碳纳米材料的环境行为及其对环境中污染物迁移归趋的影响

碳纳米材料具有广阔的应用前景,近年来已成为一大研究热点.工程碳纳米材料的大量生产和使用将不可避免地造成这些材料向环境中的释放,可能带来环境和生态风险.一方面,碳纳米材料本身具有环境毒性,另一方面碳纳米材料对环境中有毒有害污染物有较强的吸附性能,因此会影响污染物迁移转化等环境行为.目前,对碳纳米材料生态风险的研究主要集中于碳纳米材料对生物体可能的毒性,而对其自身环境行为以及影响污染物迁移归趋等方面的研究较少.本文简要概述了碳纳米材料的来源、暴露途径、环境行为以及对污染物迁移归趋的影响,阐述了这些研究对于评估碳纳米材料的环境和生态风险所具有的重要意义.     

生物炭对污染物的土壤环境行为影响研究进展

近年来,生物炭已成为农业、生态修复和环境保护领域的研究热点。一般认为,生物炭具有改善土壤质量、增加土壤碳汇、减少大气CO2浓度以及修复污染环境等功能。大量的生物炭施用到土壤后会改变土壤性质,影响重金属和有机污染物在土壤中的环境行为以及它们在环境中的归趋。本文就生物炭对土壤中重金属的吸附-解吸、在土壤中的形态转化、在土壤-植物系统中迁移行为、对有机污染物的吸附挥发及生物有效性进行了概述;在此基础上,扼要分析了当前生物炭应用存在的环境风险等问题,并从生物炭在土壤中的迁移转化及其归趋、生物炭的长期环境效应以及生物炭应用方向等方面进行了展望。     

DNA生物传感器在环境污染监测中的应用

基于生物催化和免疫原理的生物传感器在环境领域中获得了广泛应用.近年来,随着分子生物学和生物技术的发展,人们开发了以核酸探针为识别元件,基于核酸相互作用原理的DNA生物传感器.该传感器可用于受感染微生物的核酸序列分析、优先控制污染物的检测以及污染物与DNA之间相互作用的研究,在环境污染监测中具有潜在的巨大应用前景.简要介绍了核酸杂交生物传感器的基本原理及其在环境微生物和优先控制污染物（priority pollutant）检测中的应用研究进展.     

石墨烯健康风险研究现状及展望

石墨烯是一种新型的二维碳纳米材料,由于具有优异的电子、光学、机械等特性,已经被广泛应用于电子器件、复合材料、能源储存等领域.近年来,石墨烯在生物医药领域崭露头角,其在诸如生物传感器、细胞成像、药物输运、抗菌材料等方面的广泛应用,为生物医药技术带来了突破,也为人体健康带来了福音.然而,随着石墨烯以不同途径进入人们的生活,其对人体及其他生物体的安全构成潜在威胁,引发的健康风险正受到广泛关注.本文从石墨烯对生物体的影响及其同生物体的相互作用方面入手,综述了近年来石墨烯健康风险的研究进展,并且总结归纳了人体抵御石墨烯健康风险的途径及机制,最后指出了未来石墨烯健康风险方面的研究方向.     

农田生态系统中除草剂阿特拉津的环境行为及其模型研究进展

阿特拉津是世界范围内广泛使用的除草剂,在曾经使用阿特拉津的国家的地下水、河流和湖泊中已经检测到阿特拉津的残留,长期暴露在该有机污染物的环境中,势必对动物的生殖与繁衍及人体的健康产生不良影响。介绍了阿特拉津国内外的研究情况,着重评述了阿特拉津的吸附机制与影响因素、化学降解、生物降解、生态毒理学评价以及模型对其环境行为的描述,目的旨在帮助理解田间阿特拉津迁移机制及其如何污染地下水。农田生态系统中阿特拉津的迁移规律决定其环境行为,它是进行环境和健康风险评价的基础,目前应用较多的迁移模型是经典的对流-扩散方程,该模型已广泛运用于水-土系统中化学物质的迁移,且室内模拟的实验结果能较好解释田间现象,因此,开展阿特拉津在稳定流场饱和/非饱和室内土柱中的混合置换实验及批量平衡吸附实验,可获得反映阿特拉津迁移的穿透曲线特性及阿特拉津吸附性能的分配系数,结合数学模型拟合阿特拉津在土壤中非平衡迁移曲线,用拟合参数预测不同深度土壤中阿特拉津浓度变化和累积淋溶量动态规律,应该是今后研究工作的重点。     

溶解性有机质对土壤中有机污染物环境行为的影响

土壤中溶解性有机质(DOM)是生物活性和物理化学反应活性都很活跃的有机组分,主要通过疏水吸附、分配、氢键、电荷转移、共价键、范德华力等多种作用与有机污染物结合,提高溶液中有机污染物的溶解度,改变土壤中有机污染物的吸附-解吸、迁移-转化等环境行为．DOM对有机污染物的吸附-解吸、迁移-转化过程的影响有双重性：一方面,DOM与有机污染物在土壤表面的共吸附可增加土壤对有机污染物的吸附容量,促进有机污染物在土壤中的吸持;另一方面,DOM对有机污染物的增溶作用,有利于土壤中有机污染物的解吸,提高移动性．作为光敏剂,DOM能提高土壤中有机物的光解反应速率．在一定条件下,DOM也可影响土壤中有机污染物的水解过程．DOM对土壤中有机污染物环境行为的影响与DOM和有机污染物的性质及其相互作用的介质条件密切相关．     

抗逆放线菌的多样性、功能特性及其在环境修复中的应用

放线菌(actinomycetes)是一类可生存于各种极端环境的特殊菌群,具备较强的抗逆特性。其种类丰富,功能多样,适应性强,已被广泛用于抗生素开发、生物防治和环境修复等领域。放线菌可调节土壤微生物群落结构、介导营养元素转化和植物吸收、催化有机污染物降解及重金属的氧化还原过程,该特性赋予其在土壤改良、地力维持和污染物去除等方面广阔的环境应用前景。本文综述了放线菌的多样性、环境分布以及放线菌对环境改良和污染物去除的特性与机制,结合在环境修复领域的应用现状,总结了放线菌修复技术的优势及发展方向。     

丛毛单胞菌在环境污染物降解方面的研究进展

环境污染物的微生物降解是环保领域研究的一个热点。研究发现,丛毛单胞菌对多种污染物有很好的降解效果。综述目前已分离的一些丛毛单胞菌对不同污染物的降解特性、代谢途径,并分析了影响其降解效果的各种因素,介绍应用现状并对前景进行展望。     

纳米材料在污染环境修复中的生态毒性研究进展

尽管不同纳米材料 (<100 nm) 在污染环境修复研究中的应用越来越受到重视,但纳米技术在给污染环境修复带来重要突破的同时给环境和人类健康带来的风险也值得关注. 有研究表明,在污染环境修复研究中,不同的纳米颗粒对生物体的健康会造成一定的危害. 目前,在纳米材料的环境修复研究中,针对不同纳米材料的修复效果、修复过程与机理研究较多,而对纳米材料的环境安全性研究才刚刚起步. 本文对近年来国内外关于纳米材料环境毒性的研究进行综述,并对该研究领域的前景和重点进行了展望,以期为该领域的深入研究提供借鉴并拓展新的思路.     

石墨烯对植物的生理毒性效应研究进展

石墨烯是当前研究最热的碳纳米材料,具有独特的理化特性,在各领域广泛应用。随着石墨烯生产和使用量的不断增大,其不可避免地进入到环境中,给生态环境和人类健康带来风险。阐明石墨烯的潜在毒性效应及其作用机制对于客观评价石墨烯的生态环境健康风险具有重要意义。迄今为止,已有诸多研究报道了石墨烯的植物生理毒理效应。研究表明,石墨烯对植物的生理学响应及其生理变化过程存在影响,涉及萌芽、幼苗生长、氧化应激、光合特性、植物激素和代谢过程等,且多呈浓度效应。今后亟需构建一套被广泛认可的植物石墨烯毒性评价体系,为石墨烯的安全生产和使用提供指导。     

Review of Potential Environmental and Health Risks of the Nanomaterial Graphene

Several future applications have been suggested for the nanomaterial graphene, and its production is increasing dramatically. This study is a review of risk-related information on graphene with the purpose of outlining potential environmental and health risks and guide future risk-related research. Available information is presented regarding emissions, environmental fate, and toxicity of graphene. The results from this study indicate that graphene could exert a considerable toxicity and that considerable emission of graphene from electronic devices and composites are possible in the future. It is also suggested that graphene is both persistent and hydrophobic. Although these results indicate that graphene may cause adverse environmental and health effects, the results foremost show that there are many risk-related knowledge gaps to be filled and that the emissions of graphene, the fate of graphene in the environment, and the toxicity of graphene should be further studied.     

药物类新污染物的微生物降解机制研究进展

环境微生物作为自然界中主要的分解者蕴含着丰富的遗传和代谢多样性,在有机污染物降解中发挥着重要作用。药物被持续不断地释放到环境中,其环境暴露、环境风险和对人体健康的潜在影响已得到广泛关注。研究药物在环境中的微生物降解过程对于药物的环境命运、药物的环境风险评估和药物污染去除技术的开发等具有重要价值。本文重点综述了目前环境中常检出药物的微生物降解途径及其分子机理,总结了目前药物微生物降解研究领域的进展,最后探讨了药物的微生物降解领域未来的研究趋势。     

Fate of Pesticides in the Environment and its Bioremediation

The present paper is an overview of the presence and fate of pesticides as persistent organic pollutants in the environment as well as of the potential for their detoxification, also combined with chemical and physical treatment. It contains information gathered from a range of currently available sources. The fate of pesticides in the environment is analyzed considering the processes that determine their persistence and mobility, grouped into transport, transfer and transformation processes. Few pesticide characteristics such as persistence, mobility and biodegradability are emphasized. The fate of a pesticide and the potential for its persistence and mobility from the site of application are considered to be affected by the chemical and physical properties of the pesticide, site characteristics such as soil and groundwater individuality, climate and local weather conditions, biological population, and the handling practices of the pesticide user. Bioremediation, as one of the most environmentally‐sound and cost‐effective methods for the decontamination and detoxification of a pesticide‐contaminated environment is discussed especially considering the factors affecting the biodegradability of pesticides such as biological factors and the characteristics of the chemical compounds. In situ and ex situ bioremediation as possible types of bioremediation activities are weighted up. Also, the paper includes some considerations for developing strategies regarding the choice of bioremediation technology, as well as advantages and disadvantages of the bioremediation of environmental components polluted with pesticides.     

汽油添加剂甲基叔丁基醚(MTBE)对环境的危害性

甲基叔丁基醚(MTBE)是欧美燃料市场最常用的汽油添加剂。由于其在土壤和地下水中的特殊理化行为,MTBE对人体健康和自然环境的负面影响正受到研究人员的关注。本文根据现有资料就MTBE的环境行为及其对生物的危害性影响进行综合评估。我们认为尽管大部分的MTBE是以气态的形式释放到大气中,但由于其光氧化速度非常快,所以MTBE不会造成空气污染。MTBE在土壤中的不吸附性和极高的水溶性,使其正在成为一种蔓延性的地下水污染物,MTBE在地下水中的半衰期至少需要二年。在适宜的环境条件下,MTBE的有氧微生物降解是可以发生的,但其厌氧降解的机率几乎为零。MTBE对动物是一种致癌物质,目前还没有足够的证据证明其对人类的致癌作用,但是MTBE对人体健康的负面影响是非常明显的。当MTBE浓度大于7.4 mg·L-1,其对水生生物能产生急性毒性作用,而在低浓度条件下(<0.1 mg·L-1),MTBE它们的急性毒性作用是非常有限的。MTBE对陆生植物的毒理学研究目前还十分有限。我们认为全面综合地评估MTBE对生物的毒性作用还需要大量的亚急性和慢性试验数据作为依据。     

生物标志物（Biomarkers）在海洋环境监测中的研究与进展

污染物的存在给海洋环境和生态健康带来了巨大的压力,如何监测这些污染物并对其毒性进行科学的评价,成为当今环境科学关心的热点问题。生物标志物（Biomarkers）是毒理学研究的重要工具,它能对污染事件进行早期预警,并能在一定程度上评估生态风险。对近十多年来生物标志物的研究与应用进行了回顾,总结了不同水平（分子、细胞、个体、系统）生物标志物的种类、特征、检测方法和应用特点,并对现存挑战和未来发展趋向进行了展望,旨在系统的认识生物标志物,并为其在海洋环境监测中的合理应用提供理论借鉴。     

抗生素的环境归宿与生态效应研究进展

抗生素是人类与动物疾病防治中被广泛使用的抑菌或杀菌药物。近年来,随着环境耐药性基因的出现,抗生素引起的环境问题成为公众关注的热点。关于抗生素的检测、环境行为和生态毒性等方面的研究也越来越多。综合已有的研究资料,对抗生素在环境中暴露水平、降解行为及其对生态环境影响等方面进行探讨,并对今后的研究进行展望。     

Progress and prospects of applying carbon-based materials (and nanomaterials) to accelerate anaerobic bioprocesses for the removal of micropollutants

Carbon-based materials (CBM), including activated carbon (AC), activated fibres (ACF), biochar (BC), nanotubes (CNT), carbon xenogels (CX) and graphene nanosheets (GNS), possess unique properties such as high surface area, sorption and catalytic characteristics, making them very versatile for many applications in environmental remediation. They are powerful redox mediators (RM) in anaerobic processes, accelerating the rates and extending the level of the reduction of pollutants and, consequently, affecting positively the global efficiency of their partial or total removal. The extraordinary conductive properties of CBM, and the possibility of tailoring their surface to address specific pollutants, make them promising as catalysts in the treatment of effluents containing diverse pollutants. CBM can be combined with magnetic nanoparticles (MNM) assembling catalytic and magnetic properties in a single composite (C@MNM), allowing their recovery and reuse after the treatment process. Furthermore, these composites have demonstrated extraordinary catalytic properties. Evaluation of the toxicological and environmental impact of direct and indirect exposure to nanomaterials is an important issue that must be considered when nanomaterials are applied. Though the chemical composition, size and physical characteristics may contribute to toxicological effects, the potential toxic impact of using CBM is not completely clear and is not always assessed. This review gives an overview of the current research on the application of CBM and C@MNM in bioremediation and on the possible environmental impact and toxicity.     

模拟水生态系统及其在环境研究中的应用

随着70年代污染生态毒理学的发展,微宇宙作为评价化学品的环境影响的有力工具日益受到重视。由于从点源和非点源释放的化学物质可经直接或间接途径进入水生态系统,水生微宇宙在环境研究中的应用发展很快。早期的研究工作侧重于化学污染物在水环境的归宿。自70年代末以来,研究注意力逐渐集中于有毒物质在水生态系统内不同生物学组织水平上的生态学效应。本文分下列4个方面进行述评:(1)关于模拟生态系统的若干基本概念;(2)应用于环境研究的不同类型水生微宇宙;(3)尚有争议的若干问题;(4)水生微宇宙技术应用的新动向和展望。     

BMRI-2, Rossendorf/Dresden, Germany (30 August - 1 September 2000)

Clearly, there is much left to be understood about microbial processes and interactions with metals, but much progress has been made, and the multidisciplinary approach of groups who are studying both the microbial populations and the chemistry of biotransformations of metals by bacteria will ensure rapid progress in our understanding of these issues. Several major points from different speakers summarize this meeting and are usefully reiterated at this point: Toxic metal ions, unlike organic pollutants, are immutable, and their bioavailability is a critical feature of their toxicity. The mobility, transport and fate of toxic metals and radionuclides in the environment are dependent on chemical and geochemical processes in which micro-organisms are intimately involved. Metals can be mobilized as well as immobilized by microorganisms. Metal/radionuclide valencies and chemical properties are critical to their environmental mobility. Bacterial- or fungal-metal interactions will be complicated by the presence of other pollutants. The identification of bacteria from environmental samples should not rely on one methodology, as these have been shown to be biased. Sonja Selenska-Pobell organized both BMRI-1 in 1998 and BMRI-2, which had well over 100 participants from Europe, Russia, USA and Japan in attendance. Thirty-one oral presentations were given, and over 30 posters were displayed over two poster sessions. BMRI-3 is provisionally planned for 2002 at GBF, Braunschweig, Germany.