砷的微生物转化及其在环境与医学应用中的研究进展

砷广泛分布于自然界中,近年来砷污染及砷中毒事件在全球范围内的频繁发生,严重威胁着全球上千万人口的健康.砷的迁移与转化等地球化学行为的研究对探明环境中砷的来源以及砷污染整治的方法至关重要.越来越多的研究表明,自然界中的微生物广泛参与了砷的地球化学循环,在砷的迁移与转化过程中起到关键作用.综述了近年来砷的微生物转化及其相关酶类与编码基因等的研究进展,同时结合作者的工作分析与展望了砷的微生物转化在环境与医学中的应用前景.     

异化铁还原诱导次生铁矿对土壤重金属形态转化的影响

土壤重金属具有残留时间长、毒性大、难迁移等特点,其形态转化又是影响重金属毒性和迁移的关键因子。同时,不同形态土壤重金属通过迁移进入到作物、水、大气循环中,对人类的健康构成极大威胁。厌氧条件下,土壤中丰富的铁含量和微生物异化铁还原过程为自然环境中不同晶型次生铁矿的形成提供了有利条件。微生物诱导生成的次生铁矿物有独特的形态和特征,如纳米颗粒、高表面积和高反应活性,这些矿物特征对土壤重金属形态转化起到重要作用。本文重点介绍在异化铁还原微生物驱动下次生铁矿形成过程对土壤重金属形态转化的影响效应及机制。次生铁矿物形成过程直接影响土壤中微量金属污染物的迁移转化及归宿,因此在重金属污染场地修复等方面具有很重要的应用前景。     

砷的生物转化与代谢机制研究进展

砷广泛分布于自然界中,与人类的活动与健康息息相关.一方面,砷中毒与砷污染事件在全球范围内的频发,严重威胁人类的健康.目前的研究发现自然界中的抗砷微生物直接参与了砷的地球化学循环,在砷的生物转化以及在砷污染的生物治理中起到重要的作用.另一方面,砷作为毒物的同时亦是一种有效的中西药制剂,在治疗血液系统、恶性淋巴系统疾病及癌症中具有明显的疗效,因此砷在人体的转化过程与机制研究有待深入的探讨.有鉴于此,对砷在自然界和人体中的转化形式以及抗砷微生物的抗砷机制进行了阐述,并对砷的微生物转化在环境与医学中的应用进行了展望.     

燃煤产物中砷的实验研究

中国是一个煤炭生产和消费大国,煤中含有多种有害微量元素,它们随着煤的燃烧呈各种物态进入环境中,对人体健康和生态系统都造成了很大的危害。而人们对煤中微量元素的排放规律和抑制机理的认识却很少,故本文以内蒙古某矿区为研究对象,对煤燃烧产物中砷的含量及赋存形态以及砷元素在煤燃烧过程中的迁移转化规律进行了详细的研究。近几年来,随着化学技术手段的飞速发展,有多种方法能够测定大气中的砷含量,例如电感耦合等离子质谱法、原子吸收法、分光光度法、原子荧光法等。但是迫于现实的实验条件,本文采取了国标方法:环境空气和废气中砷的测定(HJ540—2009)采用的是二乙基二硫代氨基甲酸银紫外分光光度法。     

砷与天然溶解性有机质相互作用研究进展

砷(As)是一种来源广泛的重金属元素,其在天然水体中的主要存在形式为无机态的砷酸盐和亚砷酸盐。天然水体中的溶解性有机质(DOM)会与砷发生复杂的络合作用,探究两者间的络合作用对了解砷在水体中的迁移转化规律有着重要意义。现有研究缺乏对As-DOM络合物关系的深入讨论,为厘清水体As与DOM的络合机制及影响因素,本文重点综述了:(1)水体中不同形态、价态砷的来源及转化过程;(2) As与DOM的直接络合及金属离子参与下的间接络合机理;(3) p H、温度和盐度等环境因子对As-DOM络合作用的影响;(4)对As-DOM络合物的分离、分析技术进行归纳对比,如色谱法、光谱法及多种分析手段联用的方法;(5)总结现有研究的不足之处及展望后续研究发展方向。本文为后续水体砷迁移转化及砷-溶解性有机质络合物相关研究提供参考及理论支撑。     

砷在植物体内的吸收和代谢机制研究进展

砷污染在全世界尤其是东南亚地区已成为一个严峻的环境问题,严重威胁着农业生产、生态环境及人体健康。植物是砷流入人体最主要的途径之一。揭示植物对砷吸收、转运和储存及阐明植物调控砷超积累和迁移的分子机制,对开发植物修复技术并有效控制砷向食物链迁移意义重大。该文综述了目前植物砷吸收与代谢机制的研究进展,并对植物体内参与砷运输过程的转运蛋白进行了重点阐述。     

可食植物中砷赋存形态研究进展

砷是环境中普遍存在的一种化学元素,近年来日益严重的砷污染问题在世界范围内受到高度重视,我国目前已经成为世界卫生组织(WHO)列出的砷污染最严重的国家和地区之一.经口摄入是外界砷进入人体并累积产生生物毒性的主要途径.可食植物是人类饮食结构中不可缺少的部分,食品总砷含量并不能完全决定其毒性大小,砷的赋存形态与其生物毒性密切相关,无机砷已被确认为致癌物质.本文主要综述了不同种类可食植物中砷形态的分析方法,以及砷的主要赋存形态及其生物毒性.     

基于生命周期评价的本土化水足迹影响评价模型构建

水足迹作为评价水资源消耗和污染情况的综合性指标,能够对水环境面临的环境风险进行科学系统的量化、评估和管理。针对传统水足迹影响方法未进行环境影响评估等问题,研究构建了一个符合ISO 14046国际标准的基于生命周期评价的通用型本土化水足迹影响评价模型。研究通过多介质逸度模型模拟了多介质污染物排放在环境中的迁移转换,从而剔除最终未进入到水介质的部分,同时仅考虑了与水环境有关的经口摄入途径,首创了集水稀缺影响、水污染生态与健康风险量化为一体的且适用于我国国情的水足迹评价模型。模型的构建可帮助实现水系统优化,有效控制二次污染及污染转移,实现精准管控。同时由于模型具有普适性,其也可为其他国家或区域开展生命周期水足迹影响评价提供理论支持和实践经验。此外,研究以某企业镍铁合金生产的水足迹影响评价为例,对模型的应用进行了示例研究。研究发现为该企业镍铁合金生产的水足迹影响主要来源于交通运输、焦炭生产、发电、压缩空气以及电极糊制备等间接过程。同时,为降低其环境负荷,需控制氮、磷、二氧化硫及铬、砷、汞、铜等重金属的排放。     

淡水湖泊生态系统中砷的赋存与转化行为研究进展

砷(As)是一种无处不在的元素,目前已有很多关于湖泊水体、沉积物、浮游生物、底栖动物、鱼类及水生植物中As的含量分布与赋存形态的研究报道.As在全球淡水湖泊中分布不均,区域差异性较大;湖泊沉积物中As含量水平对底栖动物的自然生境影响很大,甚至造成底栖物种生物区系的改变;水生植物普遍具有富集As的能力,一般表现为沉水植物＞浮水植物＞挺水植物;水生动物中As含量一般为底栖动物＞浮游动物＞鱼类.相对于海洋生态系统,目前对湖泊生态系统环境与生物质中砷的赋存形态及其转化的认识还很不足,今后应加强人类活动影响下我国重要湖泊As的迁移、富集与转化行为的研究.     

环境中人为来源的铂族元素及其迁移转化研究进展

铂族元素(PGEs)在汽车尾气催化转换器(VECs)、工业催化剂和制药学领域的广泛应用,致使PGEs尤其是铂(Pt)、钯(Pd)和铑(Rh)在某些区域已经成为新型环境污染物.由于环境样品中Pt/Pd、Pt/Rh与VECs中活性成分比例有较好的相关性,因此PGEs污染主要来源于应用了铂族金属的VECs.研究显示,过去的30年里,气溶胶、永生态系统(河水、雨水、地下水、海水、沉积物)、土壤、路尘和生物有机体等不同环境介质中PGEs浓度均显著增加.人们普遍认为铂族元素是惰性的,暴露于环境中的PGEs的健康风险很小,但PGEs毒性和生物可利用性的研究表明,在多种生物地球化学过程作用下,人为排放的PGEs易发生迁移,转化为毒性更大的形态,增加生物可利用性,通过食物链传递对人类产生潜在的健康风险.本文对不同环境介质中PGEs来源、分布及生物地球化学行为的最新成果进行了总结,认为PGEs人体健康风险标准制定、PGEs标准物质的研制、近海沉积物中PGEs的研究、PGEs对滩涂贝类的毒性、食物中PGEs的污染现状及人体健康风险评估等是今后PGEs研究的重要领域.     

BTEX的环境行为与生态毒理

BTEX是苯(benzene)、甲苯(toluene)、乙苯(ethylbenzen)和二甲苯(xylene)的统称,存在于原油和石油产品中,同时作为化工原料应用于农药、塑料及合成纤维等制造业.BTEX广泛存在于大气、水体和土壤等环境介质,对相应的生态系统和人类健康产生严重危害.本文分析了各环境介质中BTEX的来源及分布特征,探讨了其在各种环境系统间的迁移和转化规律,重点从生殖发育毒性方面讨论了BTEX产生的人体健康效应,最后对今后研究重点进行了探讨.     

土壤中重金属形态分析及其环境学意义

介绍了土壤重金属的形态及各种分析方法,重点说明了土壤中重金属形态分布及影响因素;讨论了影响土壤环境中重金属形态转化的因素,重金属形态与重金属在土壤中的迁移性、可给性、活性的关系,重金属污染土壤修复与重金属形态分布的关系.形态分析在一定程度上反映自然与人为作用对土壤中重金属来源的贡献,并反映重金属的生物毒性.重金属可以因形态中某一个或几个方面不同而表现出不同的毒性和环境行为.     

土壤中砷的形态转化及其分析方法

在分析土壤中砷的来源及存在形态的基础上,简要探讨了不同形态砷之间相互转化的过程.对土壤砷形态的提取和检测方法进行了较系统的比较,认为高效液相色谱-氢化物发生-原子荧光光谱（HPLC-HG-AFS）联用技术具有灵敏度高、检测限低、选择性强、运行成本低、不同形态砷之间相互转化较少的优点,可以作为砷形态检测的首选方法.结合相关研究结果,对土壤中砷形态转化及相关研究的发展方向进行了讨论.     

大庆油田开发中石油类污染物对地下水环境影响模拟分析

分析了大庆市龙南油田开发建设工程对地下水环境的污染来源及污染途径,针对本油田工程工艺分析的特点,建立了石油类污染物在地下水环境中迁移、转化的数学模型,模型中考虑了石油类污染物的降解性和较强的吸附性,推导了连续源情况下地下水中石类污染物运移解析式并进行了预测分析,从而为油田开发建设工程环境影响评价提供了重要依据。     

砷的胚胎发育毒性研究进展

胚胎发育除受自身基因调控外,还受外界环境因素的影响。砷普遍存在于自然界中,是一种严重威胁人类健康的环境污染物。研究表明砷除一般毒性和致癌效应外,还具有发育毒性。子宫内砷暴露会干扰胚胎的正常发育,导致流产、死产、出生缺陷、低出生体重等不良妊娠结局。本文从流行病学研究、动物体内及体外实验等方面综述了砷的胚胎发育毒性,并探讨其可能的作用机制,为砷污染地区预防出生缺陷、提高人口质量提供了依据。     

微生物耐砷机理及其在砷地球化学循环中的作用北大核心CSCD

砷是一种无处不在的有毒类金属,其强致癌性引起了人类的广泛关注。在自然环境中,砷的转化存在物理化学过程和生物过程,其中微生物介导的砷转化是环境砷行为的主要影响因素。微生物的耐砷特性与砷吸收、氧化还原、甲基化、区隔化和外排等过程密切相关。砷在微生物体内的转运转化主要与砷解毒有关,但某些微生物可利用氧化还原过程产生的能量以维持其生长需求。本文综述了微生物介导的砷吸收、转化、区隔化和外排机制,这对阐明砷的地球化学循环过程及指导砷污染土壤和水体修复、阻控农作物砷吸收等方面具有重要意义。     

半干旱半湿润地区流域非点源污染负荷模型研究进展

受特殊的地理环境和气候条件影响,半干旱半湿润地区具有较复杂的水文循环过程及非点源污染发生和迁移转化机制。流域非点源污染负荷模型是定量化描述流域系统复杂水文循环及污染物迁移转化过程的有效手段,也是流域生态系统管理的重要工具。本文从半干旱半湿润地区特殊的气候、水文特征及下垫面情况出发,详细阐述了非点源污染的发生机理,系统总结了流域非点源污染负荷模型在解决水环境重要问题中研究与应用的现状、进展与不足,提出了适用于半干旱半湿润地区的非点源污染负荷模型的构建思路,并展望了流域非点源污染负荷模型的发展趋势。     

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。     

苦草对砷的富集作用

为了探求合适的水体砷污染修复植物及砷在食物链中传递、累积的特点,以常见的沉水植物-苦草为研究对象,对受砷污染的水体进行修复,结果表明:苦草对水环境中砷的富集能在较短的时间内(3 d)达到一个较大值,到第14天,不同砷水平(2 mg/L)处理下的苦草对砷富集系数均超过200;苦草中砷浓度随处理时间及外源砷浓度的增加而增加,且与外源砷浓度之间存在极显著地正相关;苦草在不同浓度砷处理下都生长良好,对砷胁迫表现出较强的耐受性。因此,苦草对于水体的砷污染有着很好的去除效果,同时也能很好地反映出一个地区的砷污染水平。     

LAS对菲在土壤(柱)中的迁移影响

随着环境科学发展,人们对多环芳烃化合物(ＰＡＨｓ)的研究越来越多[1]。以往对ＰＡＨｓ的研究主要是研究其在大气、水体、底泥中的分布及其分布和污染源距离的关系,而对ＰＡＨｓ在土壤中的迁移转化规律研究的较少[1]。我们在“七五”攻关课题中,曾研究过有机污染物在土壤、水、植物和大气中的存在状况,发现ＰＡＨｓ之一的菲在环境中有较高的检出[2]。本课题从环境条件对ＰＡＨｓ迁移过程的影响入手,重点研究在有表面活性剂(ＬＡＳ)的条件下,菲在土壤中的迁移及其影响因素,为进一步研究其它有机污染物在土壤中的迁移规律及机理,丰富污染化学…