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尿液中邻苯二甲酸酯和替代型塑化剂代谢物同步分析方法的建立

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环境化学 2024年

作者：于辉向军付成忠许榕钦何婷唐斌严骁郑晶湖南科技大学生命科学与健康学院重金属污染土壤生态修复与安全利用湖南省高校重点实验室生态环境部华南环境科学研究所新污染物研究中心国家环境保护环境污染健康风险评价重点实验室贵州医科大学公共卫生与健康学院环境污染与疾病监控教育部重点实验室

随着邻苯二甲酸酯（PAEs）因其毒性效应而逐步禁用或限用，替代型塑化剂（APs）日益广泛应用于工业生产和日常生活产品中.尿液中PAEs代谢物（mPAEs）和APs代谢物（mAPs）可作为其人体暴露评估的良好生物标志物.然而，目前关于mAPs的暴... 详细信息

随着邻苯二甲酸酯（PAEs）因其毒性效应而逐步禁用或限用，替代型塑化剂（APs）日益广泛应用于工业生产和日常生活产品中.尿液中PAEs代谢物（mPAEs）和APs代谢物（mAPs）可作为其人体暴露评估的良好生物标志物.然而，目前关于mAPs的暴露研究仍十分有限，且尚缺乏针对尿液中m PAEs和mAPs同步检测分析的研究方法.因此，本研究通过优化仪器分析参数及样品前处理条件，建立并验证了基于固相萃取和高效液相色谱-三重四极杆串联质谱（HPLC-MS/MS）同步分析尿液中11种m PAEs和7种mAPs的方法.结果显示，mPAEs和mAPs校正曲线的线性关系良好，相关性系数大于0.995；尿液中mPAEs和mAPs的定量限分别为0.05—1.89 ng·mL~(-1)和0.03—0.33 ng·mL-1，加标回收率（方法准确度）分别介于83.7%—115%和106%—129%之间，相对标准偏差（方法精密度）均小于20%，基质效应分别为-16%—-4.3%和-18%—-5.4%.采用该方法对30例广州市普通居民尿液样本进行分析发现，尿液中共检出16种目标化合物，包括9种mPAEs和7种mAPs，检出率分别为78%—100%和50%—100%.Σ9mPAEs的浓度范围为31.5—757 ng·mL-1，以邻苯二甲酸单正丁酯（mnBP）、邻苯二甲酸单异丁酯（miBP）为主；Σ7mAPs的浓度范围为1.26—39.6 ng·mL-1，对苯二甲酸单（2-乙基己基）酯（MEHT）和己二酸2-乙基己酯（MEHA）为主要化合物.结果表明，该方法具有回收率和精密度高、生物基质干扰小，可满足同步分析人体尿液中mPAEs及mAPs的需求.

关键词：邻苯二甲酸酯替代型塑化剂尿液代谢产物暴露标志物

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长江流域地表水中镉生态风险的区域差异分析

环境科学 2024年第6期45卷 3186-3195页

作者：丁仁廖梓童陆韻巫寅虎陈卓高桦楠徐红卫陆松柳惠二清魏东斌胡洪营清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室国家环境保护环境微生物利用与安全控制重点实验室环境前沿技术北京实验室北京100084 上海勘测设计研究院有限公司上海200093 长江生态环保集团有限公司武汉430014 中国科学院生态环境研究中心北京100085 清华苏州环境创新研究院苏州215163

围绕长江流域地表水中镉(Cd)的水质基准和生态风险的区域差异展开分析.首先,根据我国《淡水水生生物水质基准——镉》推荐的方法,结合长江流域地表水的硬度分布对Cd长期水质基准值进行了校正;在此基础上,考虑长江流域的物种区系特征,进... 详细信息

围绕长江流域地表水中镉(Cd)的水质基准和生态风险的区域差异展开分析.首先,根据我国《淡水水生生物水质基准——镉》推荐的方法,结合长江流域地表水的硬度分布对Cd长期水质基准值进行了校正;在此基础上,考虑长江流域的物种区系特征,进一步修正得到了Cd长期水质风险阈值,并依此阐释了长江流域的Cd长期水质风险阈值分布和风险商分布的区域差异性.结果发现,经硬度校正和物种修正后,长江流域不同城市间Cd长期水质风险阈值的最大值为0.75μg·L^(-1),最小值为0.08μg·L^(-1),二者相差近10倍;不同城市间Cd风险商的最高值为1.12,最低值为0.035,二者相差达32倍.长江流域上中游交界区和洞庭湖水系等重点区域的Cd生态风险高,尚需深入研究.

关键词：长江流域水质基准镉(Cd) 生态风险区域差异物种分布

基于冗余分析的成都市府河缓冲带土地利用对水质的影响

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中国环境监测 2024年第3期40卷 146-155页

作者：徐佩冯婷李亮逯亚峰许利中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610299 中国科学院大学北京101408 中国环境监测总站国家环境保护环境监测质量控制重点实验室北京100012 四川省生态环境科学研究院四川成都610046

土地利用是影响河流水环境质量的重要因素之一。然而,大型城市河流缓冲区的土地利用类型及组成对河流水质的影响方式仍不清晰。选取成都市中心城区的府河及其支流作为研究对象,设置17个水质监测断面,于2018年1月—2019年12月对COD_(Mn)... 详细信息

土地利用是影响河流水环境质量的重要因素之一。然而,大型城市河流缓冲区的土地利用类型及组成对河流水质的影响方式仍不清晰。选取成都市中心城区的府河及其支流作为研究对象,设置17个水质监测断面,于2018年1月—2019年12月对COD_(Mn)、NH_(4)^(+)-N和TP 3个水质指标开展连续监测。同时,还获得了相同时段内的降水数据和基于高分卫星(GF-1)影像解译的土地利用数据。在此基础上,利用空间分析以及冗余分析方法,探讨河岸缓冲区内土地利用结构、组成对府河及支流水质的影响。研究结果表明:选取河段从上游到下游的COD_(Mn)、NH_(4)^(+)-N和TP浓度均呈增加趋势,这3类污染物在上游第一个监测断面浓度依次为1.73、0.26、0.06 mg/L,到下游最后一个监测断面浓度为2.59、0.97、0.15 mg/L。相对于干流,府河支流污染物浓度无明显空间分布特征。从时间上看,6—9月水体中各污染物浓度相对较高。基于冗余分析的结果发现,在河段2 000 m缓冲区范围内的土地利用类型对水质的影响最明显,校正后的解释度达57%,表明河段内污染物质主要源于此区域。该范围内,建设用地与其他生产用地可能是COD_(Mn)与NH_(4)^(+)-N的主要源区,农业用地是TP的主要来源,生态用地对于COD_(Mn)与NH_(4)^(+)-N具有一定的吸收分解作用。但是,研究区生态用地以园林绿化用地为主,需要施用磷肥,可能成为水体TP的重要贡献源。因此,合理规划河流2 000 m缓冲范围内的建设用地与生态用地比例,控制园林绿化用地的施肥用量,是保障成都市城市河流水环境安全的重要途径。

关键词：城市河流污染源水环境城市绿地冗余分析

探析生物炭对Anammox工艺脱氮的影响及其机理

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净水技术 2024年第7期43卷 22-33,44页

作者：胡颖斌吴孟李范利青张琪雨吴艳龙罗晓楠珠海市水质监测中心广东珠海519000 生态环境部华南环境科学研究所广东广州510530

厌氧氨氧化(Anammox)因其高效率和低能耗的特点,被认为是当下最有前景的生物脱氮技术。但是,Anammox工艺在主流污水处理中的应用仍面临挑战,比如厌氧氨氧化菌倍增时间长、对生长环境要求苛刻、电子受体不易获得、生物质易随水流流失等... 详细信息

厌氧氨氧化(Anammox)因其高效率和低能耗的特点,被认为是当下最有前景的生物脱氮技术。但是,Anammox工艺在主流污水处理中的应用仍面临挑战,比如厌氧氨氧化菌倍增时间长、对生长环境要求苛刻、电子受体不易获得、生物质易随水流流失等。近年来,生物炭作为一种廉价易得、具有大比表面积、表面富含官能团的环境友好型载体,在促进Anammox脱氮工艺方面受到越来越多的关注。文中从制备方法对生物炭的影响出发,总结不同生物炭类型作为Anammox脱氮工艺生物载体的特点,并通过回顾前人的研究,尝试分析生物炭作为生物载体在Anammox脱氮工艺中缩短启动时间、提高脱氮性能和减轻污染物抑制方面的作用,以期为生物炭在Anammox脱氮工艺中的大规模应用提供参考。

关键词：厌氧氨氧化生物炭胞外电子转移表面官能团微生物群落

北方沿海城市大气PM_(2.5)组分特征及来源分析:以青岛市为例

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环境科学研究 2024年第3期37卷 525-535页

作者：张玉卿张韬方渊魏巍孟赫刘保双山东省青岛生态环境监测中心山东青岛266003 南开大学环境科学与工程学院国家环境保护城市空气颗粒物污染防治重点实验室天津300350

为探究北方沿海城市大气PM_(2.5)的化学组分特征及其关键来源,本文选择典型代表城市青岛市作为研究对象,在2021年3月−2022年2月采集大气PM_(2.5)样品,测定水溶性无机离子、碳组分及化学元素等组分,深入分析大气PM_(2.5)化学组分特征,采... 详细信息

为探究北方沿海城市大气PM_(2.5)的化学组分特征及其关键来源,本文选择典型代表城市青岛市作为研究对象,在2021年3月−2022年2月采集大气PM_(2.5)样品,测定水溶性无机离子、碳组分及化学元素等组分,深入分析大气PM_(2.5)化学组分特征,采用正定矩阵因子分解(PMF)和潜在源贡献函数(PSCF)对青岛市PM_(2.5)的主要贡献源类和潜在源区进行分析研究.结果表明:①采样期间青岛市PM_(2.5)浓度平均值为42.2μg/m^(3),NO_(3)^(−)、NH_(4)^(+)、SO_(4)^(2−)、OC是PM_(2.5)的主导成分,浓度分别为11.77、5.76、5.20和6.67μg/m^(3),占比分别为27.88%、13.65%、12.32%和15.80%.②各组分浓度季节性变化与PM_(2.5)浓度变化基本一致,呈现冬季最高、夏季最低,春季、秋季相差较小的变化特征.③PMF模型解析结果表明,二次无机源是青岛市PM_(2.5)的主要来源,贡献率达42.8%;其次为二次有机源以及燃煤和生物质燃烧源,贡献率分别为18.1%、15.7%;机动车源贡献率为8.8%,海盐和船舶源贡献率为6.0%;而扬尘源和工艺过程源贡献率相对较低,分别为5.3%和3.3%.冬季燃煤和生物质燃烧源贡献率(24.4%)明显高于其他季节;春季和秋季扬尘源贡献率较高,分别为6.5%和9.8%;夏季二次有机源、海盐和船舶源以及机动车源的贡献率高于其他季节,贡献率分别达23.1%、12.4%和16.3%.④江苏省北部以及山东省中东部是青岛市各类源的主要潜在源区,江苏省东北部、长三角地区以及黄海海域是海盐和船舶源的主要潜在源区.研究显示,二次源是青岛市大气污染物的主要来源,燃煤源和生物质燃烧源、机动车源、海盐和船舶源的影响也不容忽视.二次源、机动车源以及海盐和船舶源可能是北方沿海城市PM_(2.5)的重点关注源类,在大气污染防治措施制定时需要加强对其的精细化管理.

关键词：青岛市 PM_(2.5) 组分特征源解析正定矩阵因子分解(PMF) 潜在源区

退耕区域生态系统服务作用关系尺度效应及分异机制——以安塞区为例

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生态学报 2024年第5期44卷 1791-1807页

作者：韩晓佳王继军温昕中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心杨陵712100 西北农林科技大学水土保持研究所杨陵712100

生态系统服务的形成依赖于一定时空尺度上的生态过程。因此,探究生态系统服务在不同空间尺度的特征、关联和效应对于丰富生态系统服务的可持续管理具有重要的理论价值和实践意义。以典型退耕县域安塞区作为研究对象,基于生态模型定量评... 详细信息

生态系统服务的形成依赖于一定时空尺度上的生态过程。因此,探究生态系统服务在不同空间尺度的特征、关联和效应对于丰富生态系统服务的可持续管理具有重要的理论价值和实践意义。以典型退耕县域安塞区作为研究对象,基于生态模型定量评估了6项重要的生态系统服务,采用相关系数法、双变量空间自相关以及地理探测器揭示了不同空间尺度上生态系统服务作用关系的尺度效应及分异机制。研究结果显示:(1)退耕区域内,生态系统服务之间以协同关系为主,其中调节服务与支持服务的协同关系最强(|r|≥0.5),而权衡关系发生在文化服务与其他服务之间。从时间序列来看,调节服务与支持服务的作用关系较为稳定,在研究期间保持为协同关系,且协同度在退耕还林后有所提升;(2)生态系统服务作用关系的空间尺度效应主要表现在作用关系的方向变化与空间显著性的差异。在网格尺度中,生态系统服务之间的关系较为稳健,作用方向的变化主要发生在网格尺度与行政单元之间,且随研究尺度的加大,服务之间作用关系的空间显著性降低;(3)生态系统服务的权衡与协同是自然因子和社会因子共同作用的结果。退耕区人类活动干扰较小,自然因子的解释力(q均值0.1507)高于社会因子(q均值0.0148),且影响某类生态系统服务的关键因子对生态系统服务的作用关系起到重要作用。其中,土地利用程度和地形因子的共同作用是进行生态系统服务管理的主要关注点。

关键词：生态系统服务权衡与协同尺度效应分异机制退耕区域

青岛沿海地区2021年典型沙尘回流-霾污染过程气溶胶垂直分布特征

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环境科学学报 2024年第1期44卷 37-46页

作者：孟赫任晓洁王桂霞刘保双山东省青岛生态环境监测中心青岛266003 山东省生态环境监测中心济南250101 南开大学环境科学与工程学院国家环境保护城市空气颗粒物污染防治重点实验室天津300350

为研究青岛沿海地区沙尘和霾污染过程中气溶胶的垂直分布特征,以2021年1月12—15日一次典型沙尘回流-霾污染过程为研究对象,利用气溶胶垂直观测、边界层风场结构和近地面观测资料,分析污染过程生消演变,以及气溶胶消光系数、退偏比垂直... 详细信息

为研究青岛沿海地区沙尘和霾污染过程中气溶胶的垂直分布特征,以2021年1月12—15日一次典型沙尘回流-霾污染过程为研究对象,利用气溶胶垂直观测、边界层风场结构和近地面观测资料,分析污染过程生消演变,以及气溶胶消光系数、退偏比垂直分布及边界层风场对气溶胶垂直分布特征的影响.结果表明:总体上,本次污染过程污染强度较大,持续时间较长,污染前期(12—14日中午)主要为沙尘污染影响,并呈现回流传输特征,污染后期(14日中午—15日)叠加了霾污染.结合污染演变,此次污染过程可分为6个阶段:沙尘前(Ⅰ)、沙尘期(Ⅱ)、沙尘缓解期(Ⅲ)、沙尘回流期(Ⅳ)、霾累积期(Ⅴ)及污染清除期(Ⅵ).污染过程期间,ρ(PM_(10))和ρ(PM_(2.5))的均值分别为(168±55)和(63±24)μg·m^(-3),ρ(PM_(2.5))/ρ(PM_(10))均值为0.40±0.15.ρ(PM_(10))超过150μg·m^(-3)的时长共计51 h,占总时长的53%,ρ(PM_(2.5))超过75μg·m^(-3)的时长为17h,占总时长的18%.沙尘污染为主的阶段Ⅱ与阶段Ⅳ,ρ(PM_(10))均值分别为237和187μg·m^(-3),ρ(PM_(2.5))/ρ(PM_(10))均值分别为0.25和0.31,霾污染为主的阶段V和阶段Ⅵ,ρ(PM_(2.5))均值分别为74和72μg·m^(-3),ρ(PM_(2.5))/ρ(PM_(10))均值分别为0.56和0.54.沙尘污染为主的阶段气溶胶垂向上呈明显分层结构,尤其是阶段Ⅱ和阶段Ⅳ,沙尘气溶胶主要集中分布在2.5 km内,以污染边界层高度(PBLH)为界有两层明显的沙尘气溶胶层,其中,PBLH内沙尘气溶胶消光系数均值为0.50 km^(-1),退偏比均值为0.19,而PBLH外沙尘气溶胶消光系数均值下降为0.34 km^(-1),退偏比均值则保持不变;霾污染为主阶段中污染物主要集中在PBLH内,其气溶胶消光系数均值为0.52 km^(-1),退偏比均值为0.09;沙尘气溶胶退偏比明显高于霾污染气溶胶退偏比.气溶胶垂直分布变化与边界层水平风和垂直风演变时间节点基本一致.污染前期边界层内水平风速小、且风向转换较为频繁,湍流发展较弱,大气层结较为稳定,使得随冷空气输送至青岛地区的沙尘污染不能及时扩散和有效清除从而长时间维持,污染后期受暖湿气流影响,相对湿度增大,使得细颗粒物污染累积,直至15日冷锋过境,污染过程结束.

关键词：沿海地区沙尘霾消光系数退偏比边界层风场

新型污染物氯代消毒副产物的生态环境及人体健康毒性效应研究进展

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环境化学 2024年

作者：叶璟王照洋田富箱孙丽娟刘超男陶建伟许文武吕亚辉广东省科学院生态环境与土壤研究所广东省农业环境综合治理重点实验室华南土壤污染控制与修复国家地方联合工程研究中心上海市农业科学院生态环境保护研究所上海应用技术大学化学与环境工程学院

水消毒是保护人体健康免受病原体侵害并防止病原体在水中传播的基本策略，已被广泛应用于水质净化中.在水消毒过程中，消毒剂易与天然存在的有机物（如腐殖酸和富里酸）、无机物、污染物以及原水中存在的游离氯、溴或碘反应，生成新型... 详细信息

水消毒是保护人体健康免受病原体侵害并防止病原体在水中传播的基本策略，已被广泛应用于水质净化中.在水消毒过程中，消毒剂易与天然存在的有机物（如腐殖酸和富里酸）、无机物、污染物以及原水中存在的游离氯、溴或碘反应，生成新型污染物（emerging contaminants,ECs）消毒副产物（disinfection by-products,DBPs），其中氯代消毒副产物（chlorinated disinfection byproducts,Cl-DBPs）是检出率和浓度水平最高的一类. Cl-DBPs可引发内分泌紊乱及“三致”效应，对生态环境和人体健康均构成了一定的威胁，然而造成这些不良影响的毒性机制在很大程度上尚不清楚.因此，全面了解ClDBPs的毒性效应对保护生态环境和人体健康至关重要.本文综述了目前已发现的Cl-DBPs的种类和来源，探讨了Cl-DBPs及其混合物对水生生物、陆生生物、人体健康的毒性效应，为评价Cl-DBPs的环境风险提供科学依据.

关键词：水消毒氯代消毒副产物生态环境毒性效应

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土壤溶解性有机碳对气候变暖的响应研究进展

北京大学学报（自然科学版） 2024年第4期60卷 758-766页

作者：秦文宽李晓杰王旭东朱彪北京大学城市与环境学院生态研究中心地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

针对土壤溶解性有机碳(DOC)特性及其在气候变暖背景下的响应机制这一土壤碳循环研究的关键问题进行综述。首先阐述土壤DOC的特性,并总结其采集和测定方法。土壤DOC主要来源于土壤有机碳的溶解、植物根系和微生物分泌物与残体转化等过程... 详细信息

针对土壤溶解性有机碳(DOC)特性及其在气候变暖背景下的响应机制这一土壤碳循环研究的关键问题进行综述。首先阐述土壤DOC的特性,并总结其采集和测定方法。土壤DOC主要来源于土壤有机碳的溶解、植物根系和微生物分泌物与残体转化等过程,其浓度和组成往往随土层深度和时间发生变化。多种采样方法(如负压法)与分析手段(如傅里叶变换离子共振回旋质谱仪)用于探讨土壤DOC对增温的响应及其机制。进一步梳理有关植物、微生物及土壤性质对土壤DOC特性的影响及其机制的文献,认为增温不仅能直接改变土壤DOC的浓度,还可以通过影响植物、微生物群落以及土壤理化性质等因素,间接地改变土壤DOC的特性。未来的研究中应加强对土壤溶解性有机碳的土层迁移与时间动态的关注,以便完善土壤碳模型,提升未来气候变暖情景下全球碳循环过程变化的预测精度。

关键词：土壤溶解性有机碳土壤碳循环植物–土壤–微生物气候变暖

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