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《钐与土壤相互作用对钐浓度的依赖性：对环境风险评估的意义》

  • 来源专题：农业立体污染防治
  • 编译者： 季雪婧
  • 发布时间：2018-02-14

  • 在不同的钐浓度土壤样品中检测了一种新出现的污染物，即钐（Sm）的吸附和解吸行为。已获得的吸附和解吸参数表明，在低Sm浓度下，土壤具有高Sm保留能力（吸附高于99％，解吸低于2％）；而在高Sm浓度时，土壤样品测试的吸附-解吸行为不同。通过连续提取吸附在土壤里的Sm的分馏表明，土壤性质（pH和有机质溶解度）和相数（有机物质、碳酸盐和粘土矿物）控制Sm与土壤的相互作用。根据目前工作建立的吸附模型以及根据土壤的主要特性所解释的Sm的吸附行为，这将允许根据研究中的污染情况适当评估Sm与土壤的相互作用。此外，低浓度时（r=0.98），土壤中放射性铯的吸附和解吸Kd值与稳定Sm的吸附密切相关；这表明Sm放射性同位素的迁移率以及放射性Sm污染的风险可以使用低浓度稳定Sm的数据进行预测。

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相关报告

  • 《变化环境中的土壤和水分》
    • 来源专题：农业立体污染防治
    • 编译者：金慧敏
    • 发布时间：2015-08-28
    • “变化环境中的土壤和水分”研究课题，由欧盟委员会环保总局资助，课题收集土壤和水分之间的动态信息，尤其侧重于土壤持水（SWR）。 土壤持水力可以定义为土壤捕获、储存和/或释放水的能力。这是土壤的一个关键特性，也是水循环的重要组成部分，它极大地影响着土壤的功能和提供一系列生态系统产品和服务的能力，对人类活动（如农业）和自然（如提供栖息地不同物种）至关重要。它在很大程度上通过土壤类型进行定义，例如不同质地、有机质含量，结构或深度。此外，还土地利用类型和不同的管理方式也显著影响着它的能力。 对欧洲土壤当前面临主要威胁的简要分析就足以看出，这些土壤威胁通常与持水有密切联系。例如，侵蚀更可能发生于干燥土壤。而较高的压实或板结阻止水渗入土壤中，从而减少土壤持水能力。目前欧洲层面已经感觉到改变土壤的持水力与不断变化的气候模式造成的影响后果，一些地区影响尤其大。特别是在2002年、2013年中东欧和2007年、2014年西欧发生的特大洪水，更加紧迫地要求我们更好地考虑经济发展对土壤持水能力和生态系统自然恢复能力的影响。 研究表明，在土地利用总体规划、城市设计、农业和林业部门维持甚至提高土壤的持水性并减少相关损失费用方面是存在很多机会的。这对地中海国家显得尤为重要，这些地区特别脆弱，受到土壤板结高（如人口密集、工业区）或诸如沿海地区的城市化快速扩张的影响。农业部门在同一土地利用类型上开展多种多样的农业实践活动，代表了一个重要的机会，许多有益的做法更显示整个了整个欧盟未开发的发展潜力。 确定的主要原则举例如下： • 限制将高土壤持水容量土地利用类型（森林，草原，湿地等）向低持水容量容量（农业用地，城镇等）土地利用类型转变，特别是城市扩张; • 防止在洪泛区开发建筑，并阻止任何可能对自然河道形成的障碍的建筑或工程，不能仅以保护人口稠密区域为评判借口； • 在农业区保持半自然区和草地，使它作为大尺度景观斑块的一部分，并为绿色基础设施，并对其相邻地区植被恢复提供调节生态系统服务与其他土地用途; • 通过有机物修正和作物残茬管理，促进有机物回归土壤。然而，前者可能由于硝酸盐浓度而受限，而后者在增加生物燃料需求中过程可能比较困难。 • 在设计轮作时，要对土壤持水问题进一步集成，这在欧盟仍然保持相对未开发状态，却表明实施其它替代作物和土壤管理实践的巨大机遇 •发展一体化和紧凑型城市，维护和管理绿地，以提高强降水过程中的临时蓄水，并提供行蓄洪区空间。棕色地带或其他废弃地恢复成绿地也是一个很有前途的方向; •促进发展透水路面和可持续排水系统，降低对强降雨事件的响应。 “变化环境中的土壤和水分”报告指出土壤和水分是直接或间接地影响到我们日常活动的两个关键资源。直到最近，土壤仍一直主流地研究其农业生产功能背景，却没有关注健康的土壤能提供更多的产品、服务和社会功能如：防洪和维护自然景观。水对土壤所有的供应、调节、支持和提供文化服务是必需的。 管理不善和/或高强度利用土地和水将自然资本的维护和恢复能力置于风险之中。欧盟的经济日益依赖技术和创新来应对环境恶化，而不是优化欧盟的环境所提供的生态系统服务。例如在农业部门，可以大量使用灌溉和排水，以应付土壤水文功能退化。在城市环境中，暴雨水渠道等水利工程允许将洪水连接到具不透水表面的雨水径流通道的风险策略。 报告指出欧盟政策还未完全认识到保护土壤对水循环的重要作用，特别是土攘持水力的作用。土壤和水常被视为各自独立的学科，虽然综合了土壤和水的管理方法出现在欧盟，如“洪水指令”（2007）、通信“解决水资源短缺的挑战和干旱”和土壤保护方面的“土壤保护和草案框架指令主题战略”。 如今，大量研究刊物调查土壤水分动态变化的问题。虽然他们阐明了土壤水分的一些科学问题，但对土壤持水性整体认识仍然是分散的，且在欧盟和成员国层面、成因与环境、社会、经济和政治影响方面没有对土壤持水的清晰总览。因此仍有必要探讨这些方面，并在全球的角度向决策者和社会公众进行解释，特别是更好地了解土壤持水机制和驱动力将使政策制定和利益相关者能够做出关于如何维持、恢复或改善土壤持水力的明智决定。 研究目标： 本研究旨在弥合科学—政策差距，并通过收集和综合现有的资料信息增加关于土壤持水力的当前证据基础。通过关键信息和建议，本研究进一步帮助政策制定者采取适当的行动，维持或恢复土壤持水。 总体而言，它的目的是回答以下问题： 1、什么是土壤持水力，它是如何工作的？ 2、为什么很重要？ 3、欧盟的主要趋势是什么？ 4、土壤持水容量降低的环境和社会经济影响是什么？ 5、这些趋势的背后关键驱动因素是什么，哪些实践可以提高土壤持水力？ 报告结构： 除了本章引言部分，报告把分析内容分为五个章节和结论。 第1章定义土壤持水力的概念，并通过发生在土壤表面和土壤内（储存和释放）的动态解释了它的机制。它也通过它提供的生态系统服务解释了为什么这片土壤的功能对环境、人类健康和福祉以及经济是至关重要的。 第2章描述了土壤中捕获、储存和释放水的能力在物理、化学、生物和与水有关的参数中的作用，也指出了实现这一功能和潜在影响力的可能相关威胁。 第3章解释了人为驱动力如何通过修改第2章特定的参数改变土壤持水力。特别是它探讨了土地利用变化、农业和林业实践活动、城市规划和设计以及气候变化的影响，以确定和突出最佳的实践活动。 第章4介绍了欧盟过去、现在和未来的土壤持水力发展趋势，并考虑到欧盟水可获得性和水利用方面趋势，对他们进行了讨论。 第5章通过土壤持水力对洪水和干旱以及在城市、农业、森林和草原发生影响地区的相关损失，介绍了其在欧盟的经济含义。 结论突出了关键信息以及研究需求和对政策制定者良好做法的建议。 在本报告的分析和方法等其它细节设置在附件。 附件1提供在研究过程中调查了案例研究的概述。它被涉及正文案例研究的数目; 附件2提供了对一些参数和土壤持水力驱动器的进一步科学信息; 附件3假借现在和未来土壤持水力发展趋势的估计，提供完整的信息来源、方法和主要假设的描述， 附件4提供信息来源和经济影响估计主要方法的说明; 附件5提供研究期间咨询专家列表。 《Soil and water in a changing environment》全文链接地址：http://ec.europa.eu/environment/soil/pdf/Soil%20and%20Water.pdf
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  • 《生命科学进展的风险/效益评估方法概述》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：huangcui
    • 发布时间：2019-11-22
    • 2018年，《禁止生物武器公约》（BWC）缔约国评估了一系列生物技术进展被滥用于生物武器开发的可能性（即“双重用途”潜力）。这些技术包括基因编辑、基因合成、基因驱动和代谢途径工程等。这些技术可能在生命科学研究中推广，从而在公共卫生和医药、农业和环境以及其他民用方面得到合法而有益的应用。然而，鉴于它们的可获得性、快速发展以及与其他领域的进步趋同，这些技术也有可能改变生物武器威胁的前景。 这些新兴技术可能给《禁止生物武器公约》缔约国带来挑战。然而，基于科学的评估工具可以帮助分析这些技术能力的潜在风险和效益，使缔约国能够将注意力和资源集中在最可能或最相关的威胁上。将风险评估工具与生物风险管理和社会意识等其他工具相结合，风险评估工具可为降低滥用生命科学进展的风险管理方案提供基础。《禁止生物武器公约》2019年科技专家会议提供了一个及时的机会来审查这些风险/效益评估框架，并确定哪些方法可能对缔约国最有用。2019年专家讨论将为今后讨论管理方案提供基础。 风险评估工具 1. 风险评估的界定 分析人员经常使用基于场景的模式来评估新兴技术的风险，并探索潜在的结果或缓解措施。尽管这些分析提供了丰富的信息，但由于缺乏基于证据的案例研究和过度的想象力（人们可以设想出一个包括了几乎无限数量的可能发生的坏事列表，无论它们多么不可能发生），这些分析往往会受到限制。鉴于生命科学领域的创新步伐迅速，看似无限的可能性使人们高度关注哪些双重用途风险最有可能并值得予以关注、获得资源并进行管理。在这个快速发展的领域，不可能获得全面的知识，应该通过基于科学和数据的“证据权重”方法来评估风险。此外，生物科学具有开放和信息共享的特点，以推动科学发现和这些发现的实际应用。这种双重用途困境的解决方案传统上依赖于科学界的自我管理和生物科学内部施加的学会控制，以及《禁止生物武器公约》等国家和国际协议，以负责任地在全球使用生物技术。通过集中的科学风险/效益评估，系统地评估新兴技术的风险的不确定性，从而进一步加强这种自我管理和现有的监督。 风险评估用于确定与未来潜在事件相关的“可接受风险水平”。风险评估包括两部分：分析被评估风险的属性和特点，并将该风险置于其他影响因素的背景下进行评估。英国皇家学会在2009年指出，风险评估可用于应对不确定性和不断变化的新兴生物技术。他们强调了从自然发生的事件或意外发布到故意滥用等一系列事件的技术专家评估。他们进一步敦促采取可降低风险的“对策的净评估”并对社会经济因素予以考虑。 2. 生物双重用途技术的风险评估框架 2007年，美国生物安全科学顾问委员会（NSABB）对生物双重用途技术的具体挑战进行了研究，并制定了名为《监督双重用途生命科学研究的拟议框架：最大限度地减少研究信息潜在滥用的策略》的报告。该文件阐明了其界定所谓的“双重用途研究”的标准，将“双重用途研究”的广泛领域缩小到可能被直接误用而构成威胁的特定领域。NSABB框架审查了威胁的性质、目前是否有应对措施、使用该技术的技术水平和成熟度、威胁的范围以及特定技术/信息的潜在效益。NSABB框架还规定了从事双重用途研究的研究人员个人、研究机构和资助者的责任，以及出版商在传播可能被滥用的信息方面的责任。在附录中，该报告建议了一些在进行双重用途研究的生物风险评估和管理时应考虑的要点。 在此基础上，Jonathan B. Tucker于2012年创建了一个适应性框架，旨在开发一种工具，用于评估个别新兴技术可能被滥用于敌对目的的风险，并制定量身定制的治理策略。创建Tucker框架有三个相互关联的流程： (1) 技术监测，以发现可能被滥用的双重用途创新； (2) 技术评估，以确定滥用的可能性和监管的可行性； (3) 根据技术评估和成本效益分析选择治理措施。 风险的计算基于技术的可访问性、滥用的容易程度、危害的严重程度以及滥用的迫切性。 然而，关于如何管理该风险的决策是通过对技术“可治理性”的评估来制定的，即各种类型的减少技术滥用风险的治理措施可以在多大程度上影响这些技术。可治理性是根据技术是有形的还是基于信息的、成熟程度和与其他技术的融合程度、发展速度以及国际传播水平来确定的。 最近，由美国国家科学院（NAS）组建的一个委员会制定了一个评估合成生物学风险的框架。NAS框架评估恶意使用生物技术的因素包括： (1) 技术本身的性质和能力，包括：易用性、发展速度、现有的使用障碍以及与其他技术的融合程度； (2) 作为武器使用的可能性，即将其武器化的可行性、其破坏或影响的范围以及实现预期结果的确定性； (3) 能够掌握该技术的行动者的属性，包括获得专门知识和资源的机会，以及所需的组织规模。 该框架根据影响因素评估以下特征： (1) 对滥用该技术的制止和预防能力； (2) 对已经发生的使用该技术用于生物武器攻击的识别能力； (3) 将攻击归罪于滥用技术的犯罪者的能力； (4) 提供后果管理和恢复的能力，强大的公共卫生基础设施及其能力可以决定结果，因为无论生物事件的性质如何（自然的、意外的或蓄意的），这些能力都将减轻伤害。 3. 风险评估为制定治理措施提供基础 这些参考因素为新兴生物技术的风险评估提供了背景识别和合理性。此外，随着生物技术从医药和农业扩展到材料和能源，它们可以很容易地适应这些部门，以确保对新的生物威胁的识别。 这种科学的基于风险的框架完全符合科学界的机构监督或自治，并可用于审议和制定国家法律法规。每个框架都建议进行技术监测，以发现具有潜在滥用风险的新兴双重用途技术创新（也称为“地平线扫描”）；并进行技术评估，以确定滥用的可能性，包括可获得性、成本和易用性。这些特征为确定可治理性或基于技术评估的治理措施的可行性和有效性奠定了基础。Tucker框架包括审查案例研究，确定了可治理性与技术本身的功能无关；相反，风险评估推动现有的政策或法规（如果有的话）可以减少技术滥用的风险。它还建议纳入潜在监督的成本效益分析，以确保采取任何治理措施都预期到潜在的有害成本，或对获得研究成果的意外负面影响。 额外的工具可以最大限度地提高效率：构建一个“工具包” 风险评估可以通过合理的生物风险管理工具加以补充，这些工具可以根据具体情况增加一层防范和降低操作风险。例如，在《禁止生物武器公约》闭会期间就病原体安全和生物安全做法进行了非常有益的讨论，这些做法将有助于促进国家和国际安全。 在协调实验室安全和生物风险管理的最佳做法方面已经取得了进展，这些做法可以在建立信任方面发挥作用。用于实验室的生物安全“检查表”是为了尽量减少有害物质的意外或故意释放。一个国际工作组将此类工作的资源和最佳做法汇编成一个培训和信息指南。同样，世界卫生组织正在更新其《实验室生物安全手册》，其中风险评估章节囊括了哪些风险管理工具可以应用于有害实验室制剂的安全使用、运输和处置的内容。所有这些工作都有助于收集可防止技术滥用的生物风险管理工具。重要的是，这些做法经常被整个行业采用，这是全球生物技术不断增长的组成部分。 在推动新兴生物技术方面，社会态度也变得越来越重要。社会风险评估计划（Societal Risk Evaluation Scheme）是评估新兴生物应用风险的首批尝试之一，其直接考虑了社会对因滥用生物技术而导致的潜在不良事件的态度和预期的关注程度。自那时起，欧盟在“负责任的研究与创新”理念下开发了工具，试图更好地使研究过程与社会的价值观、需求和期望保持一致。世界卫生组织新的《实验室生物安全手册》还将包括评估生物技术风险时对“法律、文化、社会经济、公众认知”方面的考虑。 通过将非科学家公民、企业和决策者纳入对特定新兴技术的社会成果的讨论，风险评估可以更具影响力，增强对责任的预期，并支持围绕新型生物技术的国际规范。随着生物技术从传统的生物学科发展到工程学和制造业，非生物学家正在使用先进的生物技术工具，这种包容性的对话至关重要。研究表明了对基因组编辑等特定技术的态度趋势，这些趋势进一步支持了符合《禁止生物武器公约》目标的全球伦理规范。 效益的权衡 对生物技术风险的评估必须与它们的潜在效益进行权衡。生物技术在医学、公共卫生和农业生产力方面都曾作出突破性贡献。新兴的生物技术不仅可以为不断增长的全球人口提供这些能力上的进步和改进，还可以提供开发新材料和新能源的机会，这体现在全球对可持续生物制造的兴趣日益增长。许多国家制定了利用生物技术建立“循环生物经济”的国家战略，其特点是降低能源需求和碳排放量，减少日常用品和产品生产中的有害废物。此外，新兴的生物技术可以使医疗对策成为可能，以对抗意外释放或故意滥用生物制剂以及自然发生的病原体或病毒的后果。 尽管对未来持乐观态度，但对这一领域的效益进行合理评估对于权衡相对风险和效益至关重要。生物制造的出现似乎遵循典型的技术“炒作周期”。例如，最初人们对生物学可以“制造任何东西”的热情，导致了2006年至2012年间在化学品和燃料方面的大量投资，而这些投资并未达到预期。与传统方法生产的产品相比，生物技术产品的成本更低，但其经济回报尚未超过以石油为基础的产品的低价。行业正在转向利润更高的化学品和材料，并且正在采用更现实的战略和平台。随着行业的发展，追踪哪些生物技术可能成功并被公开采用将非常重要。随着全球生物经济的发展，既有获得经济效益的机会，也有实现利于整个社会的非有形效益的机会，如改善生活质量。 在美国和全球范围内，评估生物经济效益的性质的早期工作已在进行中。尽管在技术应用阶段存在稳健、成熟的效益分析流程，特别是在医学和农业中，但在技术开发的早期阶段，效益评估落后于风险评估方法。在这个领域明确评估潜在效益所需的问题包括：人类、动物、植物或环境如何能从生物技术中获益；该技术的适用范围及适用时间；最后，技术的研发是否有利于国家安全和稳定? 结论 在未来几年，具有双重用途潜力的生物技术研究的显著进展必将出现。基于科学的评估和评估工具可以帮助评估潜在的风险和收益，并将监督的注意力和资源引向最可能或最相关的威胁。将这些风险评估和评估工具与生物风险管理和社会意识等其他工具相结合，可以帮助降低滥用生物学技术的风险。虽然没有适合所有国家或情况的单一风险管理解决方案，但这些框架提供了适应性很强的选项，可以补充自治和监督措施。
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