菲、芘在单一和复合污染条件下不同老化阶段的提取率及其生物有效性

研究了土壤中多环芳烃菲、芘在单一和复合污染条件下的老化过程,150天内观察到菲、芘的提取率随时间延长而逐渐减少,下降速率呈现初始较快、而后减慢的趋势;菲、芘的环糊精提取法的提取率随老化时间延长而下降的趋势要比索氏提取法明显。老化过程中复合污染土壤中芘的索氏法提取率略低于单一污染土壤中芘的提取率。在老化的后期,复合污染土壤中菲的环糊精法提取率略高于单一污染土壤中菲的提取率。利用蚯蚓作为测试生物,研究两种污染物的老化过程对其生物有效性的影响,发现表征其生物有效性的蚯蚓吸收率、生物富集系数(BCF)均随老化时间的延长而下降,此外,老化过程中复合污染条件下菲的生物有效性总是大于菲作为单一污染源时的生物有效性。对污染物的环糊精法提取率和蚯蚓吸收率作相关分析发现,单一污染土壤中菲和芘的环糊精提取法的提取率与蚯蚓吸收率均呈显著正相关。     

土壤苯并[a]芘多次叠加污染对蚯蚓体腔细胞抗氧化酶的毒性效应

苯并[a]芘(B[a]P)是具有典型"三致"效应的持久性有机污染物,在土壤中逐步累积,对土壤环境质量造成潜在的威胁。一次污染条件下,B[a]P进入土壤的过程与较低剂量逐步累积的污染过程存在一定差异,在一定程度上会高估B[a]P的环境风险。本试验采用一次污染和多次累积污染2种方法,模拟污染物在土壤中逐步累积的过程,研究土壤B[a]P叠加污染的有效性特征及其在蚯蚓(Eisenia foetida)体内的富集规律,分析蚯蚓体腔细胞超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的毒性效应。结果表明,随着土壤中B[a]P培养时间的延长,B[a]P有效含量、蚯蚓富集量和蚯蚓体腔细胞SOD、POD活性均呈逐渐下降的趋势。在多次叠加污染和一次污染条件下,土壤B[a]P有效含量在培养前期(1~28 d)下降速率分别为2.37μg·kg-1·d-1和3.35μg·kg-1·d-1,后期(28~56 d)下降速率逐步减缓为0.24μg·kg-1·d-1和0.53μg·kg-1·d-1;蚯蚓体内B[a]P富集量在培养前期(1~28 d)下降速率分别为6.94μg·kg-1·d-1和14.84μg·kg-1·d-1,后期(28~56 d)逐步减缓为0.73μg·kg-1·d-1和1.64μg·kg-1·d-1。蚯蚓体内B[a]P富集量与土壤B[a]P有效含量(Tenax吸附提取量)之间呈极显著正相关(P0.01),相关系数(R2)为0.914 7。蚯蚓体腔细胞SOD和POD活性与土壤B[a]P有效含量和蚯蚓体内B[a]P富集量之间分别呈极显著正相关(P0.01),相关系数(R2)分别为0.754 3(SOD)、0.829 6(POD)和0.704 0(SOD)、0.727 1(POD)。在叠加污染条件下,土壤B[a]P有效含量比一次污染低17.1%~38.6%(P0.05),蚯蚓富集量比一次污染低22.6%~46.8%(P0.05),蚯蚓体腔细胞SOD和POD活性分别为一次污染酶活性的49.6%~82.7%和75.5%~109.6%,差异达到显著水平(P0.05)。这表明土壤B[a]P多次叠加污染对蚯蚓体腔细胞的毒性效应低于一次污染。     

蚯蚓活动对金发草修复土壤菲芘污染的强化作用

采用盆栽试验法,研究了蚯蚓(Pheretimasp.)对金发草(Pogonatherum paniceum L.)修复菲、芘污染土壤的强化作用。结果显示,在试验浓度范围(20.1~322.1 mg kg-1)内,蚯蚓活动促进了菲、芘污染土壤中金发草的生长,其根冠比明显增大。添加蚯蚓70d后,种植金发草的土壤中菲、芘的平均去除率高达77.0%、70.6%,平均去除率分别较无蚯蚓作用时(68.7%、61.2%)增长了8.3%、9.5%;相同污染水平下,蚯蚓活动对芘的强化去除程度总是大于菲。各修复因子中,植物-微生物交互作用对菲、芘去除的平均贡献率(46.6%、42.8%)最为突出,分别较无蚯蚓活动时(41.6%、36.6%)增长了5.0%、6.1%。说明蚯蚓活动可强化土壤-植物系统对土壤中菲、芘污染的去除作用。     

DDTs在土壤中的老化规律及生物有效性

用室内模拟培养的方法研究了DDTs在土壤中的老化行为及其在蚯蚓体内的生物富集规律。结果表明。DDTs在土壤中存在老化现象。此类物质在土壤中的可提取态含量随着老化时间延长逐渐降低，并呈现初始老化速率较快，而后老化速率减慢的趋势。在开始的0—30d，其老化的速率较快，o，p’-DDT、p，p’-DDT、o．p’-DDE、p，p’-DDE和p，p’-DDD在土壤中的老化减少量分别是其添加量的53．5％、52．1％、31．4％、36．0％和38．3％。DDTs在蚯蚓体内的生物富集量和生物富集系数也表现出随时间而逐渐降低的趋势，并呈如下规律：p，p＇-DDE〉p，p’-DDD〉o，p’-DDE〉o，p＇-DDT〉p，p＇-DDT。老化虽然可使DDTs的可提取态含量降低。但仍可以在蚯蚓体内有一定的生物富集，潜在的生态风险依然存在。     

多环芳烃芘对小白菜生长和元素吸收及营养品质的影响

通过土培试验测定了不同浓度芘处理下小白菜根和茎叶的生物量、芘及其它矿质元素的含量和一些营养品质指标。结果表明:芘对小白菜根干重的影响显著,对茎叶干重和株高的影响不显著,全株干重由于根干重的下降而呈下降趋势;根中的芘含量和土壤中残留的芘含量随土壤中芘浓度增加而显著增加,茎叶芘含量与对照无显著差异,土壤芘降解率随芘浓度增加表现为先上升再下降的趋势;茎叶有机碳和根粗灰分含量随土壤芘浓度的增加而下降,茎叶粗灰分和根有机碳含量施芘处理显著高于对照,芘促进了根对土壤中N、P、K和S的吸收同化,并加速其向茎叶的转移。茎叶粗蛋白含量较对照有所增加,粗纤维和可溶性糖含量则随芘浓度增加而下降,其中可溶性糖含量各个处理与对照之间的差异达显著水平。     

植被修复对锰矿渣废弃地土壤微生物数量与酶活性的影响

以锰矿渣废弃地为对照地,研究了湘潭锰矿渣废弃地栾树(Koelreuteria paniclata)、杜英(Elaeocarpus de-cipens)人工混交林(修复地)对土壤微生物数量与酶活性的影响.结果表明:修复地和对照地土壤微生物以细菌数量最多,放线菌数量其次,真菌数量最少.修复地(0-60cm)土层微生物总数、细菌、真菌、放线菌数量比对照地的分别高出36.05%,43.32%,23.58%,6.54%.同一土层中,修复地微生物总数、细菌、真菌、放线菌数量均显著高于对照地(p＜0.05),同一季节.修复地微生物总数、细菌、真菌、放线菌数量也基本上高于对照地.修复地(0-60 cm)土层脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性均高于对照地.且同一土层中,修复地和对照地脲酶、过氧化氢酶活性的差异极显著(p＜0.01),0-20 cm土层蔗糖酶活性差异显著(p＜0.05).同一季节,修复地土壤脲酶、过氧化氢酶活性均显著或极显著高于对照地(p＜0.05),蔗糖酶活性秋、冬季显著高于对照地(p＜0.05),而春季显著低于对照地(p＜0.05).土壤微生物数量与土壤酶活性之间均呈正相关.且相关系数最大为0.943,最小为0.614.人工植被修复能明显提高矿渣废弃地土壤微生物数量和酶活性.     

铜和草甘膦对蚯蚓的毒性效应研究

污染物的交互作用及其生态毒理效应已成为环境科学研究的主要方向。含铜杀菌剂与除草剂草甘膦[N-(膦酸甲基)甘氨酸]是农业生产中常见的农药,其在土壤中共存可能造成复合污染。草甘膦中含有羧基、氨基、磷酸基等配位基团对重金属阳离子和有机阳离子有很强的络合能力,草甘膦可以影响重金属的生物有效性、毒性以及重金属在生物体内的积累。本文以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为例,采用室内模拟试验,单一试验设置5个铜浓度25 mg·kg-1、50 mg·kg-1、100 mg·kg-1、200 mg·kg-1和400 mg·kg-1,5个草甘膦浓度25mg·kg-1、50 mg·kg-1、100 mg·kg-1、200 mg·kg-1和500 mg·kg-1,并以去离子水做空白对照;复合试验设置2个铜浓度(低铜浓度25 mg·kg-1和高铜浓度200 mg·kg-1)分别与5个草甘膦浓度(0、25 mg·kg-1、50 mg·kg-1、100 mg·kg-1和200 mg·kg-1)复合;每个处理3次重复,试验期为35 d。研究了铜和草甘膦的单一及复合施用对蚯蚓的亚急性毒性效应。单一毒性试验结果表明,蚯蚓对低浓度铜的响应不敏感,而较高浓度铜使蚯蚓生物量的相对增长率受到显著抑制(α=0.01,r2=0.570),且未出现死亡,并且随着铜浓度的增加蚯蚓体内铜含量显著增加(α=0.01,r2=0.905)。与对照相比草甘膦的添加对蚯蚓的生长无显著影响。复合毒性试验结果表明,草甘膦和铜复合可以降低蚯蚓对铜的吸收,特别是当铜浓度较高时即200 mg·kg-1,草甘膦和铜复合可显著降低蚯蚓对铜的吸收,并且草甘膦能够减轻铜对蚯蚓生物量相对增长率的抑制,但差异并不显著。以上结果表明,铜比草甘膦的毒性大很多,铜与草甘膦复合能够减少蚯蚓对铜的吸收,缓解铜的毒性。因此本研究认为,在草甘膦和重金属共存的污染土壤中,草甘膦能够控制重金属的生物有效性和毒性。     

蚯蚓对土壤-植物系统中菲、芘降解的强化效应研究

采用盆栽试验方法,研究了蚯蚓（Pheretima sp.）对土壤-植物系统中菲、芘的去除效果的强化作用及对土壤酶活性的影响。结果表明,在试验浓度范围（0~322 mg.kg-1）内,蚯蚓对供试植物苏丹草（Sorghum vulgare L.）生长促进作用显著。接种蚯蚓的土壤中,苏丹草在菲、芘各浓度下总生物量较未接种蚯蚓土壤分别提高14.41%~25.91%、14.39%~23.9%;蚯蚓活动可促进土壤-植物系统中菲、芘的降解,接种蚯蚓处理中菲、芘各浓度下降解率较未接种蚯蚓处理分别高4.20%~9.76%、3.69%~9.38%。土壤酶活性测定结果也显示蚯蚓活动可增加土壤酶的活性。     

莫能菌素对蚯蚓的生态毒理效应

采用人工土壤法测定了不同浓度莫能菌素对蚯蚓的急性毒性和对蚯蚓生长、生存、繁殖以及超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽-硫转移酶（GSH-S）、腺三磷酸酶（ATPase）、乙酰胆碱酯酶（T-CHE）活性的影响。结果表明,莫能菌素对蚯蚓14d的LC50为75.883mg·kg-1;当莫能菌素含量达到50mg·kg-1时显著影响蚯蚓的生存（P〈0.05）,死亡率达到20%;当莫能菌素含量达到25mg·kg-1时显著影响蚯蚓的生长（P〈0.05）;药物的染毒浓度与对蚯蚓生存和繁殖的抑制存在明显的剂量-效应关系。染毒21d后,低浓度的兽药莫能菌素就能显著影响蚯蚓体内SOD、GSH-S、ATPase、T-CHE的活性,药物浓度和酶活性间具有明显的剂量-效应关系。莫能菌素对土壤动物蚯蚓显示有毒性作用,对土壤环境具有潜在的生态风险。     

小白菜叶内叶绿素和抗氧化系统对芘胁迫的动态响应

通过盆栽试验,研究了土壤中芘胁迫对小白菜叶内叶绿素及抗氧化系统动态变化的影响。结果表明,芘胁迫对小白菜叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a＋b和类胡萝卜素的动态影响基本一致,都是在第18d苗期时随着芘浓度的增加显著降低,25d开始各处理的含量差异不显著。小白菜叶片的CMP、MDA和AsA均随种植时间的延长呈现先升高再降低的过程,39d时CMP达到最高值,施芘处理显著高于对照;MDA在32d时上升至最高值,且随着芘浓度的增加而增大,39d以后急剧下降并维持在较低水平,各个处理间差异不显著;46d时AsA含量达到峰值,高浓度芘处理极显著高于对照。游离脯氨酸在25d时随芘浓度的增加而急剧增加,32d以后逐渐下降,各处理间差异不显著。小白菜叶片的CAT活性在种植期间呈下降趋势,39d时随芘浓度的增加有所提高;与CAT活性的变化趋势相反,POD活性随种植时间的延长呈上升趋势,39d和46d时高浓度处理的POD活性显著高于对照。