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瓶装水中微塑料与邻苯二甲酸酯的含量及健康风险

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环境科学 2024年

作者：梁潇戈郭睿瑶苏梦飞杨雪晶姚波崔建升河北科技大学环境科学与工程学院

为研究瓶装水中微塑料(MPs)和邻苯二甲酸酯(PAEs)的含量及健康风险.采用玫瑰孟加拉红染色法-立体显微镜对MPs进行定量分析，使用气相色谱串联三重四极杆质谱(GC-MS/MS)对7种PAEs进行定性及定量检测，对MPs日摄入量进行了估计，并运用健... 详细信息

为研究瓶装水中微塑料(MPs)和邻苯二甲酸酯(PAEs)的含量及健康风险.采用玫瑰孟加拉红染色法-立体显微镜对MPs进行定量分析，使用气相色谱串联三重四极杆质谱(GC-MS/MS)对7种PAEs进行定性及定量检测，对MPs日摄入量进行了估计，并运用健康风险评价模型对PAEs的致癌风险和非致癌风险进行了评价.结果表明，21种瓶装水中MPs丰度为48 ～216 n·L-1(中位数为88 n·L-1)；MPs形状大部分(72.1%)呈纤维状，碎片状仅占27.9%；小尺寸(10～50 μm)MPs的平均占比为33.9%，大尺寸MPs(＞500 μm)的平均占比为4.3%；大部分MPs为蓝色.21种瓶装水中ρ(ΣPAEs)为1.15～2.47 μg·L-1(平均值为1.62 μg·L-1)，其中邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)的检出率为100%，邻苯二甲酸丁酯(BBP)和邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP)检出率较低.DBP、DEHP和DEP浓度均低于我国饮用水标准限值. 60℃ 10 d迁移条件下ρ(ΣPAEs)为0.61～2.04 μg·L-1(平均值为1.33 μg·L-1)，其中迁移出的DBP和DEHP含量均在允许范围内.7种PAEs在瓶身、瓶盖中均被检出，瓶身中DEHP的平均添加量最高，而瓶盖中DBP最高.估计人类不同年龄段通过饮用瓶装水的MPs摄入量(EDI)为：成人2.87 n·(kg·d)-1、儿童3.87 n·(kg·d)-1和婴儿5.85 n·(kg·d)-1.健康风险评价结果显示21种瓶装水样品及迁移试验条件下DEHP的致癌风险都小于最大可接受风险水平(1×10-6)，且PAEs的非致癌风险指数(HIs)均小于１，表明不会对人体产生非致癌风险，但婴儿、儿童的风险值高于成人.

关键词：瓶装水微塑料(MPs) 邻苯二甲酸酯(PAEs) 迁移健康风险

滹沱河流域地表水中荧光增白剂的污染特征及生态风险

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环境科学 2024年

作者：郭睿瑶梁潇戈苏梦飞孙瑞雪姚波崔建升河北科技大学环境科学与工程学院

荧光增白剂(FWAs)是一类具有显著增白效果的化学添加剂，广泛应用于洗涤剂、造纸、纺织品、塑料和涂料的生产.FWAs在我国的生产和使用历史已有60多年，而这类物质在环境水体中的赋存特征仍不明确，因此基于固相萃取-高效液相色谱-三重... 详细信息

荧光增白剂(FWAs)是一类具有显著增白效果的化学添加剂，广泛应用于洗涤剂、造纸、纺织品、塑料和涂料的生产.FWAs在我国的生产和使用历史已有60多年，而这类物质在环境水体中的赋存特征仍不明确，因此基于固相萃取-高效液相色谱-三重四极杆质谱(HPLC-MS/MS)建立了一种痕量测定地表水中11种非离子型FWAs的方法，并探究了滹沱河流域石家庄段地表水中11种非离子型FWAs的赋存特征和生态风险.发现11种FWAs在0.10～50.00 ng·L-1浓度范围内线性关系良好，相关系数(R2)＞0.99；方法检出限(LODs)为0.008～1.00 ng·L-1，定量限(LOQs)为0.01～5.00 ng·L-1；回收率为55.1%～105.0%，日内和日间相对标准偏差(RSDs)分别为1.3%～16.1%和1.5%～16.8%，方法的回收率和精密度均较好.滹沱河水体中FWAs的浓度均处于ng·L-1水平，总浓度高达182.25 ng·L-1；FWAs浓度呈现出水源地保护区＞开发利用区＞保留区＞缓冲区的空间分布规律，采样点7AFWAs浓度最高(35.92 ng·L-1)；FWA199和OB-2处于中高风险水平，所有点位RQsum＞1，表明各采样点FWAs对水生生物具有潜在的生态风险.

关键词：荧光增白剂(FWAs) 地表水固相萃取-高效液相色谱-三重四极杆质谱空间分布特征生态风险评价

长期秸秆还田对下茬还田秸秆的降解及土壤微生物群落的影响

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环境科学 2024年

作者：周斯豪王美琦宋瑶牛宏进赵经纬侯瑞楠陈晓波黄亚丽河北科技大学环境科学与工程学院河北科技大学食品与生物学院

探究长期秸秆还田土壤残留效应对秸秆降解及微生物群落的影响. 以连续15 a秸秆还田土壤（SS）和秸秆未还田土壤（NS）为研究对象，通过模拟试验分析两种土壤同时秸秆还田后秸秆的降解情况和土壤微生物种群的变化. 采用沙袋法测定秸秆降... 详细信息

探究长期秸秆还田土壤残留效应对秸秆降解及微生物群落的影响. 以连续15 a秸秆还田土壤（SS）和秸秆未还田土壤（NS）为研究对象，通过模拟试验分析两种土壤同时秸秆还田后秸秆的降解情况和土壤微生物种群的变化. 采用沙袋法测定秸秆降解率，稀释涂布平板法测定土壤可培养微生物数量，高通量测序技术分析土壤微生物群落多样性和结构. 结果表明，与NS相比，SS显著增加15 d和30 d秸秆降解率，增幅为14.16%和26.57%；显著增加0～60 d内土壤可培养真菌的数量，增幅为43.10%～185.92%；显著增加0 d和42 d和56 d时纤维素降解菌数量，增幅为55.12%～92.04%. 秸秆还田7 d时，SS中的细菌ACE指数、真菌ACE指数和Chao1指数低于NS，说明SS土壤中微生物群落丰富度显著降低. 在门水平上，SS中酸杆菌门、浮霉菌门和己科河菌门等细菌门相对丰度显著增加，增幅为25.92%～45.17%；油壶菌门、捕虫霉亚门和球囊菌门等真菌门相对丰度显著增加，增幅为12.09%～176.00%. 在属水平上，SS中Subgroup6纲未定属和罗库菌目未定属等细菌属相对丰度显著增加，增幅为28.91%～31.26%；拟青霉菌属、被孢霉菌属和青霉菌属等真菌属相对丰度显著增加，增幅为2.98%～8.79%. 分子生态网络分析表明，SS细菌网络互作程度更高、网络连接更紧密，真菌网络则呈现更加复杂和稳定的结构. RDA结果显示，土壤微生物群落组成与秸秆降解率呈极显著相关. SS对下茬还田秸秆的降解、土壤可培养微生物数量和种群结构变化在一定时间内表现出明显的残留效应，其微生物菌群更利于下茬还田秸秆的降解.

关键词：秸秆还田残留效应秸秆降解微生物群落网络分析

甲乙基化植物油对藻荧光法检测三嗪类除草剂阿特拉津、扑草净与特丁通生物毒性的增敏性能研究

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光谱学与光谱分析 2024年第6期44卷 1789-1800页

作者：杨瑞崔建升马小龙王合宇刘大喜王柳卜河北科技大学环境科学与工程学院河北石家庄050018 河北省污染防治生物技术实验室河北石家庄050018

为了提升藻叶绿素荧光对痕量三嗪类除草剂的检测效果,以蛋白核小球藻、铜绿微囊藻和斜生四链藻为试验藻种,通过水样叶绿素荧光仪(WATER-PAM-WALZ)测量四个藻叶绿素荧光动力学参数Fv/Fm、Y(Ⅱ)、NPQ和qP作为毒性评价指标,研究微藻对阿特... 详细信息

为了提升藻叶绿素荧光对痕量三嗪类除草剂的检测效果,以蛋白核小球藻、铜绿微囊藻和斜生四链藻为试验藻种,通过水样叶绿素荧光仪(WATER-PAM-WALZ)测量四个藻叶绿素荧光动力学参数Fv/Fm、Y(Ⅱ)、NPQ和qP作为毒性评价指标,研究微藻对阿特拉津、扑草净与特丁通三种三嗪类除草剂毒性的响应时间和甲乙基化植物油对藻荧光法检测除草剂生物毒性的增敏效果。实验结果显示:①蛋白核小球藻、铜绿微囊藻和斜生四链藻对三种除草剂的生物毒性最佳响应时间分别为20、10和10 min;增敏效果最显著时甲乙基化植物油浓度分别为0.25%、0.5%和0.25%。②斜生四链藻对三种除草剂的响应敏感性最高,而铜绿微囊藻对除草剂的适应性和抗性较强,在20μg·L^(-1)的扑草净暴露下,实验组斜生四链藻和蛋白核小球藻的Fv/Fm抑制率均达到23%,而铜绿微囊藻Fv/Fm抑制率只达到8%。③甲乙基化植物油的作用下,Y(Ⅱ)和NPQ对除草剂的毒性响应灵敏度最高。40μg·L^(-1)的扑草净对斜生四链藻Y(Ⅱ)抑制效果达到了56%,对Fv/Fm抑制率最高达到41%,是对照组的2.5倍,而除草剂浓度至200μg·L^(-1)时,三种藻类NPQ值均提升了1.5倍以上,参数值qP的响应程度受甲乙基化植物油的增敏效果较小。实验结果表明甲乙基化植物油扩大了除草剂与藻细胞的接触面积,增强了除草剂的渗透力,提升了藻荧光对除草剂的毒性响应,可降低除草剂的检出限值。研究中首次将甲乙基化植物油应用于藻荧光法检测三嗪类除草剂中,并且在甲乙基化植物油的作用下,藻荧光法表现出良好的检测效果,解决了某些情况下叶绿素参数响应不灵敏的问题,为快速、灵敏地检测环境中的痕量三嗪类除草剂的生物毒性提供了一种新的方法。

关键词：三嗪类除草剂藻类叶绿素荧光参数甲乙基化植物油灵敏度提升

不同水文情景下白洋淀水体好氧反硝化菌群对水质因子的动态响应

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环境科学 2024年第6期45卷 3627-3637页

作者：孟佳靖张甜娜陈哲周石磊底怡玲武辰彬王晨光张家丰崔建升河北科技大学环境科学与工程学院河北省污染防治生物技术实验室石家庄050018

为探究不同水文情景下白洋淀水体好氧反硝化菌群的演变规律和驱动机制,基于水质调查和高通量测序技术,进行了水体水质因子分析、好氧反硝化菌群α多样性分析、物种组成和网络分析.结果表明,白洋淀水体呈弱碱性,丰水期水体T最高,DO最低,... 详细信息

为探究不同水文情景下白洋淀水体好氧反硝化菌群的演变规律和驱动机制,基于水质调查和高通量测序技术,进行了水体水质因子分析、好氧反硝化菌群α多样性分析、物种组成和网络分析.结果表明,白洋淀水体呈弱碱性,丰水期水体T最高,DO最低,冰封期T最低,DO最高.白洋淀水体在枯水期、丰水期、平水期和冰封期下NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N、NO_(3)^(-)-N、TN、高锰酸盐指数、Fe和Mn之间均存在显著差异(P0.05).不同水文情景下水体中最大的细菌门类为Proteobacteria,相对丰度较高的属为Magnetospirillum、Aeromonas、Pseudomonas、Azospirillum和Bradyrhizobium.此外,好氧反硝化菌群的α多样性均存在显著差异(P环境因子驱动机制进行研究,可为认识天然环境中好氧反硝化菌群演变机制提供依据.

关键词：好氧反硝化白洋淀水文情景网络分析水质因子

玉米-大豆复合种植模式下玉米根区细菌群落特征分析

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环境科学 2024年第8期45卷 4894-4903页

作者：宋瑶周斯豪牛宏进张晓旭黄亚丽邢明振陈晓波河北科技大学食品与生物学院石家庄050018 河北科技大学环境科学与工程学院石家庄050018 根力多生物科技股份有限公司邢台054001

为揭示玉米-大豆复合种植模式下玉米根区土壤理化特征和细菌群落结构的变化,解析复合种植引起的土壤理化因子与细菌群落动态变化的关系,以单作和复合种植条件下的玉米根区土壤和根系为研究对象,采用常规分析方法测定土壤理化性质和酶活... 详细信息

为揭示玉米-大豆复合种植模式下玉米根区土壤理化特征和细菌群落结构的变化,解析复合种植引起的土壤理化因子与细菌群落动态变化的关系,以单作和复合种植条件下的玉米根区土壤和根系为研究对象,采用常规分析方法测定土壤理化性质和酶活性,采用Illumina NovaSeq高通量测序技术测定土壤微生物群落结构和多样性.与单作相比,复合种植玉米土壤的电导率、有机质、速效钾、有效磷、全氮和土壤酶活性均显著升高,两种种植模式根际土壤细菌群落间的α多样性和β多样性差异显著.复合种植玉米根际土壤中有11个菌属的丰度显著高于单作,土壤全氮、有效磷以及过氧化物酶活性对玉米根际菌属分布贡献最大,其中unclassified Vicinamibacterales、unclassified Geminicoccaceae、MND1、unclassified Gemmatimonadaceae、Acidibacter、unclassified Vicinamibacteraceae、Sphingomon as和unclassified Comamonadaceae的丰度与全氮含量呈显著正相关.玉米-大豆复合种植主要影响玉米根际土壤的细菌群落,且具有良好的土壤培肥和微生物多样性调控作用,为合理套作和维持农业生态系统生物多样性提供理论依据和实践指导.

关键词：玉米复合种植模式土壤性质高通量测序微生物多样性细菌群落

基于SPR的液晶填充双D型PCF双参量传感器设计

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光学学报 2024年第9期44卷 247-257页

作者：范振凯孟俊皓褚世超河北科技大学信息科学与工程学院河北石家庄050018

提出了一种基于表面等离子体共振(SPR)原理的液晶填充的双D型光子晶体光纤(PCF)传感器,用于温度和折射率(RI)的双重检测。选用金作为金属对PCF中的两个大开环以及第二包层的4个气孔进行镀膜以激发SPR现象,实现了外部传感与内部传感的结... 详细信息

提出了一种基于表面等离子体共振(SPR)原理的液晶填充的双D型光子晶体光纤(PCF)传感器,用于温度和折射率(RI)的双重检测。选用金作为金属对PCF中的两个大开环以及第二包层的4个气孔进行镀膜以激发SPR现象,实现了外部传感与内部传感的结合,并进一步增强了SPR效应。为了实现温度与RI的双重检测,将温敏材料液晶E7填入中央大气孔形成纤芯,进而提升温度传感性能,通过上下两侧的大开环与待测分析液的接触实现折射率传感。使用全矢量有限元法,在完美匹配层条件下对传感性能进行了分析,并研究了中央液晶孔、小气孔及普通气孔的大小对传感性能的影响。仿真结果表明,所设计的传感器在温度为15~50℃、折射率为1.48~1.55的检测范围内具有良好的温度和RI传感性能。

关键词：传感器光子晶体光纤表面等离子体共振双重检测传感器双D型液晶

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水环境中抗病毒药物的存在、行为与风险

环境科学 2024年第4期45卷 2039-2053页

作者：葛林科李璇艳曹胜凯郑金帅张蓬朱超马宏瑞陕西科技大学环境科学与工程学院西安710021

当前,甲型流感病毒与新冠病毒感染流行,抗病毒药物(ATVs)被大量使用,并通过各种污染途径不断排放到水环境中,已成为一类新污染物. ATVs能长期存在于水环境中,并表现出“假持久性”,使易感生物或病毒产生耐药性,对水生生物和人类产生不... 详细信息

当前,甲型流感病毒与新冠病毒感染流行,抗病毒药物(ATVs)被大量使用,并通过各种污染途径不断排放到水环境中,已成为一类新污染物. ATVs能长期存在于水环境中,并表现出“假持久性”,使易感生物或病毒产生耐药性,对水生生物和人类产生不可忽视的潜在威胁. ATVs在废水和天然水环境中的浓度水平、环境行为以及生态毒理效应备受关注,在梳理文献的基础上,发现在水环境中ATVs的分析方法、迁移转化和风险评估研究方面取得了突破.通过收集全球不同区域水体中ATVs的数据,对其污染途径、分析方法、环境存在、行为与风险进行了总结,介绍了水中ATVs常用的前处理和仪器分析方法,重点探讨了其在地表水环境中的污染现状、分布特征与迁移转化行为,评述了其对环境水域生态和人类健康的潜在风险,最后对其监测研究、风险识别和污染防治进行了展望.

关键词：抗病毒药物(ATVs) 分析方法存在状况环境行为风险评估

酸处理海泡石负载Fe_(3)O_(4)复合粉体增强对Sb(Ⅴ)的吸附性能

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硅酸盐学报 2024年第1期52卷 143-153页

作者：于生慧张元诏王艳冯馨怡郭军康陕西科技大学环境科学与工程学院西安710021

重金属Sb污染水体的处理一直是环境领域关注的重要课题。以天然纳米棒状粘土矿物海泡石为基础材料,通过酸处理和微波冷却回流法制备具有大比表面积和良好磁性的酸处理海泡石负载Fe_(3)O_(4)复合粉体。并通过批量吸附实验系统研究初始pH... 详细信息

重金属Sb污染水体的处理一直是环境领域关注的重要课题。以天然纳米棒状粘土矿物海泡石为基础材料,通过酸处理和微波冷却回流法制备具有大比表面积和良好磁性的酸处理海泡石负载Fe_(3)O_(4)复合粉体。并通过批量吸附实验系统研究初始pH值、反应时间、Sb(Ⅴ)溶液初始浓度、吸附剂用量、异质离子(SO_(4)^(2-)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Fe^(3+)和腐殖酸)等因素对复合粉体吸附Sb(Ⅴ)的影响规律。研究结果表明,酸处理海泡石负载Fe_(3)O_(4)复合粉体对Sb(Ⅴ)展现出优秀的吸附性能,复合粉体对Sb(V)的最大吸附容量达到92.3 mg/g,远高于未被负载的Fe_(3)O_(4)(79.2 mg/g)、酸处理海泡石(42.3 mg/g)和海泡石原样(35.6 mg/g)对Sb(Ⅴ)的吸附量。复合粉体对Sb(Ⅴ)的吸附主要为静电吸引和化学吸附,吸附动力学过程更符合拟二级动力学模型,热力学更符合Langmuir吸附等温线模型。

关键词：海泡石酸处理四氧化三铁复合粉体锑(Ⅴ) 吸附