原油泄漏對生態(tài)系統(tǒng)服務功能的影響

面對生態(tài)災難時,決策學工具可以用來評估處置選項、并推論其對于生態(tài)系統(tǒng)服務(ES)的危險.影響圖(DIs)是明確顯示針對某一問題所作決定及其希望或不希望結果的概率網(wǎng)絡圖.為檢驗IDs對于泄露漏處置的概率性風險管理,制作1個ID來展示DWH事件中泄漏事件之間的潛在互動、費用與泄漏原沒對ES的沖擊之間的取舍及處置決定.定量認識并沒有正式包含在內(nèi),但是檢驗了1個這樣的ID平臺.概率分配給ID中的條件關系,而不同處置行動對于泄漏石油化合物的沖擊在假設性情景中進行檢驗.由于ID的結構,潛在的信息缺口包括對于石油移動的了解、泄漏相關的不同壓力源對于關鍵受體(如瀕危物種、漁業(yè))的生態(tài)風險、以及利益相關者對可能受泄漏沖擊的利益的評估要求.通過將“深水地平線”問題框架在1個ID中,將重要變量和關系概念化,這些變量和關系可以最有效地準備及管理未來的泄漏處置.如果大規(guī)模的深海泄漏再次發(fā)生,這次討論的ID的這些特性會幫助人們更好地調(diào)查不確定性、費用和取舍.

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

流域面源氮素來源解析

非點源性氮(N)污染是美國水質(zhì)受損的元兇.聯(lián)合運用流域質(zhì)量平衡和穩(wěn)定同位素調(diào)查氮在巴爾的摩長期生態(tài)研究基地的森林、農(nóng)業(yè)以及城市化流域內(nèi)的命運和傳輸.農(nóng)業(yè)、郊區(qū)和森林流域的年 N保留分別是 55%、68%和82%.δ15N-NO3-和δ18O-NO3-分析顯示,基本流量時污水是城市化河水的 1個重要硝酸鹽來源.市區(qū)流域δ15N-NO3-和δ18O-NO3-之間負相關顯示了大氣沉積和污水的綜合影響,而N來源的影響根據(jù)暴雨級別而變化(暴雨N含量最高時,大氣來源占50%).流域內(nèi)δ15N-NO3-和δ18O-NO3-之間的正相關表明脫氮反應在去除小型化糞池系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)來源的N,但是來自底下污水管道泄漏的N不易受脫氮作用影響.雨水溝(非自然排水管道)中也觀察到N輸送,可能是由于有機碳輸入.總體上,非點源性來源如大氣沉積、污水和肥料對流域N輸出顯示出不同的易感性.硝酸鹽來源的很大變化是由徑流量造成的,而預計氣候和暴雨造成的來源變化對管理非點源性N污染將至關重要.

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

《中國環(huán)境科學》2011年度引證指標

根據(jù)《2012年版中國科技期刊引證報告(核心版)》,《中國環(huán)境科學》2011年度引證指標繼續(xù)位居環(huán)境科學技術、安全科學技術類科技期刊前列，核心影響因子1.523,學科排名第1,綜合評價總分79.2,學科排名第2;在被統(tǒng)計的1998種核心期刊中影響因子列第18位,綜合評價總分列第52位.《中國科技期刊引證報告》每年由中國科學技術信息研究所編制,統(tǒng)計結果被科技管理部門和學術界廣泛采用.

《中國環(huán)境科學》編輯部

《中國環(huán)境科學》獲評“百種中國杰出學術期刊”

《中國環(huán)境科學》2012年被中國科學技術信息研究所評為“2011年度百種中國杰出學術期刊”.“百種中國杰出學術期刊”是根據(jù)中國科技學術期刊綜合評價指標體系進行評定的,包含總被引頻次、影響因子、基金論文比、他引總引比等多個文獻計量學指標.

《中國環(huán)境科學》編輯部

《中國環(huán)境科學》獲評“2012中國最具國際影響力學術期刊”

2012年12月,《中國環(huán)境科學》被評為“2012中國最具國際影響力學術期刊”.

“中國最具國際影響力學術期刊”是中國科學文獻計量研究中心、清華大學圖書館依據(jù)《CAJ國際引證報告》,按2011年度中國學術期刊被SCI期刊、SSCI期刊引用的總被引頻次排序并經(jīng)40多位期刊界專家審議,遴選出的TOP5%期刊.獲評“中國最具國際影響力學術期刊”的科技類期刊共156種.統(tǒng)計分析結果表明,從定量分析的角度看,“中國最具國際影響力學術期刊”的國際影響力已經(jīng)達到國際中等以上水平,跨入了國際品牌學術期刊行列.

《中國環(huán)境科學》編輯部

人類活動向大氣排放的汞

理解汞的生物地球化學循環(huán)對于解釋世界邊遠區(qū)域,比如北極、喜馬拉雅山脈,以及本地汞的存在非常關鍵.掌握現(xiàn)今大氣中的汞流量知識,能幫助了解過去的汞排放水平.研究得出1份1850～2008年間人為排入大氣的汞趨勢圖,

這一時段所能獲得的數(shù)據(jù)相對完整,并估算 1850年之前的人為排放趨勢圖.全球汞排放在 1890年達到峰值,即

2600Mg/a,2次世界大戰(zhàn)期間下降到700～800Mg/a,1950年至今,又逐漸上長到約2000Mg/a.估算得出人類活動的全時總汞排放量為350Gg,其中39%排放于1850年之前,61%排放于1850年之后.

朱 悅 譯自《Environmental science and technology》, 2011, 45:10485-10492.

藻類多樣性可促進對營養(yǎng)鹽的攝取

保護生物多樣性有助于通過去除過多的營養(yǎng)物質(zhì)從而改善水質(zhì),如來源于河流中的硝酸鹽,此報道來源于美國密歇根大學Bradley J Cardinale的研究.

“該研究提供堅實的證據(jù),表明了之前忽略的生物多樣性的水質(zhì)之間的原因和結果的關系.”Cardinale在美國國家科學基金會(NSF)的新聞發(fā)布會上說.

藻類是水過濾的關鍵因素.藻類每個物種已經(jīng)適應了不同的條件,并占據(jù)水體唯一部分的棲息地.研究表明,在河流中藻類種類的增加,藻類分布擴大,更多生物體能夠清理水體.

Cardinale種植1～8個北美常見的藻種,每種都放在150條微型模型河流中,測量每個藻群吸收硝酸鹽的能力.在這項研究中,硝酸鹽吸收量與藻類物種多樣性的增加呈線性關系.平均而言,組合的8種藻類比單一的1種藻類對硝酸鹽的去除率高4.5倍.

Cardinale的研究由NSF資助,發(fā)表于4月7日的“自然”雜志上.

高陽俊 譯自《Water Environment and Technology》, 2011,23(7):31.

大氣氮沉降導致西北太平洋氮含量持續(xù)增加

由于亞洲人口和工業(yè)化的發(fā)展,自 1980年以來,在西北太平洋靠近亞洲大陸的水域,相對磷而言,水體硝酸鹽含量明顯增加.研究發(fā)現(xiàn),在時間序列上,大氣氮沉降與水體中氮的可利用性顯著相關(r=0.74～0.88),只有在河口區(qū)域,水體氮可利用性同時受大氣氮沉降與河流輸入的影響.研究認為由于大氣中氮的沉降,導致水體中氮濃度增加,進而提高了水體氮可利用性,并且發(fā)現(xiàn)大氣氮沉降與河流輸入是水體氮限制和磷限制的重要決定因素.

康麗娟 譯自《Science》, 2011,334:505.

氣溫變化對人工濕地污水處理效率的影響

通過系統(tǒng)全面 1a的研究,對半干旱、溫帶氣候條件下現(xiàn)場中試構造濕地季節(jié)性表現(xiàn)進行了評價.該系統(tǒng)包含 2個系列的濕地床,自由表面流濕地接潛流濕地.水質(zhì)監(jiān)測評價了有機物、固體、營養(yǎng)鹽、微生物、和表面活性劑.結果表明,秋季、春季和夏季,濕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%,直鏈烷基苯磺酸表面活性劑(LAS)減低了94%,大腸桿菌降低了1.7個數(shù)量級.除了TSS外,冬季污染物的去除率較低,TN去除率為64%,TP為65%,LAS為87%,大腸桿菌為1.0數(shù)量級,這表明盡管濕地處理效率在冬天降低了,但系統(tǒng)仍然保持活性,甚至在平均水溫為(5.2+4.5)℃的條件下.

高陽俊 譯自《Water Environmental Research》, 2011,83:2187.

評估食用魚攝入導致的微囊藻素健康風險

微囊藻素是1種世界各地均已發(fā)現(xiàn)的藍藻毒素,對其所在的生態(tài)群落及依賴這些水作為飲用、公共設施或食物來源的人威脅嚴重.微囊藻素會在魚和其他水生動植物中積聚,但魚類組織中微囊藻素的普遍存在和泄露對人類健康的威脅仍然沒有得到有效解決.微囊藻素在幾個熱帶(烏干達)和溫帶(北美)湖泊中普遍存在,包括支撐某些全世界最大淡水漁場的湖泊.食用魚會成為微囊藻素泄露到人群中的 1個重要的有時是主導性的途徑,會引起消費者攝入超過每日推薦標準的微囊藻素.結果凸顯監(jiān)測魚類中微囊藻素濃度的重要性,以及考慮魚消費過程中潛在的微囊藻素泄露風險的必要性.

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

應用活性炭降低河流底泥PCB的生物有效性

修復受污染的沉積物在技術上仍然是1個挑戰(zhàn),因為傳統(tǒng)方法并不總是能夠達到減少人類健康風險、保護生態(tài)系統(tǒng)的目標,甚至可能破壞自然資源.最近的研究顯示,食物鏈中的有機污染物,例如多氯聯(lián)苯(PCBs)的持續(xù)攝入,很大程度上受污染物綁定的影響,特別是沉積物表面的炭黑.Barbara Beckingham等第1次展示了在1條受污染河流中,在沉淀物中加入活性炭實地減少了河底生物對PCBs的生物吸收.加入和有機碳自然沉積近似劑量的活性炭后,所有處理點經(jīng)過3a的監(jiān)測,淡水寡毛蟲體內(nèi)的生物積聚與未處理條件相比,減少了69%～99%,水中與沉積物平衡的PCBs濃度減少了約93%.將實地使用活性炭減少的4-和5-氯聯(lián)苯同類物在體內(nèi)的生物積聚與實驗室預先加入到活性炭中的PCBs相比較,實地未能達到吸附平衡.這個初步研究揭示了中度污染河流沉積物中所含PCBs可以通過在沉積物中加入活性炭進行有效治理.

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

采用反應物質(zhì)處理地下水中Hg(II)的機理:EXAFS研究

Blair D Gibson等采用實驗室內(nèi)序批式實驗對目前地下水處理中所推薦的反應物質(zhì)去除Hg(II)的機理進行了研究.所采用的物質(zhì)包括顆粒鐵屑(GIF)、鐵粉和元素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)、顆?；钚蕴?GAC)、凹凸棒石黏土(ATP)、經(jīng)2-氨基-5-硫醇-1,3,4-噻二唑處理的凹凸棒石黏土(ATP-a)和經(jīng)2,5-二巰基-1,3,4-噻二唑處理的凹凸棒石黏土(ATP-d).將這些物質(zhì)加入含有4mg/L Hg的模擬地下水中處理8d或16d,溶液的pH值介于6.8～8.8之間,Eh值介于-400～+mV之間.4種物質(zhì)處理后,水相中Hg的濃度有很大程度的降低,分別為 ATP-d(＞99%)、GIF(95%)、MGI+S(94%)和 Cu+S(90%).采用 ATP(29%)、ATP-a(69%)和GAC(78%)處理的去除效果要差一些.擴展X射線吸收精細結構(EXAFS)光譜表明,Hg在GIF、MGI+S和GAC上存在1個大約2.04～2.07?的Hg-O鍵,這意味著Hg是鍵合到GIF的腐蝕產(chǎn)物或者鍵合到同活性炭吸附水相關的氧化復合物上.與之不同的是,經(jīng)過Cu+S、ATP-a和ATP-d處理后所得到的鍵長介于2.35～2.48?,表明在處理過程中產(chǎn)生了Hg-S鍵.

張洪昌 譯自《Environmental Science and Technology》, 2011,45:10415.

中小型商業(yè)建筑中的揮發(fā)性有機物

加州小型和中型商業(yè)建筑(SMCBs)占美國商業(yè)建筑物的 96%,但有關其室內(nèi)空氣質(zhì)量(IAQ)的信息卻很少.Wu Xiangmei等調(diào)查了加州37座不同大小、樓齡、用途和區(qū)域的小型和中型商業(yè)建筑,給出了室內(nèi)空氣濃度和整座建筑物的30種揮發(fā)性有機物和甲醛的排放率.每種污染物濃度都有一定的范圍,特別是甲醛、乙醛、十甲基環(huán)五硅氧烷、D-苧烯、2-丁氧基乙醇、甲苯、2,2,4-三甲基戊二醇二異丁酸酯、鄰苯二甲酸二乙酯.在一些建筑物中較高的污染物濃度通常與預定的來源有關,例如,飯店和車庫中氯仿濃度較高,零售店和辦公室內(nèi)甲醛含量較高.因子分析表明小型和中型商業(yè)建筑的污染來源包括汽車/交通,清潔用品,乘客來源,木制品/涂層和增塑劑.與健康導則比較,86%的建筑物中甲醛濃度高于了OEHHA中慢性暴露參考(RELs)要求.該研究收集的數(shù)據(jù)填補了小型和中型建筑物中空氣質(zhì)量的空白,有助于人們了解室內(nèi)揮發(fā)性有機物的來源,以便進一步改善小型和中型商業(yè)建筑物中的空氣質(zhì)量.

高陽俊 譯自《Environmental Science and Technology》, 2011,45:9075

模擬N2O排放及其環(huán)境過程

Dwight Houweling等建立了1種機理模型,用于量化從活性污泥污水處理廠排放的一氧化二氮,并證實該方法如何用于評價污水廠構造和日負荷變化的影響.該模型描述了與一氧化二氮排放量呈正相關的因素之間的機理聯(lián)系.主要的因素是氨和亞硝酸鹽的積累.低溶解氧濃度可能會因對氨氧化菌和亞硝酸氧化菌活性的不同影響而受到影響.模型應用的數(shù)據(jù)來源于實驗室和中試試驗數(shù)據(jù).從實際情況來看,污水廠構造、進水負荷和一定的運行階段都對一氧化二氮的排放有重要影響.

高陽俊 譯自《Water Environmental Rescarch》, 2011,83:2131

TiO2催化脈沖放電等離子體高效修復p-硝基酚污染土壤

非熱釋放等離子體和TiO2光催化是2項能夠去除土壤中有機污染物的技術.Wang Tie Cheng等提出用聯(lián)合了2種方法的 TiO2催化脈沖放電等離子體(PDPTC)技術來研究p-硝基苯酚(PNP)污染土壤的修復.在這項技術中,TiO2的催化由脈沖放電等離子體推動.實驗結果顯示,PDPTC系統(tǒng)處理 10min,并且加強脈沖放電電壓適合 PNP降解時,去除了88.8%的PNP.PNP經(jīng)過PDPTC處理達到無機化過程,并產(chǎn)生中間體之后進行了UV可見光吸收光譜、脫氮作用、總有機碳(TOC)及COx選擇性分析.與單純使用等離子體的系統(tǒng)相比,對PNP降解和無機化的增強作用是由于PDPTC系統(tǒng)中產(chǎn)生了更多的活性化學物質(zhì)(如 O3和 H2O2),主要中間體是對苯二酚、苯醌、鄰苯二酚、苯酚、benzo[d][1,2,3]-trioxole、乙酸、甲酸、NO3-和 NO2-及草酸.處理時間內(nèi)主要中間體的演變顯示了 PDPTC系統(tǒng)的增強效應.

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

實驗室合成抗生素抗性基因可能造成河流污染

醫(yī)院和農(nóng)田大量使用抗生素藥物導致攜帶抗性基因的細菌產(chǎn)生.這些細菌一旦進入環(huán)境,就會很快把抗性基因傳遞給其他細菌,進而導致耐抗生素菌株的產(chǎn)生,并可能造成嚴重的甚至是無法醫(yī)治的感染.但這些抗性基因卻是生物學家既便宜又強大的工具.在分子克隆研究中,研究人員把這些基因引入細菌的合成質(zhì)粒(小型、環(huán)狀的DNA分子),這些質(zhì)粒也含有另外一種科學家關心的基因;然后用抗生素藥物對細菌進行感染,活下來的細菌中就既含有抗性基因,又含有研究人員所關心的基因.

為保證合成質(zhì)粒不逃出實驗室,美國的學術研究機構對相關的實驗室廢物進行特別處理:用高熱殺掉任何殘留的微生物或對這些垃圾進行焚燒處置.應用科學家也用分子克隆手段來改造作物,或改造細菌用以幫助生物燃料的生產(chǎn)或環(huán)境修復;但為了阻止抗性基因的傳播,現(xiàn)在生產(chǎn)的大多數(shù)轉基因作物都不含有抗生素抗性基因.

然而,因為該技術廣泛應用在分子生物學實驗室,一些研究人員擔心這些實驗室可能會釋放抗性基因進入環(huán)境.為確認環(huán)境中是否含有合成基因,天津環(huán)境健康醫(yī)學研究所的Li Junwen和他的同事從中國的6條主要河流中采集水樣進行分析,采樣點都設置在人口密集的城市下游.他們從水樣中提取質(zhì)粒并把他們轉移到埃希氏桿菌屬的大腸桿菌中,然后從這些細菌中篩選出在學術和工業(yè)實驗室經(jīng)常用到的抗氨卡青霉素基因.為了辨別篩選出的基因是否來自人工合成,他們使用聚合酶鏈反應來尋找這些基因中是否有合成質(zhì)粒所含有的獨特的基因序列.研究人員在 6條河流中都發(fā)現(xiàn)了合成抗性基因.在所有檢測的的氨卡青霉素抗性質(zhì)粒中,約有27%含有合成矢量源基因.

賈斯廷J多納托是明尼蘇達州圣托馬斯大學生物化學家,他說Li等的研究是基因構筑質(zhì)粒進入環(huán)境的第1個確切證據(jù);由于之前沒有類似的報道,多納托對Li等報道的合成基因在環(huán)境中存在的普遍性感到很吃驚.他說Li的研究需要進行重復以排除樣品在測試時被Li的實驗室已有的合成質(zhì)粒污染的可能性.安德斯 · 楊松是康奈爾大學微生物實驗室的博士后,對于如何解釋Li的發(fā)現(xiàn)也十分謹慎.他希望取背景點位對照樣品進行研究,以確認合成質(zhì)粒在背景環(huán)境中是否已經(jīng)存在.多納托說,如果后續(xù)研究仍然支持Li的發(fā)現(xiàn),那么科學家在設計和進行試驗時必須尤其謹慎.

鄧彥閣 譯自《Chemical and Engineering News》2012.12

使用汞同位素調(diào)查燃煤發(fā)電廠的地方性汞沉積

煤燃燒造成了全球大約2/3的人為汞(Hg)排放.燃煤發(fā)電鍋爐(CFUBs)附近會發(fā)生增強的Hg沉積,但是難以將特定的點源與當?shù)爻练e聯(lián)系起來.沉淀物中Hg穩(wěn)定同位素比的測量有望成為幫助工具,鑒別與人為排放有關的地方性Hg沉積.Laura S Sherman等采集了靠近佛羅里達Crystal Rive的1家大型CFUB附近的每日沉淀樣品.在Crystal River采集的沉淀樣品有同位素特性,表現(xiàn)出巨大的負δ202Hg值(平均=2.56‰, 1SD=1.1‰,n=28).相反,在佛羅里達其他地方采集的,未受當?shù)孛喝紵罅_擊的樣本,其δ202Hg值接近0‰(平均=0.07‰,1SD=0.17‰,n=13).這些結果顯示,取決于煤塵同位素成分和煙道氣除Hg效率之類因素,CFUBs附近的Hg沉積會有同位素特性.Hg穩(wěn)定同位素可以逐漸用來量化大型CFUBs排放Hg的地方性沉積.

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

北極地區(qū)發(fā)生創(chuàng)紀錄的改變

2012年是北極地區(qū)看似比較平常的一年;這一年,對極地冰雪融化影響最大的地面氣溫沒有發(fā)生太大變化.但是在2012年12月5日的美國地球物理學會秋季會議的記者招待會上,包括美國國家海洋和大氣治理署(NOAA)的行政長官簡盧布琴科在內(nèi)的科學家報告說,北極地區(qū)在2012年出現(xiàn)了創(chuàng)紀錄的改變:創(chuàng)紀錄的融雪,創(chuàng)紀錄的最低海冰量,甚至一度被稱為“干雪帶”的格陵蘭冰原最高地段也出現(xiàn)了融化.俄亥俄州立大學伯德極地研究中心的詹森·博克斯說:“我20年來都在研究格陵蘭地區(qū),2012年跨越幾乎整個格陵蘭冰原的大范圍融雪實在令人震驚.”博克斯指出,自1979年有衛(wèi)星觀測以來,2012年第1次在格陵蘭的最高海拔地區(qū)觀測到嚴重融雪現(xiàn)象,并且2012年的融雪季持續(xù)時間最長.

NOAA的北極研究計劃項目組自2006年開始發(fā)布《北極年度報告》.有來自15個國家的大約150位科學家參與了2012年的報告撰寫,除了致力于研究融雪現(xiàn)象,該報告還調(diào)查研究了北極地區(qū)生長期、天氣事件和包括從浮游植物增殖(水華)到巨型土壤動物減少在內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)的變化.報告指出,融雪給北極生態(tài)系統(tǒng)帶來廣泛影響.如,變薄的冰覆蓋融雪積水池有利于冰下的浮游植物增殖;變暖正在改變著北極旅鼠的種群動態(tài),在一些地區(qū),這種改變給它們的捕食者——北極狐帶來可怕的影響.

馬丁·杰弗里斯是NOAA項目官員和美國海軍研究辦公室的北極科學顧問,也是《北極年度報告》的3位主編之一.他說海冰、冰川和格陵蘭冰原變化的聯(lián)合效應,也使得北極地區(qū)夏季(極晝)總體反照率降低.冰層變薄意味著表面變暗,這使得北極地區(qū)的儲熱能力增強從而引起更多的冰雪融化;這也正是北極地區(qū)變暖速度是低緯度地區(qū) 2倍的原因.杰弗里斯指出,全球變暖的北極放大效應早在30年前就被預測到了,而我們現(xiàn)在正在經(jīng)歷著這個重要的事實;如果我們不是已經(jīng)在那里了,我們一定會看到一個新的北極.

鄧彥閣 譯自《Science Insider》

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