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生态毒理学报 2022年第5期17卷 13-23页

作者：李思琦许彤徐丽陈旸升郑丽萍谢群慧赵斌中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室北京100085 中国科学院大学中丹学院北京100049 生态环境部南京环境科学研究所南京210042 国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室南京210042

卤代咔唑是一类与二噁英结构类似的杂环芳香烃化合物,在环境和生物体内均有检出。研究表明,溴代咔唑(bromocarbazoles,BCZs)是具有代表性的卤代咔唑,有较强的持久性和生物累积性,且在不同生物体内表现出类二噁英毒性以及内分泌干扰效应... 详细信息

卤代咔唑是一类与二噁英结构类似的杂环芳香烃化合物,在环境和生物体内均有检出。研究表明,溴代咔唑(bromocarbazoles,BCZs)是具有代表性的卤代咔唑,有较强的持久性和生物累积性,且在不同生物体内表现出类二噁英毒性以及内分泌干扰效应,对人类的健康有潜在风险。研究表明BCZs可以在不同细胞中分别激活芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor,AhR)和雌激素受体(estrogen receptor,ER)。乳腺癌的发生发展不仅与ER通路密切相关,也与AhR通路有关,但在乳腺癌细胞中BCZs对2种通路的相互作用机制尚不明确。因此,本研究以BCZs对ER和AhR通路的作用为目标,有助于我们借助不良结局途径(adverse outcome pathway,AOP),从分子层面了解BCZs对乳腺癌细胞毒理学作用机制。实验选取5种BCZs,以ER阳性的人乳腺癌细胞(MCF-7)为研究对象,探究BCZs在MCF-7细胞中对ER和AhR通路的激活作用,并筛选激活能力最强的BCZs,探究2个通路之间的相互作用。结果表明,1,3,6,8-四溴咔唑(1,3,6,8-tetrabromo-9H-carbazole,1368-BCZ)可以同时激活ER和AhR通路,上调ER通路靶基因三叶因子1(trefoil factor 1,tff1)和AhR通路靶基因细胞色素P450酶1A1(cytochrome P4501A1,cyp1a1)和细胞色素P450酶1B1(cytochrome P4501B1,cyp1b1)的表达水平;1368-BCZ对ER通路的激活部分依赖于ahr的介导,而干扰ER通路的激活作用后,AhR通路下游代表性目的基因的表达水平提高。因此,1368-BCZ是一种可以同时激活ER和AhR通路的BCZs,且被激活的ER和AhR通路之间存在相互作用。本实验补充了BCZs在ER阳性乳腺癌细胞中的可能作用机制,为新型污染物BCZs的毒性效应机制研究提供了数据支持。

关键词：溴代咔唑人乳腺癌细胞毒性效应雌激素受体通路芳香烃受体通路

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铅锌矿区玉米中重金属污染特征及健康风险评价

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环境科学 2020年第10期41卷 4733-4739页

作者：周艳万金忠李群黄剑波张胜田龙涛邓绍坡生态环境部南京环境科学研究所南京210042 国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室南京210042

以西南某铅锌矿区为研究区域,测定了92份玉米样品中Pb、Zn、Cd、Cr和Ni的含量,开展了矿区玉米籽粒中重金属污染特征及健康风险研究.应用单因子污染指数和内梅罗综合污染指数分析了重金属在玉米中的污染状况,采用健康风险评价模型评价了... 详细信息

以西南某铅锌矿区为研究区域,测定了92份玉米样品中Pb、Zn、Cd、Cr和Ni的含量,开展了矿区玉米籽粒中重金属污染特征及健康风险研究.应用单因子污染指数和内梅罗综合污染指数分析了重金属在玉米中的污染状况,采用健康风险评价模型评价了重金属对人体健康造成的风险,同时利用主成分分析法解析了重金属的主要来源.结果表明,玉米籽粒中Pb、Zn、Cd、Cr和Ni的平均含量分别为0.30、23.75、0.21、1.33和1.15 mg·kg^-1;除重金属Zn外,其他4种重金属均超过我国食品卫生标准限值,研究区玉米籽粒中Pb、Cd、Cr和Ni的综合污染指数范围介于4.32~9.07之间,均属于重度污染,Zn的综合污染指数小于1;重金属通过玉米籽粒摄入引起的复合重金属污染对成人和儿童均存在健康风险,且对儿童造成的健康风险高于成人.玉米籽粒中5种重金属可以由2个主成分来反映,第一主成分主要支配Pb、Cd、Cr和Ni的来源,第二主成分支配Zn的来源.玉米籽粒重金属含量与土壤重金属含量之间没有明显相关性.

关键词：矿区重金属玉米籽粒健康风险评价主成分分析

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凹凸棒石–稻秸复合材料的制备及其对污染土壤中镉钝化效果的研究

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土壤 2022年第4期54卷 802-809页

作者：王荐吴运金王梦杰李仁英杨敏范婷婷胡洁潘成杰郝琴何跃生态环境部南京环境科学研究所/国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室南京210042 南京信息工程大学应用气象学院农业资源与环境系南京210044 江苏滨海经济开发区沿海工业园管委会江苏盐城224555

为提高凹凸棒石(ATP)在土壤重金属修复中的性能,以ATP和水稻秸秆(稻秸)为原料,通过厌氧发酵法制备了ATP占稻秸质量分别为25%(F-25)、50%(F-50)、75%(F-75)、100%(F-100)和125%(F-125)的ATP–稻秸复合材料,研究了复合材料对污染土壤镉(Cd... 详细信息

为提高凹凸棒石(ATP)在土壤重金属修复中的性能,以ATP和水稻秸秆(稻秸)为原料,通过厌氧发酵法制备了ATP占稻秸质量分别为25%(F-25)、50%(F-50)、75%(F-75)、100%(F-100)和125%(F-125)的ATP–稻秸复合材料,研究了复合材料对污染土壤镉(Cd)的钝化效果。通过扫描电镜(SEM)和傅立叶红外光谱(FTIR)对复合材料进行了表征,探讨了复合材料对土壤Cd的钝化机制。结果表明,复合材料减少了土壤可交换态、碳酸盐结合态及铁锰氧化物结合态Cd的含量,而增加了残渣态Cd的含量,其中,F-25分别使土壤可交换态、碳酸盐结合态及铁锰氧化物结合态的Cd含量减少了14.11%、5.95%和10.66%,而残渣态增加了29.15%。3%添加量的复合材料F-25或5%添加量的复合材料F-50对土壤Cd的钝化效果较好,钝化率分别为59.88%和62.50%。复合材料对土壤Cd的钝化率随着钝化时间的延长急剧增加,但15 d后,钝化率增加缓慢。综合考虑复合材料配比、修复材料添加量及钝化时间对土壤Cd钝化效果的影响并兼顾成本,在污染土壤Cd修复时,应优先考虑复合材料F-25并推荐3%的添加量。

关键词：凹凸棒石–稻秸复合材料土壤镉钝化率

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应用物种敏感分布法建立铅的生态安全土壤环境基准研究

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生态毒理学报 2021年第1期16卷 107-118页

作者：李勖之郑丽萍张亚冯艳红杜俊洋孙丽李敏姜瑢王国庆生态环境部南京环境科学研究所南京210042 国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室南京210042 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

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... 详细信息

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。

关键词：铅物种敏感分布曲线土壤环境基准

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基于保护生态的土壤基准值制订关键技术研究——以美国和澳大利亚为例

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生态毒理学报 2021年第1期16卷 165-176页

作者：郑丽萍王国庆李勖之戚旭东张亚闫佳莉林玉锁生态环境部南京环境科学研究所南京210042 国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室南京210042 江苏省地质矿产局第一地质大队南京210041

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... 详细信息

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。

关键词：生态受体土壤环境基准制订方法

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某大型焦化厂地块土壤中PAHs分布特征

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生态与农村环境学报 2021年第12期37卷 1623-1632页

作者：李群李梅李杨周艳邓绍坡张胜田范婷婷吴运金生态环境部南京环境科学研究所/国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室江苏南京210042 上海勘察设计研究院(集团)有限公司上海200093 辽宁省生态环境监测中心辽宁沈阳110165

该研究检测了某大型焦化厂地块土壤中被列入美国环保局优控名录中的16种多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)含量,分析了16种PAHs在该厂不同功能区的垂直和水平含量分布特征,并对其生态风险及来源进行了分析。结果表明:(1... 详细信息

该研究检测了某大型焦化厂地块土壤中被列入美国环保局优控名录中的16种多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)含量,分析了16种PAHs在该厂不同功能区的垂直和水平含量分布特征,并对其生态风险及来源进行了分析。结果表明:(1)该厂区16种PAHs总量最大值位于土法炼焦区,为47912.23 mg·kg^(-1);土法炼焦区、化产区土壤中PAHs含量较高,以萘为主,且总体来看<3 m土壤中PAHs含量较高。(2)不同功能区生态风险排序为土法炼焦区>化产区>焦炉区>煤场>办公区。(3)通过低环(2~3环)和中高环(4~6环)PAHs含量比值分析,化产区PAHs主要来源于生产过程焦油泄露,焦炉区、煤场和办公区PAHs主要来源于焦炉产生的煤烟类物质的沉降作用等,土法炼焦区上述2种来源均涉及。

关键词：焦化厂土壤多环芳烃生态风险来源

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光和过氧化物酶对水中17α⁃乙炔基雌二醇的协同降解机制研究

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环境科学学报 2021年第12期41卷 4845-4851页

作者：王梦杰李建华彭建彪高士祥刘国强张亚生态环境部南京环境科学研究所国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室南京210042 南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室南京210023 南京理工大学环境与生物工程学院江苏省化学污染控制与资源化重点实验室南京210094 河南师范大学环境学院黄淮水环境污染与防治教育部重点实验室河南省环境污染控制重点实验室新乡453007

过氧化物酶广泛存在于天然水体中,可利用腐殖质光照下产生的过氧化氢(H_(2) O_(2))对雌激素的光转化过程产生影响,但过氧化物酶是否可直接影响雌激素的光转化尚不清楚.因此,本研究探索了在模拟光照条件下辣根过氧化物酶(HRP)对水体中17... 详细信息

过氧化物酶广泛存在于天然水体中,可利用腐殖质光照下产生的过氧化氢(H_(2) O_(2))对雌激素的光转化过程产生影响,但过氧化物酶是否可直接影响雌激素的光转化尚不清楚.因此,本研究探索了在模拟光照条件下辣根过氧化物酶(HRP)对水体中17α⁃乙炔基雌二醇(EE2)光解的影响机制.结果发现,HRP的存在显著地促进了EE2的光降解,且促进作用随酶活的增大而增大,但失活的HRP对EE2的光降解没有明显影响.EE2可在光照条件下发生直接光解和自敏化光解.通过活性氧种类(ROS)猝灭实验推测EE2自敏化产生的ROS可激活HRP,引发了在光照条件下EE2的酶降解.分别曝氧气和氮气后,EE2在HRP溶液中的光酶协同降解分别被促进和抑制,进一步说明了ROS在光酶协同降解中的重要性.HRP的活性随着光照时间的增加缓慢下降,从而可以持续地促进EE2的光酶协同降解,推测HRP对EE2在天然水体中的衰减影响很大.本文可为深入认识雌激素的环境归趋补充科学数据.

关键词：辣根过氧化物酶 17α⁃乙炔基雌二醇光降解酶降解

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过氧化物酶对水中17β-雌二醇光降解的影响机制

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环境化学 2021年第11期40卷 3351-3359页

作者：王梦杰李建华彭建彪高士祥刘国强张亚生态环境部南京环境科学研究所/国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室南京210042 南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室南京210023 南京理工大学环境与生物工程学院江苏省化学污染控制与资源化重点实验室南京210094 河南师范大学环境学院黄淮水环境污染与防治教育部重点实验室河南省环境污染控制重点实验室新乡453007

过氧化物酶广泛存在于天然水体,在外加过氧化氢(H_(2)O_(2))的条件下可有效地降解水体中的有机污染物.17β-雌二醇(E2)是水体中常见的雌激素,低浓度下仍具有极强的内分泌干扰效应,过氧化物酶可通过利用腐殖质产生的H_(2)O_(2);从而影响... 详细信息

过氧化物酶广泛存在于天然水体,在外加过氧化氢(H_(2)O_(2))的条件下可有效地降解水体中的有机污染物.17β-雌二醇(E2)是水体中常见的雌激素,低浓度下仍具有极强的内分泌干扰效应,过氧化物酶可通过利用腐殖质产生的H_(2)O_(2);从而影响腐殖质介导的E_(2)的光化学过程,但其是否可直接影响E2的光转化尚不清楚.本文系统地研究了辣根过氧化物酶(HRP)对E_(2)光降解过程的影响.研究发现有活性的HRP可显著促进E2的光化学转化,且促进作用随着活性的增大而增强.活性氧猝灭实验结果表明E_(2)自敏化产生的活性物种可激活HRP,从而促进了E_(2)在光照条件下的酶降解,且E_(2)在HRP溶液中的光解产物实验进一步证实了这一过程.HRP对E2酶降解的效率高于常见水质成分Suwannnee River Humic Acid(SRHA)和Fe^(3+)的促进效率,弱于NO_(3)^(-)引起的促进效率,表明HRP对污染物在天然水体中的环境归趋的影响是值得关注的.本文为深入认识雌激素的环境归趋提供科学数据,并为酶处理技术在水处理方面的应用带来巨大前景.

关键词：辣根过氧化物酶 17β-雌二醇酶降解光降解水质成分

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华西雨屏区植被恢复对紫色土酸化的影响

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生态学报 2022年第4期42卷 1410-1419页

作者：杨帆郝梓君黄来明芦园园杨峰韩光中内江师范学院地理与资源科学学院土壤过程模拟实验室内江641100 攀枝花市第三十二中小学校攀枝花617066 中国科学院地理科学与资源研究所生态网络观测与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 生态环境部南京环境科学研究所国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室南京210042 成都信息工程大学资源环境学院成都610225

退耕还林是控制水土流失、恢复森林植被和改善生态环境的重要举措。植被恢复进程中会发生土壤酸化,进而影响植物生长,厘清不同还林树种对土壤酸化的影响程度及作用机制有助于更好地评估退耕还林工程的整体生态效益。以华西雨屏区紫色土... 详细信息

退耕还林是控制水土流失、恢复森林植被和改善生态环境的重要举措。植被恢复进程中会发生土壤酸化,进而影响植物生长,厘清不同还林树种对土壤酸化的影响程度及作用机制有助于更好地评估退耕还林工程的整体生态效益。以华西雨屏区紫色土坡耕地(玉米)为对照,分析了退耕20a后柳杉纯林、柳杉-光皮桦混交林、慈竹林和茶园土壤pH的变化及其垂直分异。结果表明:玉米地、慈竹林、茶园、混交林和柳杉纯林0—50 cm土壤pH平均值分别为5.66、5.55、5.12、5.03和5.00,相较于玉米地,柳杉纯林、混交林和茶园土壤pH值显著下降(P<0.01),土壤酸化严重。相较于玉米地土壤pH值的均匀分布,植被恢复不同类型人工林pH值随土壤深度的增加而增加,10—50 cm土壤pH值(4.89—5.90)显著高于0—10 cm土壤pH值(4.72—5.21)(P<0.01),表层土壤酸化最明显。土壤pH值与土壤有机质含量呈极显著负相关,而与风化指数Na/K比值呈显著正相关,有机质含量和Na/K比值共同解释了土壤pH值变化的53.9%,表明植被恢复引起的土壤有机质积累与长石类矿物风化是驱动紫色土酸化的重要过程。通过对紫色土人工林酸化特征及其过程的揭示,可为华西雨屏区森林生态系统恢复及其管理提供科学依据。

关键词：土壤酸化紫色土退耕还林植被类型土壤有机质

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竹类植物修复重金属污染土壤的研究进展

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生态与农村环境学报 2021年第1期37卷 30-38页

作者：张颖赵欣张圣虎漆丹马红璐张芹陆建刚南京信息工程大学环境科学与工程学院/江苏省大气环境监测与污染控制高技术重点实验室/江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044 生态环境部南京环境科学研究所江苏南京210042 国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室江苏南京210042

随着我国经济的快速发展,土壤重金属污染问题也愈加严重。植物修复技术对环境扰动小,修复成本低,是目前土壤修复领域的研究热点之一。竹类植物对重金属有良好的耐受能力和富集能力,且具有生物量大、栽培简单和经济效益高等特点,在修复... 详细信息

随着我国经济的快速发展,土壤重金属污染问题也愈加严重。植物修复技术对环境扰动小,修复成本低,是目前土壤修复领域的研究热点之一。竹类植物对重金属有良好的耐受能力和富集能力,且具有生物量大、栽培简单和经济效益高等特点,在修复重金属污染土壤方面有很高的应用潜力和开发价值。结合竹类植物修复重金属污染土壤的研究现状,系统阐述了竹类植物在重金属胁迫条件下生长状况,对重金属富集和转运情况,以及修复机制及强化措施;同时通过对比竹类植物与其他植物,分析了竹类植物在生长和经济上的优势,论证了竹类植物用于重金属污染土壤修复的可行性。针对现有研究存在的不足,对竹类植物修复重金属污染土壤的研究方向和发展趋势做出了展望。

关键词：竹类植物植物修复重金属污染土壤

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