简讯

原油泄漏对生态系统服务功能的影响

面对生态灾难时,决策学工具可以用来评估处置选项、并推论其对于生态系统服务(ES)的危险.影响图(DIs)是明确显示针对某一问题所作决定及其希望或不希望结果的概率网络图.为检验IDs对于泄露漏处置的概率性风险管理,制作1个ID来展示DWH事件中泄漏事件之间的潜在互动、费用与泄漏原没对ES的冲击之间的取舍及处置决定.定量认识并没有正式包含在内,但是检验了1个这样的ID平台.概率分配给ID中的条件关系,而不同处置行动对于泄漏石油化合物的冲击在假设性情景中进行检验.由于ID的结构,潜在的信息缺口包括对于石油移动的了解、泄漏相关的不同压力源对于关键受体(如濒危物种、渔业)的生态风险、以及利益相关者对可能受泄漏冲击的利益的评估要求.通过将“深水地平线”问题框架在1个ID中,将重要变量和关系概念化,这些变量和关系可以最有效地准备及管理未来的泄漏处置.如果大规模的深海泄漏再次发生,这次讨论的ID的这些特性会帮助人们更好地调查不确定性、费用和取舍.

朱 杰 译自《Environmental Science and Technology》, 2011, August 45:7631-7639.

流域面源氮素来源解析

非点源性氮(N)污染是美国水质受损的元凶.联合运用流域质量平衡和稳定同位素调查氮在巴尔的摩长期生态研究基地的森林、农业以及城市化流域内的命运和传输.农业、郊区和森林流域的年 N保留分别是 55%、68%和82%.δ15N-NO3-和δ18O-NO3-分析显示,基本流量时污水是城市化河水的 1个重要硝酸盐来源.市区流域δ15N-NO3-和δ18O-NO3-之间负相关显示了大气沉积和污水的综合影响,而N来源的影响根据暴雨级别而变化(暴雨N含量最高时,大气来源占50%).流域内δ15N-NO3-和δ18O-NO3-之间的正相关表明脱氮反应在去除小型化粪池系统和农业来源的N,但是来自底下污水管道泄漏的N不易受脱氮作用影响.雨水沟(非自然排水管道)中也观察到N输送,可能是由于有机碳输入.总体上,非点源性来源如大气沉积、污水和肥料对流域N输出显示出不同的易感性.硝酸盐来源的很大变化是由径流量造成的,而预计气候和暴雨造成的来源变化对管理非点源性N污染将至关重要.

朱 杰 译自《Environmental Science and Technology》, 2011, August 45:8225-8232.

《中国环境科学》2011年度引证指标

根据《2012年版中国科技期刊引证报告(核心版)》,《中国环境科学》2011年度引证指标继续位居环境科学技术、安全科学技术类科技期刊前列，核心影响因子1.523,学科排名第1,综合评价总分79.2,学科排名第2;在被统计的1998种核心期刊中影响因子列第18位,综合评价总分列第52位.《中国科技期刊引证报告》每年由中国科学技术信息研究所编制,统计结果被科技管理部门和学术界广泛采用.

《中国环境科学》编辑部

《中国环境科学》获评“百种中国杰出学术期刊”

《中国环境科学》2012年被中国科学技术信息研究所评为“2011年度百种中国杰出学术期刊”.“百种中国杰出学术期刊”是根据中国科技学术期刊综合评价指标体系进行评定的,包含总被引频次、影响因子、基金论文比、他引总引比等多个文献计量学指标.

《中国环境科学》编辑部

《中国环境科学》获评“2012中国最具国际影响力学术期刊”

2012年12月,《中国环境科学》被评为“2012中国最具国际影响力学术期刊”.

“中国最具国际影响力学术期刊”是中国科学文献计量研究中心、清华大学图书馆依据《CAJ国际引证报告》,按2011年度中国学术期刊被SCI期刊、SSCI期刊引用的总被引频次排序并经40多位期刊界专家审议,遴选出的TOP5%期刊.获评“中国最具国际影响力学术期刊”的科技类期刊共156种.统计分析结果表明,从定量分析的角度看,“中国最具国际影响力学术期刊”的国际影响力已经达到国际中等以上水平,跨入了国际品牌学术期刊行列.

《中国环境科学》编辑部

人类活动向大气排放的汞

理解汞的生物地球化学循环对于解释世界边远区域,比如北极、喜马拉雅山脉,以及本地汞的存在非常关键.掌握现今大气中的汞流量知识,能帮助了解过去的汞排放水平.研究得出1份1850～2008年间人为排入大气的汞趋势图,

这一时段所能获得的数据相对完整,并估算 1850年之前的人为排放趋势图.全球汞排放在 1890年达到峰值,即

2600Mg/a,2次世界大战期间下降到700～800Mg/a,1950年至今,又逐渐上长到约2000Mg/a.估算得出人类活动的全时总汞排放量为350Gg,其中39%排放于1850年之前,61%排放于1850年之后.

朱 悦 译自《Environmental science and technology》, 2011, 45:10485-10492.

藻类多样性可促进对营养盐的摄取

保护生物多样性有助于通过去除过多的营养物质从而改善水质,如来源于河流中的硝酸盐,此报道来源于美国密歇根大学Bradley J Cardinale的研究.

“该研究提供坚实的证据,表明了之前忽略的生物多样性的水质之间的原因和结果的关系.”Cardinale在美国国家科学基金会(NSF)的新闻发布会上说.

藻类是水过滤的关键因素.藻类每个物种已经适应了不同的条件,并占据水体唯一部分的栖息地.研究表明,在河流中藻类种类的增加,藻类分布扩大,更多生物体能够清理水体.

Cardinale种植1～8个北美常见的藻种,每种都放在150条微型模型河流中,测量每个藻群吸收硝酸盐的能力.在这项研究中,硝酸盐吸收量与藻类物种多样性的增加呈线性关系.平均而言,组合的8种藻类比单一的1种藻类对硝酸盐的去除率高4.5倍.

Cardinale的研究由NSF资助,发表于4月7日的“自然”杂志上.

高阳俊 译自《Water Environment and Technology》, 2011,23(7):31.

大气氮沉降导致西北太平洋氮含量持续增加

由于亚洲人口和工业化的发展,自 1980年以来,在西北太平洋靠近亚洲大陆的水域,相对磷而言,水体硝酸盐含量明显增加.研究发现,在时间序列上,大气氮沉降与水体中氮的可利用性显著相关(r=0.74～0.88),只有在河口区域,水体氮可利用性同时受大气氮沉降与河流输入的影响.研究认为由于大气中氮的沉降,导致水体中氮浓度增加,进而提高了水体氮可利用性,并且发现大气氮沉降与河流输入是水体氮限制和磷限制的重要决定因素.

康丽娟 译自《Science》, 2011,334:505.

气温变化对人工湿地污水处理效率的影响

通过系统全面 1a的研究,对半干旱、温带气候条件下现场中试构造湿地季节性表现进行了评价.该系统包含 2个系列的湿地床,自由表面流湿地接潜流湿地.水质监测评价了有机物、固体、营养盐、微生物、和表面活性剂.结果表明,秋季、春季和夏季,湿地大幅度降低了污水中的污染物,其中 BOD降低了 92%,TN降低了 85%,TP降低了78%,TSS降低了73%,直链烷基苯磺酸表面活性剂(LAS)减低了94%,大肠杆菌降低了1.7个数量级.除了TSS外,冬季污染物的去除率较低,TN去除率为64%,TP为65%,LAS为87%,大肠杆菌为1.0数量级,这表明尽管湿地处理效率在冬天降低了,但系统仍然保持活性,甚至在平均水温为(5.2+4.5)℃的条件下.

高阳俊 译自《Water Environmental Research》, 2011,83:2187.

评估食用鱼摄入导致的微囊藻素健康风险

微囊藻素是1种世界各地均已发现的蓝藻毒素,对其所在的生态群落及依赖这些水作为饮用、公共设施或食物来源的人威胁严重.微囊藻素会在鱼和其他水生动植物中积聚,但鱼类组织中微囊藻素的普遍存在和泄露对人类健康的威胁仍然没有得到有效解决.微囊藻素在几个热带(乌干达)和温带(北美)湖泊中普遍存在,包括支撑某些全世界最大淡水渔场的湖泊.食用鱼会成为微囊藻素泄露到人群中的 1个重要的有时是主导性的途径,会引起消费者摄入超过每日推荐标准的微囊藻素.结果凸显监测鱼类中微囊藻素浓度的重要性,以及考虑鱼消费过程中潜在的微囊藻素泄露风险的必要性.

朱 杰 译自《Environmental Science and Technology》, 2011, June 45:5806-5811.

应用活性炭降低河流底泥PCB的生物有效性

修复受污染的沉积物在技术上仍然是1个挑战,因为传统方法并不总是能够达到减少人类健康风险、保护生态系统的目标,甚至可能破坏自然资源.最近的研究显示,食物链中的有机污染物,例如多氯联苯(PCBs)的持续摄入,很大程度上受污染物绑定的影响,特别是沉积物表面的炭黑.Barbara Beckingham等第1次展示了在1条受污染河流中,在沉淀物中加入活性炭实地减少了河底生物对PCBs的生物吸收.加入和有机碳自然沉积近似剂量的活性炭后,所有处理点经过3a的监测,淡水寡毛虫体内的生物积聚与未处理条件相比,减少了69%～99%,水中与沉积物平衡的PCBs浓度减少了约93%.将实地使用活性炭减少的4-和5-氯联苯同类物在体内的生物积聚与实验室预先加入到活性炭中的PCBs相比较,实地未能达到吸附平衡.这个初步研究揭示了中度污染河流沉积物中所含PCBs可以通过在沉积物中加入活性炭进行有效治理.

朱 杰 译自《Environmental Science and Technology》, 2011,45:10567-10574.

采用反应物质处理地下水中Hg(II)的机理:EXAFS研究

Blair D Gibson等采用实验室内序批式实验对目前地下水处理中所推荐的反应物质去除Hg(II)的机理进行了研究.所采用的物质包括颗粒铁屑(GIF)、铁粉和元素S的1:1(W/W)混合物(MGI+S)、元素Cu和元素S的1:1(W/W)混合物(Cu+S)、颗粒活性炭(GAC)、凹凸棒石黏土(ATP)、经2-氨基-5-硫醇-1,3,4-噻二唑处理的凹凸棒石黏土(ATP-a)和经2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑处理的凹凸棒石黏土(ATP-d).将这些物质加入含有4mg/L Hg的模拟地下水中处理8d或16d,溶液的pH值介于6.8～8.8之间,Eh值介于-400～+mV之间.4种物质处理后,水相中Hg的浓度有很大程度的降低,分别为 ATP-d(＞99%)、GIF(95%)、MGI+S(94%)和 Cu+S(90%).采用 ATP(29%)、ATP-a(69%)和GAC(78%)处理的去除效果要差一些.扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)光谱表明,Hg在GIF、MGI+S和GAC上存在1个大约2.04～2.07Å的Hg-O键,这意味着Hg是键合到GIF的腐蚀产物或者键合到同活性炭吸附水相关的氧化复合物上.与之不同的是,经过Cu+S、ATP-a和ATP-d处理后所得到的键长介于2.35～2.48Å,表明在处理过程中产生了Hg-S键.

张洪昌 译自《Environmental Science and Technology》, 2011,45:10415.

中小型商业建筑中的挥发性有机物

加州小型和中型商业建筑(SMCBs)占美国商业建筑物的 96%,但有关其室内空气质量(IAQ)的信息却很少.Wu Xiangmei等调查了加州37座不同大小、楼龄、用途和区域的小型和中型商业建筑,给出了室内空气浓度和整座建筑物的30种挥发性有机物和甲醛的排放率.每种污染物浓度都有一定的范围,特别是甲醛、乙醛、十甲基环五硅氧烷、D-苎烯、2-丁氧基乙醇、甲苯、2,2,4-三甲基戊二醇二异丁酸酯、邻苯二甲酸二乙酯.在一些建筑物中较高的污染物浓度通常与预定的来源有关,例如,饭店和车库中氯仿浓度较高,零售店和办公室内甲醛含量较高.因子分析表明小型和中型商业建筑的污染来源包括汽车/交通,清洁用品,乘客来源,木制品/涂层和增塑剂.与健康导则比较,86%的建筑物中甲醛浓度高于了OEHHA中慢性暴露参考(RELs)要求.该研究收集的数据填补了小型和中型建筑物中空气质量的空白,有助于人们了解室内挥发性有机物的来源,以便进一步改善小型和中型商业建筑物中的空气质量.

高阳俊 译自《Environmental Science and Technology》, 2011,45:9075

模拟N2O排放及其环境过程

Dwight Houweling等建立了1种机理模型,用于量化从活性污泥污水处理厂排放的一氧化二氮,并证实该方法如何用于评价污水厂构造和日负荷变化的影响.该模型描述了与一氧化二氮排放量呈正相关的因素之间的机理联系.主要的因素是氨和亚硝酸盐的积累.低溶解氧浓度可能会因对氨氧化菌和亚硝酸氧化菌活性的不同影响而受到影响.模型应用的数据来源于实验室和中试试验数据.从实际情况来看,污水厂构造、进水负荷和一定的运行阶段都对一氧化二氮的排放有重要影响.

高阳俊 译自《Water Environmental Rescarch》, 2011,83:2131

TiO2催化脉冲放电等离子体高效修复p-硝基酚污染土壤

非热释放等离子体和TiO2光催化是2项能够去除土壤中有机污染物的技术.Wang Tie Cheng等提出用联合了2种方法的 TiO2催化脉冲放电等离子体(PDPTC)技术来研究p-硝基苯酚(PNP)污染土壤的修复.在这项技术中,TiO2的催化由脉冲放电等离子体推动.实验结果显示,PDPTC系统处理 10min,并且加强脉冲放电电压适合 PNP降解时,去除了88.8%的PNP.PNP经过PDPTC处理达到无机化过程,并产生中间体之后进行了UV可见光吸收光谱、脱氮作用、总有机碳(TOC)及COx选择性分析.与单纯使用等离子体的系统相比,对PNP降解和无机化的增强作用是由于PDPTC系统中产生了更多的活性化学物质(如 O3和 H2O2),主要中间体是对苯二酚、苯醌、邻苯二酚、苯酚、benzo[d][1,2,3]-trioxole、乙酸、甲酸、NO3-和 NO2-及草酸.处理时间内主要中间体的演变显示了 PDPTC系统的增强效应.

朱杰 译自《Environmental Science and Technology》, 2011,September 45:9301-9307.

实验室合成抗生素抗性基因可能造成河流污染

医院和农田大量使用抗生素药物导致携带抗性基因的细菌产生.这些细菌一旦进入环境,就会很快把抗性基因传递给其他细菌,进而导致耐抗生素菌株的产生,并可能造成严重的甚至是无法医治的感染.但这些抗性基因却是生物学家既便宜又强大的工具.在分子克隆研究中,研究人员把这些基因引入细菌的合成质粒(小型、环状的DNA分子),这些质粒也含有另外一种科学家关心的基因;然后用抗生素药物对细菌进行感染,活下来的细菌中就既含有抗性基因,又含有研究人员所关心的基因.

为保证合成质粒不逃出实验室,美国的学术研究机构对相关的实验室废物进行特别处理:用高热杀掉任何残留的微生物或对这些垃圾进行焚烧处置.应用科学家也用分子克隆手段来改造作物,或改造细菌用以帮助生物燃料的生产或环境修复;但为了阻止抗性基因的传播,现在生产的大多数转基因作物都不含有抗生素抗性基因.

然而,因为该技术广泛应用在分子生物学实验室,一些研究人员担心这些实验室可能会释放抗性基因进入环境.为确认环境中是否含有合成基因,天津环境健康医学研究所的Li Junwen和他的同事从中国的6条主要河流中采集水样进行分析,采样点都设置在人口密集的城市下游.他们从水样中提取质粒并把他们转移到埃希氏杆菌属的大肠杆菌中,然后从这些细菌中筛选出在学术和工业实验室经常用到的抗氨卡青霉素基因.为了辨别筛选出的基因是否来自人工合成,他们使用聚合酶链反应来寻找这些基因中是否有合成质粒所含有的独特的基因序列.研究人员在 6条河流中都发现了合成抗性基因.在所有检测的的氨卡青霉素抗性质粒中,约有27%含有合成矢量源基因.

贾斯廷J多纳托是明尼苏达州圣托马斯大学生物化学家,他说Li等的研究是基因构筑质粒进入环境的第1个确切证据;由于之前没有类似的报道,多纳托对Li等报道的合成基因在环境中存在的普遍性感到很吃惊.他说Li的研究需要进行重复以排除样品在测试时被Li的实验室已有的合成质粒污染的可能性.安德斯 · 杨松是康奈尔大学微生物实验室的博士后,对于如何解释Li的发现也十分谨慎.他希望取背景点位对照样品进行研究,以确认合成质粒在背景环境中是否已经存在.多纳托说,如果后续研究仍然支持Li的发现,那么科学家在设计和进行试验时必须尤其谨慎.

邓彦阁 译自《Chemical and Engineering News》2012.12

使用汞同位素调查燃煤发电厂的地方性汞沉积

煤燃烧造成了全球大约2/3的人为汞(Hg)排放.燃煤发电锅炉(CFUBs)附近会发生增强的Hg沉积,但是难以将特定的点源与当地沉积联系起来.沉淀物中Hg稳定同位素比的测量有望成为帮助工具,鉴别与人为排放有关的地方性Hg沉积.Laura S Sherman等采集了靠近佛罗里达Crystal Rive的1家大型CFUB附近的每日沉淀样品.在Crystal River采集的沉淀样品有同位素特性,表现出巨大的负δ202Hg值(平均=2.56‰, 1SD=1.1‰,n=28).相反,在佛罗里达其他地方采集的,未受当地煤燃烧大力冲击的样本,其δ202Hg值接近0‰(平均=0.07‰,1SD=0.17‰,n=13).这些结果显示,取决于煤尘同位素成分和烟道气除Hg效率之类因素,CFUBs附近的Hg沉积会有同位素特性.Hg稳定同位素可以逐渐用来量化大型CFUBs排放Hg的地方性沉积.

朱 杰 译自《Environmental Science and Technology》, 2011,November 46:382-390.

北极地区发生创纪录的改变

2012年是北极地区看似比较平常的一年;这一年,对极地冰雪融化影响最大的地面气温没有发生太大变化.但是在2012年12月5日的美国地球物理学会秋季会议的记者招待会上,包括美国国家海洋和大气治理署(NOAA)的行政长官简卢布琴科在内的科学家报告说,北极地区在2012年出现了创纪录的改变:创纪录的融雪,创纪录的最低海冰量,甚至一度被称为“干雪带”的格陵兰冰原最高地段也出现了融化.俄亥俄州立大学伯德极地研究中心的詹森·博克斯说:“我20年来都在研究格陵兰地区,2012年跨越几乎整个格陵兰冰原的大范围融雪实在令人震惊.”博克斯指出,自1979年有卫星观测以来,2012年第1次在格陵兰的最高海拔地区观测到严重融雪现象,并且2012年的融雪季持续时间最长.

NOAA的北极研究计划项目组自2006年开始发布《北极年度报告》.有来自15个国家的大约150位科学家参与了2012年的报告撰写,除了致力于研究融雪现象,该报告还调查研究了北极地区生长期、天气事件和包括从浮游植物增殖(水华)到巨型土壤动物减少在内的生态系统的变化.报告指出,融雪给北极生态系统带来广泛影响.如,变薄的冰覆盖融雪积水池有利于冰下的浮游植物增殖;变暖正在改变着北极旅鼠的种群动态,在一些地区,这种改变给它们的捕食者——北极狐带来可怕的影响.

马丁·杰弗里斯是NOAA项目官员和美国海军研究办公室的北极科学顾问,也是《北极年度报告》的3位主编之一.他说海冰、冰川和格陵兰冰原变化的联合效应,也使得北极地区夏季(极昼)总体反照率降低.冰层变薄意味着表面变暗,这使得北极地区的储热能力增强从而引起更多的冰雪融化;这也正是北极地区变暖速度是低纬度地区 2倍的原因.杰弗里斯指出,全球变暖的北极放大效应早在30年前就被预测到了,而我们现在正在经历着这个重要的事实;如果我们不是已经在那里了,我们一定会看到一个新的北极.

邓彦阁 译自《Science Insider》

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