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人工智能技术驱动的水环境污染物溯源研究进展
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作者 吴欣怡 朱梦圆 +4 位作者 孙佩佩 王秦玲 常梦杰 陈玲 吴兵 《生态与农村环境学报》 北大核心 2025年第9期1143-1157,共15页
水环境污染溯源是精准治污与生态修复的核心前提,对流域生态管理及社会、生态协同治理具有至关重要的纽带作用。传统方法受限于检测准确性不足、模型过度简化及数据整合能力薄弱的技术难题,难以支撑污染物“源-径-汇”全链条动态解析的... 水环境污染溯源是精准治污与生态修复的核心前提,对流域生态管理及社会、生态协同治理具有至关重要的纽带作用。传统方法受限于检测准确性不足、模型过度简化及数据整合能力薄弱的技术难题,难以支撑污染物“源-径-汇”全链条动态解析的需求。本文系统梳理了当前水环境污染物溯源方法的现状以及人工智能(AI)技术引入后的技术发展态势,结合文献计量与案例分析,揭示了聚焦于污染源智能识别、迁移路径动态建模及污染汇风险预警三大方向的国内外研究热点。AI技术具有突破性的多源异构环境数据处理能力、环境系统中复杂变量间非可加性及非单调性因果关联识别能力以及污染物在环境介质中时空演变的动态模拟预测能力。在源解析维度,深度学习和迁移学习等展现了复杂环境条件下利用多源数据进行多尺度表征的能力;面向径建模,时序模型、物理驱动AI等能够动态解析污染物在多介质界面的迁移路径;在汇风险评估环节,多尺度预警框架成为解析污染汇形成机制与生态风险传导路径的重要手段。未来研究需重点攻克跨流域模型泛化能力、污染迁移的物化机理可解释性及边缘计算适应性等难点,并通过构建“感知、决策、治理”联动的智能云链平台,建立涵盖模型架构、数据接口与评估协议的技术标准体系,形成算法伦理审查和跨境治理协同机制。 展开更多
关键词 人工智能 溯源 水环境 污染物 源-径-汇过程
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防控环境健康风险助推美丽中国建设
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作者 毕军 黄怡宁 +3 位作者 刘苗苗 杨建勋 马宗伟 方文 《中国环境科学》 北大核心 2025年第6期3441-3450,共10页
环境健康风险的科学防范与有效控制是美丽中国建设目标实现的重要基础与核心保障.然而,目前尚未有关于中长期我国环境健康风险管理的具体要求.本研究针对美丽中国建设的3个阶段性目标,探讨了我国环境健康风险管理对应的理想水平.在此基... 环境健康风险的科学防范与有效控制是美丽中国建设目标实现的重要基础与核心保障.然而,目前尚未有关于中长期我国环境健康风险管理的具体要求.本研究针对美丽中国建设的3个阶段性目标,探讨了我国环境健康风险管理对应的理想水平.在此基础上,梳理了我国环境健康风险管理进展,总结了当前存在的风险防控体系根基尚不夯实、常规污染物管控标准不严、新污染物研究基础薄弱且底数不清等关键挑战.最终,提出未来我国将构建以保障公众健康为核心,以常规污染物和新污染物的系统防控双轮驱动的环境健康风险防控体系的建设思路及重点工作建议. 展开更多
关键词 环境健康风险 防控 美丽中国建设 常规污染物 新污染物
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淡水环境DNA(eDNA)技术领域发展——成就与挑战
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作者 钟文军 姚蒙 +4 位作者 金小伟 王备新 张远 李创举 张效伟 《湖泊科学》 北大核心 2025年第4期1091-1095,共5页
实现精准生物监测是守牢美丽中国建设安全底线的需求之一。本文围绕淡水环境DNA(eDNA)的国内外最新研究动态,并结合2025年《湖泊科学》eDNA专刊的八项研究成果,简要综述eDNA技术目前的创新成就、关键挑战与瓶颈及未来发展方向,以期为全... 实现精准生物监测是守牢美丽中国建设安全底线的需求之一。本文围绕淡水环境DNA(eDNA)的国内外最新研究动态,并结合2025年《湖泊科学》eDNA专刊的八项研究成果,简要综述eDNA技术目前的创新成就、关键挑战与瓶颈及未来发展方向,以期为全域生态安全中的多应用场景提供应对思路。 展开更多
关键词 生物多样性 人工智能 可持续发展 生态文明建设 美丽中国建设
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毒代-毒效动力学模型在评估新污染物水生态风险中的应用研究
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作者 黄佳怡 缪爱军 《生态毒理学报》 北大核心 2025年第3期93-106,共14页
随着新污染物的频繁被检出,公众对其潜在生态风险的关注也在日益增加。然而,现有的水生态风险评估多侧重于金属和常见有机污染物,而新污染物的相关研究严重缺乏。与此同时,传统的静态剂量-效应模型,虽然能确定新污染物在特定时间点的效... 随着新污染物的频繁被检出,公众对其潜在生态风险的关注也在日益增加。然而,现有的水生态风险评估多侧重于金属和常见有机污染物,而新污染物的相关研究严重缺乏。与此同时,传统的静态剂量-效应模型,虽然能确定新污染物在特定时间点的效应,但无法准确评估其在真实环境中低剂量长期暴露条件下的风险。为此,生态毒理学中的毒代-毒效动力学(toxicokinetic-toxicodynamic,TK-TD)模型作为一种基于时间动态演变的风险评估工具,逐渐受到关注。本文综述了TK-TD模型的基本概念、发展历史和分类,并分析了其在水生态风险评估中的应用。重点探讨了TK-TD模型在持久性有机污染物、内分泌干扰物、抗生素和微塑料等4类新污染物水生态风险评估中的应用进展,该模型能够解释多因素影响下新污染物的毒性机理,并预测复杂暴露条件下新污染物产生生物效应的动态过程。最后,本文对比了不同类型新污染物风险评估的侧重点,总结了TK-TD模型在新污染物风险评估中的优势,展望了其未来发展方向,为水生态系统中新污染物的污染防治提供理论支持。 展开更多
关键词 新污染物 水生态系统 毒代动力学 毒效动力学 风险评估
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基于物种敏感度分布法的毒死蜱土壤环境基准研究
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作者 苏可欣 汤其阳 +1 位作者 王鑫伟 李梅 《生态毒理学报》 北大核心 2025年第3期448-462,共15页
毒死蜱(chlorpyrifos,CPF)是一种广泛应用的高效杀虫剂,因具有持久性和难降解性,对环境构成严重的潜在威胁。然而,目前我国尚未明确规定CPF的土壤安全浓度,且相关科学完善的土壤基准研究仍较为匮乏,导致土壤生态安全风险评估缺乏充分依... 毒死蜱(chlorpyrifos,CPF)是一种广泛应用的高效杀虫剂,因具有持久性和难降解性,对环境构成严重的潜在威胁。然而,目前我国尚未明确规定CPF的土壤安全浓度,且相关科学完善的土壤基准研究仍较为匮乏,导致土壤生态安全风险评估缺乏充分依据。本研究针对多种土壤生物开展梯度浓度CPF毒性试验,结合数据库与文献毒性和富集数据,构建了本土CPF土壤陆生慢性毒性数据集及农作物富集数据集,揭示了CPF的毒性特征及潜在危害。同时,采用5种物种敏感度分布法(species sensitivity distribution,SSD)模型推导出CPF的土壤生态基准值和农产品安全基准值。研究表明,在14 d的暴露周期内,CPF在土壤中保持稳定,残留含量占初始暴露浓度的69.23%~91.22%。CPF对非目标土壤生物的慢性毒性阈值范围为2.50~136.08 mg·kg^(-1);此外,CPF在土壤与农作物之间的生物富集系数(bioaccumulation factor,BCF)范围为0.016~2.56,不同农作物间富集能力差异显著,最高可达156倍;在SSD模型中,玻尔兹曼(Boltzmann)分布模型被确定为推导CPF土壤生态环境基准值的最优模型,推导的基准值为0.26 mg·kg^(-1);而基于伯尔三参数分布(BurrⅢ)模型推导的农产品安全基准值为0.012 mg·kg^(-1),两者基准值相差21.4倍,反映了在制定土壤基准时,需要更加关注不同保护目标的精准分级保护。综上所述,本研究为制定分级分类保护土壤环境标准提供了数据支持,并为土壤生态风险评估提供了方法指导。 展开更多
关键词 毒死蜱 毒性效应 物种敏感度分布法 土壤基准
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纤细裸藻对原始和铜掺杂碳点的生理代谢响应
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作者 马平佳 蔡康丽 +1 位作者 王鑫伟 李梅 《中国环境科学》 北大核心 2025年第5期2913-2925,共13页
为明确新型纳米材料碳点的潜在生态风险,探讨了淡水微藻纤细裸藻(Euglena gracilis)在原始碳点(CDs)及Cu-N掺杂碳点(Cu-CDs)暴露下的生理响应及其作用机制.结果表明:碳点对纤细裸藻生长的影响呈现“先促进后抑制”的模式,与CDs相比,Cu-... 为明确新型纳米材料碳点的潜在生态风险,探讨了淡水微藻纤细裸藻(Euglena gracilis)在原始碳点(CDs)及Cu-N掺杂碳点(Cu-CDs)暴露下的生理响应及其作用机制.结果表明:碳点对纤细裸藻生长的影响呈现“先促进后抑制”的模式,与CDs相比,Cu-CDs对微藻的光合作用和抗氧化系统影响更为显著.1mg/L和10mg/L的Cu-CDs处理均导致微藻光合色素积累及光反应系统Ⅱ活力下降,而在CDs暴露下,仅10mg/L组的光合色素含量出现显著变化.此外,CDs和Cu-CDs对超氧化物歧化酶活性的最大抑制率分别达到62.52%和78.35%.代谢组学分析进一步证实,Cu-CDs诱导了更强的代谢响应,其中脂质代谢通路差异最为显著,表明细胞膜稳定性受到破坏.氨基酸代谢及光合作用代谢通路的紊乱可能与氧化应激密切相关.CDs和Cu-CDs主要通过丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢途径,以及糖酵解/糖异生途径影响纤细裸藻的能量代谢.因此,光合系统及抗氧化系统的损伤可能是碳点毒性作用的主要机制. 展开更多
关键词 碳点 纤细裸藻 生理响应 毒性机制
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肠道菌群介导微塑料致小鼠损伤的研究进展
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作者 刘明亮 李晨 +4 位作者 潘彦丹 汪浩然 范诚越 闫品儒 黄蕾 《中国环境科学》 北大核心 2025年第8期4638-4645,共8页
为探讨肠道菌群紊乱在微塑料(Microplastics, MPs)健康的影响机制,检索了5个英文数据库(PubMed、Embase、Scopus、Cochrane和Web of Science)和3个中文数据库(中国知网、万方数据和中国生物医学文献数据库),收集了肠道菌群介导的微塑料... 为探讨肠道菌群紊乱在微塑料(Microplastics, MPs)健康的影响机制,检索了5个英文数据库(PubMed、Embase、Scopus、Cochrane和Web of Science)和3个中文数据库(中国知网、万方数据和中国生物医学文献数据库),收集了肠道菌群介导的微塑料对小鼠、大鼠损伤的相关文献资料.结果表明,最终符合标准的文献27篇,研究的动物品系主要为C57BL/6,鼠龄在4~12周之间,雄性为主.MPs的类型主要为聚苯乙烯,粒径在0.05~53μm,染毒途径主要为灌胃和自由饮水,造模周期在3~13周,微生物的组学检测方法主要为16S rRNA测序.研究涉及肠道菌群通过肠-器官轴(肝脏、脑、睾丸、骨髓、肺)以及肠-功能轴(免疫、代谢)对小鼠的损伤.肠道菌群通过如氨基酸、脂质等各种代谢途径或TLR2-Myd88-NF-κB、肠道菌群-HIF1a/PTBP1等信号通路介导微塑料对小鼠机体的损伤.未来需要更多的临床研究进一步验证微塑料暴露后肠道菌群对人体健康影响的潜在机制. 展开更多
关键词 微塑料 肠道菌群 代谢通路 信号通路 系统综述
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我国危险废物全过程智慧监管体系建设现状与发展建议
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作者 张成 黄柳青 +2 位作者 朱晓东 卜元卿 张后虎 《生态与农村环境学报》 北大核心 2025年第9期1113-1121,共9页
智慧化管理需求与传统监管模式之间的矛盾是当前我国危险废物环境风险防控面临的主要挑战之一。围绕“十五五”时期危险废物环境风险防控目标,针对当前监管实践中存在的跨部门协同乏力、信息数据孤岛、风险溯源困难等问题,该文系统剖析... 智慧化管理需求与传统监管模式之间的矛盾是当前我国危险废物环境风险防控面临的主要挑战之一。围绕“十五五”时期危险废物环境风险防控目标,针对当前监管实践中存在的跨部门协同乏力、信息数据孤岛、风险溯源困难等问题,该文系统剖析了物联网、区块链、数字孪生、人工智能等智慧化信息技术在危险废物“产生-收集-转运-利用-处置”全链条监管中的应用逻辑。提出构建“智能感知-高效传输-数据分析-智慧决策-分区管控”五位一体的智慧监管体系框架,结合《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》要求与“无废城市”实践,从制度创新、技术赋能、协同治理3个维度提出发展建议,为提升环境治理现代化水平提供理论支撑,推动危险废物管理从“被动监管”向“智慧共治”转型。 展开更多
关键词 危险废物 智慧监管 全过程管理 环境风险防控 数字治理
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化工园区地下水多污染物复合动态风险评估研究进展
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作者 任富天 梅丹兵 +1 位作者 郭昭 黄蕾 《生态与农村环境学报》 2025年第11期1472-1479,共8页
化工园区是典型的地下水复合污染热点区,其高强度储运、复杂生产排放与事故泄漏易发性,导致污染场具有“高浓度、多组分、强时变”的突出特征,并对生态系统与公众健康构成显著的叠加风险。地下水污染风险评估框架已历经3次范式跃迁:由... 化工园区是典型的地下水复合污染热点区,其高强度储运、复杂生产排放与事故泄漏易发性,导致污染场具有“高浓度、多组分、强时变”的突出特征,并对生态系统与公众健康构成显著的叠加风险。地下水污染风险评估框架已历经3次范式跃迁:由静态浓度阈值法,发展到多污染物加权评分法,再到机理-数据融合的动态预测体系。笔者系统梳理化工园区地下水污染物“源-迁移-暴露-效应”链条,解析水文、地球化学、污染物迁移转化与毒理效应跨尺度耦合模拟的最新进展,以及机器学习与数字孪生技术在风险治理中的应用新范式。最后,针对监管落地、数据共享及跨学科融合等问题提出未来发展建议,以期为化工园区地下水多污染物复合动态风险评估与精准治理提供系统性参考。 展开更多
关键词 化工园区 地下水 复合污染 动态风险评估 机器学习
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载体对Ir基催化剂在富氧氛围下CO-SCR反应性能的影响
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作者 李雪 冒楷洋 +5 位作者 王鑫 葛苏龙 尹晨旭 谭伟 万海勤 董林 《环境化学》 2025年第11期4424-4434,共11页
制备富O_(2)(体积分数≥5%)气氛下CO选择性催化还原NO(CO-SCR)的高性能催化材料是环境催化领域的一项重大的挑战.本文以铱(Ir)为活性组分,Al_(2)O_(3)、CeO_(2)和WO_(3)作为载体,制备了一系列的Ir基催化剂,评价其在NO+CO+O_(2)反应中的... 制备富O_(2)(体积分数≥5%)气氛下CO选择性催化还原NO(CO-SCR)的高性能催化材料是环境催化领域的一项重大的挑战.本文以铱(Ir)为活性组分,Al_(2)O_(3)、CeO_(2)和WO_(3)作为载体,制备了一系列的Ir基催化剂,评价其在NO+CO+O_(2)反应中的性能并探究载体对其性能影响的原因.其中Ir/WO_(3)(质量分数为0.27%)性能最佳,当温度为225℃时,NO转化为N_(2)的转化率达到了64%.HAADF-STEM、COTPR、XRD、CO吸附红外等表征结果表明载体和Ir物种之间的相互作用强度会影响Ir物种的分散性及被CO还原的能力.而XPS,in situ DRIFTs等表征结果则发现,在过量O_(2)存在下,Ir^(0)含量最高的Ir/WO_(3)表面更容易发生NO的吸附和解离,这是其活性优异的原因.本工作可为催化剂的制备和活性组分分散状态的调控提供有效的策略,以最大限度地提高贵金属的利用率. 展开更多
关键词 铱基催化剂 富氧 CO 选择性催化还原 NO(CO-SCR) 载体效应
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