- 刘阳泽;刘毅;李天魁;林斯杰;
中国、德国、加拿大、英国、日本和荷兰等国家已有较为完整的农用地土壤环境质量标准体系。笔者在分析这些国家农用地土壤环境质量标准体系的基础上,梳理了各国制定农用地土壤环境质量标准的方法、考虑因素以及标准的含义,比较得出各国农用地土壤环境质量标准的异同,以期为我国农用地土壤风险管控标准的优化提供参考和借鉴。参考各国农用地土壤环境质量标准体系的特点,基于我国现行标准的不足,本研究提出以下建议:我国可以开展农用地土壤环境基准研究;将人体健康风险纳入考虑范围内,加强背景值的调查和使用,考虑土壤、作物及地域差异,建立土壤-作物点位数据库,增加污染物项目。
2021年01期 v.16 66-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 188K] [下载次数:604 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:4 ] |[阅读次数:6 ] - 郎笛;王宇琴;张芷梦;陶健桥;
自2016年《土壤污染防治行动计划》颁布以来,土壤环境质量问题受到广泛关注。农用地土壤环境状况直接关系到农产品质量安全、生态安全和人体健康,亟需制定农用地土壤环境质量标准及各地方标准。为满足云南省高原特色农业的可持续发展,制定更适用于当地的农用地土壤环境质量标准,需全面分析我国农用地土壤环境质量标准的不足和国内外农用地土壤筛选值的制定方法。建议从云南省土壤实际情况出发,综合运用土壤环境地球化学法、健康风险评估法、生态风险评估法和地下水保护目标法来制定云南省农用地土壤生态环境基准和环境质量标准。
2021年01期 v.16 74-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1178K] [下载次数:594 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:12 ] |[阅读次数:7 ] - 李卫东;张超艳;郭晓欣;熊杰;周友亚;李海明;姜林;
我国现行技术导则在评估VOCs呼吸暴露途径健康风险时推荐Johnson-Ettinger(J&E)模型,该模型虽然简单易用,但在实际应用中存在过于保守的问题,采用双元平衡模型(dual equilibrium desorption,DED)对J&E模型进行校正后可以在一定程度上克服该问题。为准确评估实际场地中VOCs呼吸暴露风险,探索JE-DED模型在预测实际场地中VOCs呼吸暴露途径健康风险的适用性,选取苏州某污染场地面积约314 m~2的重污染区域开展三氯甲烷土壤气挥发通量研究进行精细化风险评估,并与基于土壤中三氯甲烷浓度采用J&E模型和JE-DED模型的计算结果进行比较。多手段风险评估结果显示,评价区域三氯甲烷呼吸暴露途径的人体致癌健康风险水平超过可接受水平1.00×10~(-6);就本场地而言,相对于基于土壤浓度风险评估,以基于实测土壤气挥发通量的风险评估结果来表征研究区域整体暴露风险水平更加稳定;研究区域土壤三氯甲烷浓度整体偏高,J&E和JE-DED模型计算的风险水平无明显差异;通过数据模拟发现,针对该场地,当三氯甲烷浓度<6 mg·kg~(-1)时,能更好地发挥JE-DED模型的优势。该场地三氯甲烷健康风险评估结果表明,基于实测土壤气挥发通量能够一定程度上避免基于土壤浓度计算带来的偶然性结果; JE-DED模型在较低浓度时,才能发挥优势。
2021年01期 v.16 87-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 2506K] [下载次数:458 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:7 ] |[阅读次数:6 ] - 张鹏伟;田夏;费宇红;李亚松;刘雅慈;韩春建;张丽娟;
南阳盆地表层土壤酸化趋势明显。利用土地质量地球化学和地下水污染调查结果,从自然地理条件、土壤条件和水文地质条件3个方面,选择地貌类型、土地利用类型、土壤类型、土壤pH、包气带岩性、含水层富水性、地下水硝酸盐含量和年降水量8个指标作为研究区土壤酸化评价因子,构建土壤酸化风险评价指标体系,分析各指标空间分布特征。采用层次分析法(AHP)确定指标权重,计算土壤酸化风险防控指数。利用GIS空间叠加分析功能对南阳盆地表层土壤进行酸化风险防控区划,结果显示,中高风险和高风险地区分别占总面积35.13%和12.97%。本研究对于丰富土壤环境风险评估手段具有重要意义。
2021年01期 v.16 97-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 7868K] [下载次数:175 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:6 ] - 李勖之;郑丽萍;张亚;冯艳红;杜俊洋;孙丽;李敏;姜瑢;王国庆;
由于日益严重的人类活动干扰,土壤重金属铅(Pb)污染严重。开展Pb生态安全的土壤环境基准研究,合理制定铅的生态基准值,对更好地预防与控制土壤Pb生态风险,加强土壤Pb污染的环境管理具有重要意义。本研究通过调研国内外Pb的陆生生态毒性研究,筛选并构建重金属Pb的有效毒性数据库(10%效应浓度(EC_(10))或无观察效应浓度(NOEC))。将土壤pH作为毒性数据划分依据,采用5种物种敏感性分布模型(Burr TypeⅢ、Log-Normal、Log-Logistic、Gamma和Weibull)成功拟合毒性数据,建立不同土壤pH范围内的重金属Pb物种敏感分布曲线,推导不同土地利用方式下(自然保护地/农业用地、公园用地、住宅用地、工/商业用地)土壤Pb的生态基准值。结果表明,自然保护地和农业用地土壤Pb的生态基准范围为51.1~153 mg·kg~(-1),公园用地Pb的生态基准范围为172~342 mg·kg~(-1),住宅用地与工/商业用地的Pb基准值相对较大,分别为342~537 mg·kg~(-1)和440~634 mg·kg~(-1)。本研究可为我国污染土壤的生态风险评估框架及土壤风险管控标准的制定提供科学依据。
2021年01期 v.16 107-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 2154K] [下载次数:506 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:12 ] |[阅读次数:8 ] - 陈修才;周世萍;李惠娟;解思达;熊张平;杨广斌;朱鑫泽;
土壤生物的学习行为是一种综合性的神经高级活动,对土壤中的神经毒性污染物生态风险监测具有重要价值。本研究设计了一套试验装置,基于蚯蚓对白光刺激的厌恶本性,通过振动-白光配对刺激,对蚯蚓进行学习训练,使蚯蚓领会借助加速移动阻止白光刺激的策略,通过蚯蚓到达移动位移阈值的时间测定,对蚯蚓的学习行为进行测试,建立了蚯蚓的学习行为测试方法。采用建立的测试方法,对土壤中东莨菪碱和毒死蜱诱导下蚯蚓的学习行为进行了测试,结果表明,1~3 mg·kg~(-1)东莨菪碱与4~12 mg·kg~(-1)毒死蜱污染处理均对蚯蚓的学习能力造成了损伤,污染浓度越高,蚯蚓的学习能力损伤越严重。该测试方法可以快速有效地检测土壤污染导致的蚯蚓学习行为变化,有望用于低浓度神经毒性农药污染土壤的神经毒性快速诊断。
2021年01期 v.16 119-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1136K] [下载次数:163 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:11 ] - 王倩;杨扬;李梅;
有机磷酸酯(OPEs)作为一种新型的阻燃剂和增塑剂,在环境中普遍存在,尤其在土壤中常被检出,因此其环境和健康风险亟待评估。为探究OPEs对土壤生物的毒性效应,选取磷酸三正丁酯(TnBP)作为受试物,以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为指示生物,采用人工土壤法研究不同浓度TnBP对蚯蚓生长、抗氧化酶系统、乙酰胆碱酯酶(AChE)活性、体腔细胞DNA损伤及8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)含量的影响。结果表明,TnBP暴露对蚯蚓生长无明显抑制作用,但TnBP胁迫可引起蚯蚓体内抗氧化酶活性增强,脂质过氧化产物丙二醛含量显著上升,表明蚯蚓受到氧化损伤;彗星试验结果显示,彗尾DNA含量和Olive尾矩均显著上升,表明TnBP暴露能够引起蚯蚓体腔细胞DNA损伤; 8-OHdG含量也显著增加,其水平与暴露浓度存在明显的剂量-效应关系,提示TnBP暴露可引起蚯蚓体腔细胞氧化性DNA损伤; AChE活性受到的影响则较为微弱。综上,本研究阐明了TnBP暴露对蚯蚓的毒性效应并为进一步研究OPEs对土壤的生态风险评估提供科学依据。
2021年01期 v.16 126-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 1783K] [下载次数:314 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:7 ] - 黎文婷;李景吉;陈安;钟敏;宋丽;
总石油烃(total petroleum hydrocarbons,TPH)是烃总量的一个表征,包含各种烃类化合物,对人体具有极大的危害。通过对四川省某润滑油厂拆迁场地采样调查,分析了污染物分布特征,在明确未来规划用途的条件下,用分馏法以高碳石油烃毒性参数对污染地块的石油烃进行了风险评估。结果表明,场地主要污染物为石油烃C10~C40,主要污染区域为生产车间、室外原油堆放区、油桶堆放区、油罐堆放区和废水处理池。不同功能区石油烃C10~C40垂直分布特征不同,同一土壤层不同功能区域石油烃C10~C40污染程度也不同。对不同组成成分的石油烃C10~C40进行风险评估,其评价结果也不同。总的来说HI(脂肪族∶芳香族含量比为100∶0)<HI(脂肪族∶芳香族含量比为79.4∶20.6)<HI(脂肪族∶芳香族含量比为0∶100)。当脂肪族∶芳香族含量比为100∶0和79.4∶20.6时,石油烃C10~C40总危害商<1,石油烃C10~C40浓度在人体健康可接受的范围内,不需要进行土壤风险控制值计算;当脂肪族∶芳香族含量比为0∶100时,石油烃C10~C40总危害商>1,存在非致癌风险;综合非致癌效应的土壤风险控制值为8 168.58 mg·kg~(-1)。
2021年01期 v.16 137-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 4287K] [下载次数:279 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:5 ] - 雷城英;李玉进;王梦珂;沈锋;张振师;
为了解我国基于人体健康《建设用地土壤污染风险评估技术导则》(Chinese Risk Assessment Guide,C-RAG)在矿区场地中的分析模式及应用情景,以青海某废弃矿区场地为例,在结合矿场未来规划的基础上,通过对C-RAG模型参数的修正和改进,研究了该场地的风险状况及修复目标值,为污染地块适度修复提供了借鉴依据。结果表明,以砷污染为主的矿区场地,在修正暴露途径、土壤摄入量、暴露频率和PM_(10)后,致癌风险水平普遍降低为原来的1/4。综合考虑污染物的可给性、风险水平与修复投入之间的平衡关系以及工程可行性后,确定以引入生物可给性的致癌风险控制值21.1 mg·kg~(-1)为最终修复目标值。
2021年01期 v.16 147-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 1436K] [下载次数:196 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:5 ] |[阅读次数:9 ] - 郭晓欣;范婧婧;周友亚;张超艳;王淑萍;闫珂;熊杰;
为准确评估多环芳烃(PAHs)污染土壤对人体的健康风险,解决目前基于总量风险评估导致土壤PAHs修复目标值过严的问题,采用德国标准研究院颁布的生物可给性测试方式研究了石家庄某焦化厂土壤中苯并[b]荧蒽(BBF)、苯并[k]荧蒽(BKF)、苯并[a]芘(BAP)、茚并[1,2,3-cd]芘(IPY)和二苯并[a,h]蒽(DBA)共5种PAHs的生物可给性,并基于考虑和不考虑生物可给性计算了场地PAHs经口摄入途径下的人体健康致癌风险及修复目标值。结果表明,(1)调查研究区域BBF、BAP、IPY和DBA浓度超出《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600—2018)规定的第一类用地筛选值;(2)土壤中PAHs的生物可给性范围为14.71%~56.42%;(3)在考虑生物可给性后,4种超标PAHs的健康风险均有所降低,其中BBF的风险值已低于国家导则规定的人体可接受水平;(4)引入生物可给性后BAP、IPY和DBA的修复目标值(95%UCL)为2.83、34.63和1.95 mg·kg~(-1),分别提高了2.6倍、3.4倍和1.5倍。对焦化场地典型污染物PAHs进行精细化健康风险评估,可以在一定程度上克服现有技术导则计算土壤PAHs修复目标值过于严格的问题。
2021年01期 v.16 155-164页 [查看摘要][在线阅读][下载 2270K] [下载次数:453 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:9 ] |[阅读次数:9 ] - 郑丽萍;王国庆;李勖之;戚旭东;张亚;闫佳莉;林玉锁;
土壤环境基准是土壤环境质量标准制修订、土壤环境质量评价和监管的重要科学依据。笔者选取美国和澳大利亚基于保护生态的土壤基准制订中的关键技术进行深入讨论,从两国的制订策略和关键推导方法等方面进行详细阐述,比对了两国的基准值制订技术要点。结果表明,两国的土壤基准名称、保护对象和毒理数据处理措施等存在差异,这与各国的具体制定策略有密切关联。建议我国在基准制订中加强不同区域土壤基准的针对性研究,建立本国土壤毒性数据共享平台,为土壤环境质量标准的制修订提供数据支撑。
2021年01期 v.16 165-176页 [查看摘要][在线阅读][下载 2116K] [下载次数:324 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:5 ] |[阅读次数:7 ] - 梁妮;净婷菲;李中文;曾沛艺;王晨璇;徐雨菲;李芳芳;陈异晖;
以云南省澜沧拉祜族自治县铅矿区农田污染土壤为研究对象,采用土培实验的方法,研究生物炭、腐殖土和海泡石单施及配施条件下,土壤Pb、Zn和Cd有效态含量、重金属形态分布及微生物群落的变化。结果表明,腐殖土和生物炭改良剂均能有效地降低生物有效态Pb、Zn和Cd的含量,低剂量海泡石的添加修复效果不明显。其中,腐殖土的施入使土壤中有效态Pb、Zn和Cd含量降低了42.27%、45.38%和21.99%;腐殖土和生物炭复合修复使有效态Pb平均降低了60.30%。土壤重金属各赋存形态的分级提取结果表明,生物炭和腐殖土会使Pb和Zn向趋于较稳定的形态转化,果木生物炭的单施和与腐殖土混施均增加了Pb和Zn残渣态所占比例。5%复合剂(秸秆生物炭与海泡石)、2%复合剂(秸秆生物炭与腐殖土)修复后土壤微生物总量分别增加了80.29%和68.52%;丛枝菌根真菌数量分别增加了92.39%和59.78%。因此,对于酸性土壤而言,生物炭与腐殖土复合改良剂更有利于土壤环境的修复。
2021年01期 v.16 177-187页 [查看摘要][在线阅读][下载 2608K] [下载次数:546 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:5 ] |[阅读次数:7 ] - 熊张平;周世萍;解思达;郭佳葳;李惠娟;陈修才;
农药污染严重威胁我国的土壤生态系统安全。选择我国应用较广的氯氰菊酯为代表性农药污染物,采用一次和叠加的污染方式模拟氯氰菊酯进入土壤并逐渐累积的过程,以云南耕地常见的蚯蚓优势种——皮质远盲蚓(Amynthas corticis)为实验生物,研究了氯氰菊酯在土壤中的降解变化,以及蚯蚓对不同污染方式进入土壤的氯氰菊酯吸收蓄积的累积特征和生长毒性响应。结果显示,不同污染方式进入土壤的氯氰菊酯,在土壤中的降解均符合一级动力学特征c=c_0~(e-kt),以一次污染方式进入土壤的氯氰菊酯降解半衰期为27.7~28.9 d;以叠加污染方式进入土壤的氯氰菊酯降解半衰期为25.7~26.6 d。氯氰菊酯浓度为4~6 mg·kg~(-1),暴露55 d时,蚯蚓对以一次污染方式进入土壤的氯氰菊酯蓄积量为0.34~0.73 mg·kg~(-1),生物-土壤蓄积因子(F_(BSA))为0.85~1.05;蚯蚓对以叠加污染方式进入土壤的氯氰菊酯蓄积量为0.86~1.51 mg·kg~(-1),F_(BSA)为1.16~1.42。与一次污染方式比较,以叠加污染方式进入土壤的氯氰菊酯,更有利于蚯蚓对其进行生物富集,从而表现出较强的生长毒性。研究结果可为土壤农药叠加污染累积的生态风险防治提供基础数据和理论依据。
2021年01期 v.16 188-195页 [查看摘要][在线阅读][下载 1095K] [下载次数:218 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:12 ] - 熊张平;周世萍;杨广斌;解思达;朱鑫泽;
蚯蚓在评价土壤生态环境污染方面起着重要作用,但目前与生殖毒性相关的蚯蚓生物标志物中缺乏可以灵敏和快速对污染物生殖毒性进行诊断的生物标志物。本研究采用考马斯亮蓝法对蚯蚓精子顶体反应进行检测;采用响应面分析法优化苯甲酰精氨酸乙酯/乙醇脱氢酶(BAEE/ADH)联合测定法,以建立蚯蚓精子顶体酶活性测定法。结果表明,蚯蚓精子顶体率为(47.67±3.87)%,最优测定条件为洗涤2次,抽提时间24 h,ADH浓度1.8 mg·mL~(-1),氧化型辅酶Ⅰ(NAD)浓度12 mg·mL~(-1)。为考察方法的可靠性,采用醋酸棉酚污染土壤暴露实验进行方法学考察。数据表明,醋酸棉酚污染土壤暴露3 d后,检测出顶体酶活性变化,且与精子密度具有一定的相关性(r=0.9908)。建立的蚯蚓顶体酶活性测定方法可以快速和有效的检测醋酸棉酚的生殖毒性变化,蚯蚓顶体酶活性有望作为生物标志物应用于土壤污染的生态毒理学快速诊断中。
2021年01期 v.16 196-203页 [查看摘要][在线阅读][下载 476K] [下载次数:144 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:7 ] - 綦峥;齐越;李芳;杨红;张铁林;凌娜;
为研究畜牧场土壤中重金属和抗生素抗性基因(ARGs)的空间分布特点,揭示二者之间的相关性,为后续特色黑土的修复治理提供基础理论依据。结合GIS优化布点,在黑龙江省大庆市杜尔伯特蒙古族自治县某畜牧场园区分别采集内部10 cm和50 cm深度的土壤。采用原子吸收光谱仪和原子荧光分光光度计检测8种重金属含量,用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对重金属进行污染评价;通过实时荧光定量PCR技术检测土壤中的28种ARGs,运用Pearson分析重金属与ARGs的相关性,同时对二者之间的相似性进行聚类分析。10 cm和50 cm土壤的单因子污染指数分析显示,As均属于重度污染等级(P_i>3),其他7种元素属于安全等级(P_i≤1),内梅罗综合污染指数均属于重度污染等级(P_综>3)。28种ARGs污染分布差异较大,除β-内酰胺类ARGs随土壤深度的增加污染程度呈增大的趋势,其余都呈减小的趋势; 50 cm土层中bla TEM的相对丰度较高,约为0.65拷贝数/16S rRNA基因拷贝数。相关性分析表明,杜蒙园区土壤中sul2与tet X、tetR、tet W、tet C和tet34分别与重金属Cr、As、Pb和Cd存在一定程度的相关性(P<0.05);重金属污染程度较重的As和Cr对ARGs的选择压力相似。畜牧场中重金属污染严重,ARGs污染水平亟待推行评价标准,为后续恢复受污染的特色黑土的生态功能提供依据。
2021年01期 v.16 204-214页 [查看摘要][在线阅读][下载 3878K] [下载次数:444 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:6 ] |[阅读次数:7 ] - 綦峥;杨红;张铁林;齐越;凌娜;
为了解畜牧场内磺胺类抗生素及抗性基因的污染物空间分布情况、分布规律及相关性,选取某畜牧场的10 cm和50 cm深度的土壤样品共20个及5个粪便样品,分别对样品中13种磺胺类抗生素的浓度和3种磺胺类抗性基因(sul1、sul2和sul3)的丰度进行定量分析,并用地理信息系统优化采样并对污染物空间分布进行可视化分析。结果表明,垂直浓度的空间分布规律为粪便>10 cm深度土壤>50 cm深度土壤,水平浓度的空间分布主要集中在畜牧场的东南部。3种抗性基因在10 cm和50cm深度土层中均有检出,其基因相对丰度分布情况为10 cm深度土壤>50 cm深度土壤,且抗生素对抗性基因的表达压力相似。本研究为抗生素和抗性基因污染的精准分析和深入研究畜牧场周边环境中抗性基因的传播规律提供基础数据。
2021年01期 v.16 215-222页 [查看摘要][在线阅读][下载 6902K] [下载次数:411 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:9 ] |[阅读次数:9 ] - 程艳;刘杰;蒋萍萍;俞果;蒋旭升;丁志凡;雷玲;张冰;
为了探究Cd胁迫下青葙中Mn的生理作用,通过水培实验,研究在Cd暴露下(0、5和25μmol·L~(-1))施加Mn(5、100和1000μmol·L~(-1))对青葙的干重、叶绿素含量、Cd含量和青葙根部不同区域实时Cd~(2+)流速的影响。结果表明,提高Mn的供应水平可缓解Cd对青葙生长的抑制效应。在Cd浓度为5μmol·L~(-1),施加1 000μmol·L~(-1)的Mn时,青葙的根、茎、叶干重和总干重分别增加了26.8%、11.8%、22.7%和21.19%。当Cd处理浓度为25μmol·L~(-1)时,1 000μmol·L~(-1)的Mn显著增加了青葙的叶绿素a和总叶绿素的含量(P<0.05)。相反地,Mn的添加显著减少了叶片中的丙二醛含量(P<0.05)。在Cd处理为5μmol·L~(-1)和25μmol·L~(-1)时,施加Mn使丙二醛含量降低了30%。这表明,Mn浓度的增加能够减少Cd对青葙的脂质过氧化伤害,保护叶绿素。Mn对青葙Cd积累的影响并不是严格的拮抗效应。在低Cd浓度(5μmol·L~(-1))处理组中,Mn的添加对青葙Cd累积无显著影响(P>0.05)。在高浓度处理时(25μmol·L~(-1)Cd),1 000μmol·L~(-1)的Mn显著降低了青葙根、茎和叶的Cd含量(P<0.05),较施加5μmol·L~(-1)Mn处理分别降低了41.4%、41.5%和23.3%。这可能与Mn~(2+)抑制青葙根系对Cd~(2+)的吸收有关。非损伤微测技术(NMT)分析结果显示,Mn~(2+)的添加显著抑制了根表面Cd~(2+)的内流速率。当加入50μmol·L~(-1)的Mn时,距根尖200μm的Cd~(2+)的内流速率下降了71.4%。上述结果表明,施加Mn有效地缓解了Cd对青葙的毒性效应。
2021年01期 v.16 223-232页 [查看摘要][在线阅读][下载 3284K] [下载次数:335 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:9 ]