细信息

精准掌握长三角地区种植业碳排放现状并制定因地制宜的减排策略，对于长三角绿色低碳一体化发展具有重要意义。本研究细化了研究粒度并完善了测算体系，在市级尺度下对2000—2020年长三角地区种植业碳排放进行测算，分析其时空特征，并围绕减排措施及减排潜力展开探讨。结果表明：2000—2020年该地区种植业碳排放量呈现持续下降-波动上升-持续下降的变化趋势，2014年碳排放量达到峰值7.17×107t；2014年后农业GDP增长率上升，碳排放下降，呈现出理想状态。长三角地区种植业碳排放量呈现北高南低的态势，高排放地区集中在皖中、苏中以及苏北地区，且排放量的空间重心从南京市逐年向北部的安徽省滁州市移动。通过实施水分管理、优化施肥方式、推广低碳水稻品种、整合耕地资源等措施，预计长三角地区种植业每年可减少碳排放约1.84×107t。本研究揭示了长三角地区种植业碳排放的动态特征、现状规律及空间差异性，丰富了该区域碳排放研究的理论框架，为制定有效的种植业碳减排策略和实现种植业低碳化转型提供依据。

关键词：种植业碳排放排放系数法长三角地区标准差椭圆脱钩模型

平原河网地区典型旱地面源污染排放系数时间变化特征及影响因素研究

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灌溉排水学报 2024年第3期43卷 71-79页

作者：端木家耀陈诚陈小华沈根祥张敏郭春霞王振旗白玉杰凌志雄曹国民华东理工大学资源与环境工程学院上海200237 上海市环境科学研究院国家环境保护新型污染物环境健康影响评价重点实验室上海200233

【目的】探明平原河网地区典型旱地离田排放系数的变化特征,为农业面源污染监测管理提供参考。【方法】以上海市崇明岛某典型旱地为研究对象,通过构建水文-水质协同监测系统,对旱地面源污染排放系数进行测算,明确排放系数的时间变化特征... 详细信息

【目的】探明平原河网地区典型旱地离田排放系数的变化特征,为农业面源污染监测管理提供参考。【方法】以上海市崇明岛某典型旱地为研究对象,通过构建水文-水质协同监测系统,对旱地面源污染排放系数进行测算,明确排放系数的时间变化特征,分析排放系数的影响因素。【结果】日尺度下,氮、磷的离田排放系数变化范围分别为2.2~9843.9、0.08~667.0 g/(hm^(2)·d);月尺度下,氮、磷离田排放系数变化范围分别为0.02~17.2、0.001~1.04kg/(hm^(2)·m)。在降水产流事件中,氮离田排放系数与降水历时呈极显著正相关,磷离田排放系数与产流事件的总降水量、平均降水强度、最大小时降水强度极显著正相关。施肥后,氮日排放系数迅速增大,磷日排放系数无明显变化。各时间尺度下,氮排放系数与地表径流不存在显著相关性,磷排放系数与地表径流极显著正相关。【结论】氮、磷离田排放系数的日、月际变化幅度较大,氮离田排放系数易受施肥措施影响,磷离田排放系数则更易受降水和地表径流的影响。

关键词：平原河网旱地面源污染协同监测排放系数

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减压汇流式PRB渗流调控机制研究

中国环境科学 2024年

作者：郑凯旋陶诗阳丁洁陈涤谭旖琦雷蕾陈岩贽王炜温勇彭香琴王洪涛生态环境部华南环境科学研究所国家环境保护环境污染健康风险评价重点实验室清华大学环境学院

减压汇流式PRB（Passive convergence-permeable reactive barrier， PC-PRB）是一种新型可持续的受污染地下水原位修复技术.为评估PC-PRB水力捕集性能并揭示其渗流调控机制，本文开发了质点示踪算法精度高和数值解稳定性强的渗流模拟软... 详细信息

减压汇流式PRB（Passive convergence-permeable reactive barrier， PC-PRB）是一种新型可持续的受污染地下水原位修复技术.为评估PC-PRB水力捕集性能并揭示其渗流调控机制，本文开发了质点示踪算法精度高和数值解稳定性强的渗流模拟软件PRB-Flow;在给定模拟条件下，与连续式PRB（Continuous permeable reative barrier， C-PRB）相比，PC-PRB平面和剖面捕集流量分别提升约为47%和90%.敏感性分析表明，导水管长度Lp、减压井横向范围TDw和减压井深度Hw是影响PC-PRB水力性能的关键参数.Lp与PC-PRB水力捕集性能之间存在显著的正相关关系（P＜0.01）.增加TDw和Hw均可提升PC-PRB水力捕集能力，但影响程度不及Lp.导流管的引流减压作用使得减压井内产生降深，促使井周围地下水在水头差的驱动下向井内汇聚，从而显著提升了PC-PRB的水力捕集性能.此外，PC-PRB可有效解决C-PRB因流速不均而产生的局部击穿问题.

关键词：渗透性反应墙减压汇流水力捕集渗流调控敏感性分析

天然除虫菊素诱导人肝细胞DNA氧化损伤研究

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环境与职业医学 2024年第6期41卷 681-686页

作者：杨韵应梦超孙静秋沙毅杰洪新宇肖萍陶功华上海市疾病预防控制中心体外毒理检测与评价室/国家环境保护新型污染物环境健康影响评价重点实验室/国家药品监督管理局化妆品监测评价重点实验室上海200336

[背景]天然除虫菊素被广泛应用于环境和家庭卫生领域。研究显示,其具有潜在的肝脏毒性,但具体机制尚不明确。[目的]探讨天然除虫菊素对人肝细胞DNA损伤的影响。[方法]本研究以人肝细胞QSG7701为体外测试模型,以未处理细胞为对照组,以经... 详细信息

[背景]天然除虫菊素被广泛应用于环境和家庭卫生领域。研究显示,其具有潜在的肝脏毒性,但具体机制尚不明确。[目的]探讨天然除虫菊素对人肝细胞DNA损伤的影响。[方法]本研究以人肝细胞QSG7701为体外测试模型,以未处理细胞为对照组,以经系列质量浓度(后称浓度)(5、10、20和40μg·mL^(−1))天然除虫菊素暴露6 h或24 h后作为处理组。分别采用荧光探针法经荧光显微镜检测细胞活性氧(ROS)的荧光强度;采用比色法经酶标仪检测细胞内硫代巴比妥酸反应物质(TBARS)的水平;采用彗星电泳试验镜下观察DNA断片迁移以检测DNA损伤程度;采用免疫荧光试验通过激光共聚焦对细胞磷酸化H2AX(γH2AX)及8-氧鸟嘌呤(8-oxoG)水平等指标进行检测。[结果]随着天然除虫菊素浓度的升高,ROS荧光强度呈剂量依赖性升高,与对照组相比,10μg·mL^(−1)及以上浓度组差异均有统计学意义(P<0.01),其中20μg·mL^(−1)和40μg·mL^(−1)处理组ROS水平是对照组的2.17和3.05倍;TBARS水平随着天然除虫菊素浓度升高而升高(P<0.01),20μg·mL^(−1)和40μg·mL^(−1)天然除虫菊素处理组的TBARS水平是对照组2.46和3.01倍;彗星试验结果显示,各浓度组细胞DNA呈现不同程度的拖尾,随着天然除虫菊素暴露浓度的增高,尾部DNA含量(TDNA%)、尾长(TL)、尾矩(TM)和Olive尾矩(OTM)等指标呈剂量依赖性增高,与对照组相比,20μg·mL^(−1)及以上浓度组差异均有统计学意义(P<0.01),其中40μg·mL^(−1)浓度组TDNA%、TL、TM及OTM指标分别为(46.92±3.52)%、(64.67±4.16)μm、30.96±2.94和22.64±3.89。细胞免疫荧光结果显示天然除虫菊素可诱导γH2AX和8-oxoG的形成,且荧光强度呈剂量依赖性增高,与对照组相比,在10μg·mL^(−1)及以上浓度组相对荧光强度的增高均有统计学意义(P<0.01)。[结论]天然除虫菊素可诱导人肝细胞DNA损伤,且ROS介导的氧化应激可能在其诱导的肝细胞遗传毒性中发挥了重要作用。

关键词：天然除虫菊素人肝细胞活性氧氧化应激 DNA损伤遗传毒性