区域生态风险与环境管理研究组在城市化过程中多种典型污染物综合生态风险和污染物多介质生态风险评价,以及城市化进程与污染物生态风险耦合关系等方面取得进展,相关研究成果发表在Environment International(2016, 94: 283-291),Environmental Pollution(2018, 242:288-297;2020,268:115680)。
城市化进程中带来了大量多种污染物并存、对多种生态系统造成风险的问题,如何对多污染物多介质生态风险进行定量综合评估是当前的研究难点之一。研究组构建了以种群生态效应为评价终点、环境暴露和毒性效应双概率曲线耦合定量的生态风险评价方法。该方法在环渤海区域的应用结果表明:该地区由于Cd导致的多介质(河水、河水沉积物、海水、海水沉积物和土壤)生态风险达到31.4%,其中Cd对土壤生态系统风险高达60.7%,对海水底栖生态系统的生态风险亦较高(44.1%)。
针对土壤生态风险严重的情况,进一步揭示了多种污染物并存对环渤海区域典型城市生态系统的风险。基于土壤中重金属砷、镉、铬、汞和铅的浓度,构建两级毒性效应的物种敏感性分布(SSD)模型(基于NOEC/LOEC的一级毒性效应和基于LC/EC/IC50的二级毒性效应)。揭示了多种污染物并存对陆地生态系统的综合风险,发现:沧州市的综合生态风险值最大,分别为26.74%、17.12%,并揭示了其他典型城市在一级、二级水平下综合生态风险状况。
环渤海地区各城市生态风险评价结果表明,城市化水平与污染物生态风险存在一定联系。研究组据此以环渤海地区20个沿海城市为案例区域,构建耦合协调度模型揭示城市化水平与PAHs生态风险之间的耦合关系。研究发现:天津、青岛、大连城市化水平位列前三。城市化与PAHs生态风险表现为耦合度高、协调度轻度不平衡,工业、交通和人口等城市化指标对风险贡献较大,工业与低环类PAHs关系紧密,而交通与高环类PAHs关系紧密。
上述系列研究构建了较为成熟的生态风险评价方法,揭示了环渤海地区典型污染物生态风险以及其与城市化的关系,为区域的环境风险管理对策提供科学依据,建议城市规模应处于合理范围,并加强工业和交通结构优化。
上述研究得到了国家自然科学基金项目( 41272487, 41671483, 41977360,414201040045)、国家重点研发计划(2018YFC1801103和2017YFC0505704) 和中国科学院重点资助项目(KZZD-EW-TZ-12)等项目的资助。
论文链接1:http://dx.doi.org/10.1016/j.envint.2016.05.024
论文链接2:https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.06.058
论文链接3:https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.115680