城市间的高度融合, 使城市群成为全球经济发展的重要载体之一. 然而, 城市群快速的经济发展和产业结构演变所推动的新技术、新材料和新产品的应用, 以及高强度的人类活动, 导致新污染物环境排放和累积的问题日益严重. 新污染物 (contaminants of emerging concern, CECs)的复杂性、多样性及其在表层环境中的迁移、转化、累积与生态风险, 使得其成为当前表层环境过程研究中的核心科学问题. 本文系统阐述了城市群CECs多介质时空分异特征与迁移机制, 归纳总结了城市群CECs源排放与贡献的国内外研究进展, 综述了城市群CECs多介质归趋模型及生态健康风险评估方法, 探讨了当前城市群CECs污染研究中存在的不足, 并展望了今后研究中需要重点解决的科学问题.
微纳塑料在自然界中广泛存在, 已成为人们关注的热点问题. 然而, 由于缺乏关键的人体微纳塑料暴露数据, 对微纳塑料进入人体可能带来的健康风险了解尚浅. 目前的研究显示, 微纳塑料在人体的多个部位存在. 但是, 人体微纳塑料的实验分析方法尚未统一, 主要差异在于样品前处理和检测手段, 这增加了对微纳塑料在人体中的分布、转移、积累和排出进行系统性研究的难度. 此外, 纳米塑料(小于1 μm)的研究还面临一些难以克服的技术障碍. 微纳塑料标准品的实验研究结果虽然具有指导性, 但并不能全面反映真实环境中微纳塑料的暴露风险, 因此, 在科学上并不具有普遍意义. 本文旨在为人体微纳塑料的实验分析方法和风险评估的标准化提供指导方向.
综述了微塑料生物示踪和成像技术的研究进展. 目前, 多种示踪技术已被应用于微塑料的生物分布研究中. 常用的标记方法包括荧光标记、金属标记、同位素标记等. 其中, 荧光示踪技术因其高灵敏度和易操作性而应用最为广泛. 基于微塑料本身的光谱特性, 研究者还开发了多种先进成像技术, 如高光谱成像、表面增强拉曼成像和偏振光成像等. 这些技术能够实现微塑料的高灵敏度检测和定量分析. 此外, 组织透明化技术与高分辨率成像的结合使得微塑料在生物体内的三维可视化成像成为可能. 这种方法能够更全面地揭示微塑料在生物体内的空间分布情况, 为深入研究微塑料的生物学效应提供了新的视角. 未来, 多种示踪技术和成像方法与三维处理分析软件的结合将有助于更精细地探究微塑料在生物个体及其器官内的原位分布. 这种综合分析方法有望为微塑料的环境风险评估和管理提供更全面的科学依据.
利用固相萃取联合超高效液相色谱串联质谱仪技术优化了全氟化合物 (perfluoroalkyl substances, PFASs) 仪器检测方法和复杂环境样品前处理方法, 得到了一套环境多介质中41种全氟化合物的同步提取及检测方法. 在仪器优化方面, 通过单个标准品手动调谐确定了目标物最优化的离子对质荷比和质谱参数, 确定了2 mmol/L乙酸铵溶液和甲醇组合作为最优色谱流动相. 在样品萃取和净化方面, 发现固体样品在30℃水浴下超声萃取10 min比加速溶剂萃取的回收率更高且用时更短; 使用平行定量浓缩仪进行氮吹浓缩目标物平均回收率高达104.3%, 且比传统水浴氮吹仪节省约50%的时间; 分别使用2 mmol/L乙酸铵溶液(pH = 3)和1 mL 0.5%氨水甲醇溶液进行固相萃取柱淋洗和洗脱时, 样品平均回收率可达108.2%和105.5%. 利用优化后的方法对实际样品 (土壤、沉积物和水体) 进行检测, 方法检出限为0.01 ~ 0.34 ng, 基质加标回收率为67.9% ~ 174.9%, 平行样相对标准偏差为0.03% ~ 28.10%. 总体来讲, 优化后的样品前处理方法比以往方法更省时省溶剂, 且灵敏度和回收率都较好, 为环境样品的大批量检测提供了技术依据.
为探究路边农田土壤中未知有机物赋存情况, 利用全二维气相色谱−飞行时间质谱技术对上海不同道路等级路边农田土壤(n = 8)中的有机物进行了非靶向定性筛查. 通过空白过滤和谱库匹配(相似度大于700), 在所有样品中均检出了1000多个质谱峰, 其中, 与谱库保留指数偏差在 ±2%以内的物质数有275 ~ 341种. 所有采样点共同检出的有机物有66种, 信噪比较高的前10种物质主要是多环芳烃类、邻苯二甲酸酯类、苯酚类、噻吩类和四氯乙烷类. 费雪比值(Fisher ratio, FR)法分析揭示出具有明显道路等级差异的化合物有29种(FR为22.6 ~ 60.3), 而这些化合物主要来自化工产品、生物医药和个人护理品等产品, 推断其差异主要受控于邻近区域工业活动、污水灌溉和居民生活源排放的影响. 元素组成分析表明, 在所有采样点中有机物组成主要以CHO和CH为主, 峰面积占比分别为39.9% ~ 59.1%和30.2% ~ 45.8%. 对人为源有机物进一步地分类分析, 发现烷烃、多环芳烃和邻苯二甲酸酯类是上海路边农田土壤中含量较高的3类污染物, 表明汽油柴油燃烧、轮胎磨损、润滑油挥发泄漏等交通源排放对路边农田土质的影响不容忽视. 总的来说, 全二维技术能够准确地定性筛查出农田土壤中大量未关注的有机污染物, 为今后污染管控和治理提供了科学依据.
中国综合性科技类核心期刊(北大核心)
