厌氧水稻土中水溶性As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的测定方法研究

针对现行土壤污染物环境标准和分析方法都是用总砷表示,而对水溶性砷研究较少的现状,选择蠕动注射方法添加还原剂KBH4-NaOH溶液,通过控制样品溶液pH,对As( )和As( )进行了分步还原,用硝酸银-聚乙烯醇-乙醇溶液作吸收液来吸收还原生成的AsH3,分光光度法在400nm波长下测定吸收液的吸光度,求算As( )和As( )含量。用这种方法对模拟环境砷污染水样和厌氧水稻土中As( )和As( )的测定进行了研究。结果表明,砷质量浓度为0～0.5mg/L时,吸光度和砷质量浓度符合朗伯-比尔定律,标准溶液测定的相对误差为-3.60%～2.20%,检测限为0.6μg;环境水样测定的As回收率为97.14%～103.4%,与Ag-DDC标准方法比较无显著差异;水稻土中总砷和As( )的回收率分别为98.36%～102.8%及56.02%～65.34%;对22种无机离子的干扰试验测定表明,在容许量内无干扰。     

微波萃取-原子荧光光谱法测定稻米中砷化学形态

采用微波萃取、高效液相色谱-氢化物发生-原子荧光光谱法联用技术建立了稻米中了三价砷As(Ⅲ)、五价砷As(V)、一甲基砷酸(MMA)、二甲基砷酸(DMA)等4种形态砷的分析方法。结果表明,稻米中4种形态砷的加标回收率为80%～110%,批内及批间相对标准偏差为0.3%～4.8%,方法检出限为1.6~4.0μg/kg。将该方法应用于实际样品的测定,分析结果显示,稻米样品中含有一定量的三价砷As(Ⅲ)和少量的二甲基砷酸(DMA),其形态之和已接近我国国标中关于稻米产品中砷限量标准的规定。     

应用HPLC-ICP-MS联用法分析饲料中As的四种形态

应用HPLC-ICP-MS联用技术对饲料中四种形态砷:亚砷酸(AsⅢ)、砷酸(AsⅤ)、一甲基砷酸(MMA)、二甲基砷酸(DMA)进行分析。试验结果表明:方法检出限低,线性相关系数良好,相对标准偏差均小于10%。对饲料做了三个水平的添加回收(10μg/kg、50μg/kg和100μg/kg),加标回收率均在78.8%~117%。实际样品的分析结果表明,该方法检出限低,准确度高,可用于饲料中砷的形态分析。     

砷胁迫下砷在生菜中迁移转化过程及其对营养元素含量的影响

为探究砷胁迫下砷在生菜中的迁移转化过程及其对营养元素含量的影响,通过三价砷(As(III))胁迫实验研究了各形态砷和营养元素在生菜中的分布特征。结果表明,生菜根部和叶部都仅检测到了As(III)和五价砷(As(V)),其中As(III)为主要砷形态,分别在根和叶中占75%～85%、83%～87%。随着胁迫浓度的升高,根中As(III)含量逐渐达到饱和,而As(V)含量逐渐升高,叶中的As(III)和As(V)含量都显著升高。在高浓度胁迫下(10mg/L),BCF_(leaf/root)突增3.7倍。与对照组相比,胁迫组根和叶中和Fe和Cu元素的含量并无显著变化,叶中Mn和Zn元素含量并无显著变化,根中Mn元素含量显著降低,根中Zn元素含量随胁迫浓度升高呈现出先升高后降低在升高的变化趋势。说明根对As(III)的固定能力具有极限,当超过该极限时植物无法控制As(III)向地上部分的迁移。另外,砷胁迫会影响Mn和Zn在根中的分布,生菜可以通过调控Mn和Zn的迁移来控制这些元素在叶中分布。     

砷(Ⅲ)的流动注射化学发光分析方法研究

酸性条件下高锰酸钾氧化As(Ⅲ)产生化学发光,六偏磷酸钠与甲醛对该体系有显著的增强作用,据此建立了流动注射化学发光法测定水中砷的新方法.在优化的实验条件下,As(Ⅲ)浓度在0.002～0.3 μg/mL范围内与发光强度呈良好的线性关系,检出限为0.001 μg/mL.对0.1μg/mL As(Ⅲ)标准溶液进行11次平行测定,相对标准偏差为2.1%.将本法应用于水样中砷的测定,结果令人满意.     

砷胁迫下纳米硫对油菜幼苗生长、砷积累及土壤砷形态的影响

为探究砷(As)胁迫下SNPs对油菜幼苗生长、砷(As)积累及土壤As形态的影响，以油菜为材料，通过培养基中添加SNPs和As,研究了As胁迫下SNPs对油菜幼苗生长和As积累的影响，并通过As污染土壤中添加SNPs研究了SNPs对As污染土壤中As化学形态的影响。结果表明，As胁迫显著抑制了油菜的生长，而SNPs添加不仅不同程度地缓解了As(Ⅴ)和As(Ⅲ)对油菜的毒害效应，还增加了根系和地上部As积累，100～300 mg/L SNPs处理下油菜株高、根长、干质量、地上部和根系As含量分别较单一As(Ⅴ)处理增加30.0%～42.9%、20.0%～28.9%、1.0%～9.3%、55.4%～173.0%、7.6%～31.0%,较单一As(Ⅲ)处理增加22.3%～40.0%、14.0%～31.5%、13.3%～29.8%、21.8%～30.0%、4.4%～14.0%。同时，油菜中As的转运系数(TF)和耐受指数(TI)也显著提高。另外，SNPs暴露1个月内As污染土壤中有效态As含量较原始As污染土壤有明显提高，15 d时提高18.1%,SNPs的添加增加了As污染土壤中松散结合态砷...     

液相-原子荧光光谱法测定食品中无机砷

[目的]准确测定食品中的无机砷。[方法]采用液相色谱-原子荧光光谱法(LC-AFS)以及砷形态快速分析Princen柱和在线氢化物反应系统对食品中的砷进行检测。[结果]该方法对检测质量浓度为5μg/L的As(III)和As(V)标样,系统具有更高的检测灵敏度,检出限可以分别达0.98和2.88μg/L。该方法在5.0~100.0μg/L范围内的无机砷检测具有良好的线性,相关系数均可为0.999以上,加标量为10μg/L的回收率在95%以上。[结论]该方法是测定食品中无机砷含量的一种高效、低消耗的方法,在实际样品的无机砷检测中也表现出良好的效果,非常适合无机砷的检测。     

洛克沙胂代谢物在土壤中的累积及其植物有效性研究

为考察有机胂饲料添加剂降解转化后其含砷代谢物在土壤和蔬菜中累积及其植物有效性,利用鸡只喂饲含洛克沙胂饲料后排泄的粪便作为有机肥应用于茼蒿的种植,收获后测定土壤及茼蒿植株不同部位砷形态化合物的组分及含量。结果表明,洛克沙胂的降解产物主要为亚砷酸盐[As(Ⅲ)]、砷酸盐[As(Ⅴ)]、二甲基砷(DMA)、一甲基砷(MMA)、4-羟基苯胂酸(4-HPA)及少量其他未知形态含砷代谢物。经检测,茼蒿地上部的砷化合物仅为As(Ⅲ),地下部为As(Ⅲ)及As(Ⅴ)。施用对照鸡粪及含洛克沙胂代谢物鸡粪的茼蒿可食用的地上部As(Ⅲ)及总砷含量均低于我国规定的限量标准,与对照鸡粪相比,施用含洛克沙胂代谢物鸡粪显著提高茼蒿地上部As(Ⅲ)、地下部As(Ⅲ)及地下部As(Ⅴ)含量,提升率分别为13.8%±0.4%～37.4%±6.5%、112.9%±4.5%～123.2%±6.5%及44.4%±2.6%～78.0%±5.1%。添加洛克沙胂代谢物鸡粪显著提高土壤中可提取的As(Ⅲ)及As(Ⅴ)含量,提升率分别为49.1%±4.4%及33.4%±2.3%。3个不同生长阶段茼蒿采收后,添加洛克沙胂代谢物鸡粪土壤中可提取的As(Ⅲ)及As(Ⅴ)仍然比对照处理提高4.9%±1.0%～20.0%±1.2%及11.7%±2.4%～18.0%±4.7%。添加含洛克沙胂代谢物鸡粪的土壤中As(Ⅲ)及As(Ⅴ)的茼蒿吸收率分别比对照鸡粪处理提升25.8%及14.3%。综上所述,砷可通过有机胂→饲料→畜禽→畜禽粪便→土壤途径传递并被蔬菜吸收累积,当季施用含有机胂代谢物鸡粪对蔬菜是安全的,但会增加土壤中含砷代谢物的含量,因此不可忽视连续施用时的累积风险。     

不同磷浓度对钝顶螺旋藻吸附、吸收和转化砷酸盐的影响

采用室内培养实验,首先用0~300μg·L-1砷酸盐[As(Ⅴ)]处理钝顶螺旋藻(Spirulina platensis),分析了螺旋藻对As(Ⅴ)的吸附和吸收特性,并在300μg·L-1 As(Ⅴ)处理下,研究了不同磷浓度(P正、1/10 P正、1/25 P正、1/50 P正)对螺旋藻吸附、吸收和转化As(Ⅴ)的影响。结果表明,在本研究As(Ⅴ)处理范围内,螺旋藻的干重与对照没有显著差异。随着As(Ⅴ)浓度的升高,藻体富集的总砷含量增加,当As(Ⅴ)处理浓度为150~300μg·L-1时砷富集量为1.006~1.569 mg·kg-1,超过了国家保健(功能)食品的砷污染限量1.0 mg·kg-1(GB 16740—1997)。随着培养基中磷浓度的降低,螺旋藻体内吸收的砷含量呈现增多趋势。在正常磷(P正)和1/10 P正条件下,螺旋藻体内的砷均为As(Ⅴ);当磷浓度降低至1/25 P正时,藻细胞中的砷有3.28%为As(Ⅲ);当磷浓度降低为1/50 P正时,螺旋藻吸收的砷增加至1.457 mg·kg-1,其中有9.24%和37.35%分别转化为As(Ⅲ)和二甲基砷(DMA),表明降低培养基中磷浓度促进了螺旋藻体对As(Ⅴ)的吸收、还原和甲基化,但藻细胞中砷的主要形态仍为As(Ⅴ)。在正常磷浓度培养下,藻体富集的砷以藻细胞表面吸附为主,通过磷酸盐缓冲液脱附可去除95%以上螺旋藻富集的砷。     

污染农田水稻中砷的积累与形态组成特点及其影响因素研究

以浙江省某地铅锌矿附近污染农田为研究对象,采样分析了砷污染农田生长水稻中砷的积累和形态组成特点及其影响因素。结果表明:在水稻不同器官中砷含量表现为根部>茎>叶>谷壳>糙米;水稻根部砷含量随土壤砷污染程度的加重和土壤pH值的增加而增加,而地上部特别是糙米中砷含量受土壤性状的影响较小;水稻植株中的砷以无机砷为主,其平均量约占全砷量的85%;在水稻各器官中,As(Ⅲ)与As(Ⅴ)的相对比例有所不同,在根部、谷壳和糙米中以As(Ⅲ)为主,在茎、叶中以As(Ⅴ)为主;水稻体内DMAV(二甲基砷)比MMAV(甲基砷),以及As(Ⅲ)比As(Ⅴ)更易向上部迁移;水稻体内As(Ⅲ)与As(Ⅴ)占总砷的比例存在消长关系;水稻中无机砷占总砷的比例与土壤pH值呈负相关,与土壤Eh值呈正相关;DMAV占总砷的比例与土壤pH值呈弱正相关,与土壤Eh值呈显著的负相关;土壤淹水可增加水稻中DMAV的含量;DMAV占总砷的比例与无机砷的比例呈显著的负相关;水稻体内主要形态的砷[包括As(Ⅲ)、As(Ⅴ)和DMAV]含量基本上呈同步变化;在水稻糙米中As(Ⅲ)、As(Ⅴ)量与总无机砷量之间存在良好的线性关系。     

蜈蚣草内生及根际砷还原菌的表征

砷还原菌是影响自然环境中砷转化的主要生物因素,其多样性特征及还原机制研究将为土壤砷污染修复奠定重要基础。本文采用4种培养基及两种培养方法,从蜈蚣草体内及其根际土壤中筛选砷还原菌,并探讨其还原特征及机制。结果表明,共获得23株砷抗性菌,分别属于2个门、10个属,其中假单胞菌属(Pseudomonas)为优势菌群。23株菌表现出了不同的砷抗性及还原特征,抗砷浓度范围分别为80～150 mmol·L~(-1)[As(Ⅴ)]与5～30 mmol·L~(-1)[As(Ⅲ)]。在含1 mmol·L~(-1)As(Ⅴ)的培养体系中,菌株砷还原率范围为0%～100%,砷累积率为3%～79%。其中,Pseudomonas sp. S2、Pseudomonas sp. P3、Staphylococcus sp. S14及Agrobacterium sp. P1具有较高的砷累积率(75%～79%)与还原率(81%～100%)。21株菌存在抗砷及砷还原的重要基因ars C,揭示其是砷还原菌株中普遍存在的砷还原基因。     

绿色合成纳米铁对污染土壤中砷的钝化效果

为实现对砷(As)污染土壤的高效修复,利用桉树叶提取液合成纳米铁颗粒悬浊液(EL-nFe),分析其对溶液中As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的吸附性能,在此基础上利用化学法重点评估其对重度As污染土壤的钝化效果。结果表明,EL-nFe对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的吸附过程符合准一级动力学和Langmuir等温吸附模型,其对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的最大吸附量分别为8.08和24.68 mg/g。施加EL-nFe后的土壤As的浸出性和生物有效性显著降低,SPLP-As和KH_2PO_4提取的生物有效性As分别下降33.26%～52.42%和6.57%～14.21%,同时土壤连续提取的结果显示,EL-nFe促使土壤易溶态As向生物利用率较低的残渣态As转变,提高了土壤As的稳定化程度。因此,EL-nFe对土壤As具有良好的钝化效果,且成本较低,可作为一种良好的修复重度As污染土壤的钝化剂。     

外源磷输入对香蒲生长及砷积累的影响

[目的]探究不同水平外源磷(P)输入对挺水植物香蒲在不同梯度砷(As)污染底泥中的生长指标及其对砷累积与迁移的影响,为砷污染湿地生态恢复区的建设和日常管理提供科学参考.[方法]通过试验模拟0 mg/L(PCK)、0.2 mg/L(P0.2)、2 mg/L(P2)和20 mg/L(P20)4种不同水平的外源磷输入0 mg/kg(As0)、150 mg/kg(As150)和600 mg/kg(As600)3种不同程度砷胁迫生境,分析香蒲的生长指标和其对砷的积累特征.[结果]底泥砷处理为As0时,P0.2处理下香蒲有最大生物量积累(95.57 g/株),根部耐性指数(TI)和香蒲单位面积砷迁移总量(W)最高,分别为110.18%和2.68 g/ha;P20处理下香蒲PSⅡ光合系统最大光合潜力(Fv/Fm)、PSⅡ光合系统电子转运效率(ETo/RC)和植株间转运系数(TF)最大,分别为0.81、1.16和0.50,此时香蒲对底泥中砷去除率(Rc)、固定率(Rs)及提取量(EX)最高,分别为32.96%、33.12%和717.06μg.底泥砷处理为As150时,P0.2处理下生长于污染底泥中的香蒲生物量积累、TI和TF均最高,分别为100.20 g/株、120.16%和0.08,此时Rc、Rs和EX也最高,分别为32.45%、35.35%和1921.98μg;P2处理下Fv/Fm、ETo/RC和W最大,分别为0.84、1.25和8.29 g/ha.底泥砷处理为As600时,P0.2处理下香蒲Fv/Fm、Rc和Rs最大,分别为0.80、56.99%和52.73%;P2处理下香蒲生物量积累、ETo/RC和W最高,分别为96.23 g/株、1.07和20.43 g/ha;P20处理下香蒲地上部对砷BCF和TF最大,分别为0.58和0.24.[结论]当底泥处于中重度砷污染(<150 mg/kg)时,较高磷水平(0.2 mg/L)处理可获得更好的香蒲生态修复砷污染效果;当底泥处于严重砷污染(150~600 mg/kg)时,高浓度磷水平(2 mg/L)处理使香蒲对砷生态修复效果最优.实际应用中适当提高供磷水平可改善香蒲生态修复砷污染湿地的效果.     

豇豆和番茄对砷胁迫的响应

采用土壤盆栽和溶液培养相结合的方法,考察砷胁迫下豇豆(Vigna unguiculata L.)和番茄(Cypho-mandra betacea L.)的生长、砷吸收累积状况、植株体内砷价态和根系分泌物变化。结果表明:砷(50mg/kg)胁迫显著抑制豇豆(精选901青豇豆)的生长,其生物量和产量较对照分别下降47%和54%,属于砷敏感型蔬菜;而砷处理显著促进番茄(特大红宝石)的生长,其生物量和产量分别为对照的1.56倍和1.51倍,属于砷耐受型蔬菜。2种蔬菜果实中砷含量均未超过GB2762-2005食品中污染物限量标准,0.05mg/kg(FW)。砷在2种蔬菜中以As(Ⅴ)和As(Ⅲ)2种形态存在,其中以As(Ⅲ)为主;2种蔬菜根部As(Ⅴ)所占的比例无显著差异,但As(Ⅴ)在豇豆叶片中的比例显著高于番茄。砷胁迫显著增加了番茄和豇豆根系分泌苹果酸和乙酸的量,砷胁迫下番茄根系有机酸分泌增加率显著高于豇豆。     

污染农田水稻中砷的积累与形态组成特点及其影响因素研究

以浙江省某地铅锌矿附近污染农田为研究对象,采样分析了砷污染农田生长水稻中砷的积累和形态组成特点及其影响因素.结果表明:在水稻不同器官中砷含量表现为根部>茎>叶>谷壳>糙米;水稻根部砷含量随土壤砷污染程度的加重和土壤pH值的增加而增加,而地上部特别是糙米中砷含量受土壤性状的影响较小;水稻植株中的砷以无机砷为主,其平均量约占全砷量的85％;在水稻各器官中,As(Ⅲ)与As(Ⅴ)的相对比例有所不同,在根部、谷壳和糙米中以As(Ⅲ)为主,在茎、叶中以As(Ⅴ)为主;水稻体内DMAV(二甲基砷)比MMAV(甲基砷),以及As(Ⅲ)比As(Ⅴ)更易向上部迁移;水稻体内As(Ⅲ)与As(Ⅴ)占总砷的比例存在消长关系;水稻中无机砷占总砷的比例与土壤pH值呈负相关,与土壤Eh值呈正相关;DMAV占总砷的比例与土壤pH值呈弱正相关,与土壤Eh值呈显著的负相关;土壤淹水可增加水稻中DMAV的含量;DMAV占总砷的比例与无机砷的比例呈显著的负相关;水稻体内主要形态的砷[包括As(Ⅲ)、As(Ⅴ)和DMAV]含量基本上呈同步变化;在水稻糙米中As(Ⅲ)、As(Ⅴ)量与总无机砷量之间存在良好的线性关系.     

叶面施硅对水稻吸收和转运无机砷和甲基砷的影响

为探讨叶面施硅对水稻吸收和转运不同形态砷[As(Ⅲ)、As(Ⅴ)、MMA(Ⅴ)和DMA(Ⅴ)]的影响,采用水培模式和高效液相-原子荧光光度计(HPLC-AFS)相结合的方法,探究了水稻幼苗叶面施硅后其吸收不同形态砷的能力及其体内不同形态砷含量的变化。结果表明:4种砷形态处理下,叶面施硅可降低水稻地上部和根部砷含量,其中As(Ⅴ)、MMA(Ⅴ)处理下,叶面施硅水稻根中砷含量显著低于对照,降幅分别为26.16%、35.32%(P0.05),As(Ⅲ)和As(Ⅴ)处理下,叶面施硅后,水稻地上部砷浓度显著低于对照(P0.05),降幅分别为23.03%和42.98%;叶面施硅处理还可降低水稻对砷的吸收能力,其中As(Ⅴ)、MMA(Ⅴ)处理下,叶面施硅水稻对砷的吸收显著低于对照,降幅分别为29.08%、35.17%(P0.05);此外,叶面施硅可以降低水稻地上部与根系砷形态含量,其中As(Ⅴ)处理下,叶面施硅的水稻地上部As(Ⅲ)含量比对照显著降低32.60%(P0.05),As(Ⅴ)和MMA(Ⅴ)处理下,水稻根系As(Ⅴ)和MMA(Ⅴ)含量分别比对照显著降低55.30%和30.61%。但是,叶面施硅对不同形态砷在苗期水稻体内的转运没有显著影响。总之,叶面施硅可抑制水稻对不同形态砷的吸收与累积,在一定程度上降低水稻砷毒害。     

多种藻类对As(Ⅲ)的耐受性及吸附研究

[目的]筛选到在自然条件下能有效去除水体中砷污染的微藻。[方法]以4种微型绿藻(小球藻Chlorella sp.(zfsaia)、Chlorellaminata、Chlorella vulgaris和羊角月牙藻Selenastrum capricormulum)为材料,选取6个不同浓度的As(III)(0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0mg/L)进行培养处理,以生物量、叶绿素a含量等生理指标研究这4种藻类对砷的耐受性及其吸附情况。[结果]小球藻Chlorella sp.(zf-saia)对砷的毒害有敏感性,当砷浓度超过10 mg/L时,其生长受到抑制,EC50值为17.32 mg/L;当砷浓度在0～20 mg/L范围内,羊角月牙藻Selenastrum capricormulum、小球藻Chlorella minata和Chlorella vulgaris生长不受影响,对砷具有较高的耐受性,24 h后,它们对砷的去除率分别达77.02%、72.18%和81.36%。[结论]该研究表明藻类在治理含砷废水和作为砷污染废水的指示性植物等方面具有良好的应用前景。     

电喷雾质谱法测定海藻中无机砷含量

建立了基于分子量测定海藻中无机砷含量的新方法——电喷雾质谱法。探讨了提取方法、溶液pH、还原剂、螯合剂、提取剂、质谱仪参数等实验条件对实验准确度、灵敏度的影响。在优化条件下,As(Ⅲ)的线性范围为0~151.4 ng/mL,As(Ⅴ)的线性范围为0~175.0 ng/mL,相关线性回归系数均在0.99以上,方法检出限(S/N3)0.024 mg/kg,方法定量限(S/N10)0.048 mg/kg。实验在不同浓度下加标回收率为81.0%~95.6%,相对标准偏差为2.52%~7.54%。该方法简单,灵敏度高,重现性好,避免了有机砷引起的假阳性现象,适用于海藻中无机砷的测定,可为海藻中无机砷监督检验提供有力技术支撑。     

土壤中砷、汞速测方法研究

研究了土壤中总砷、总汞的快速测定方法,并对消化体系进行了研究,利用正交试验设计法对测试条件进行优化。建立了快速测定土壤中砷、汞的新方法。该方法线性范围宽(As 0~200μg/L;Hg 0~10μg/L);检出限低(As 0.05μg/L;Hg 0.007μg/L);砷的回收率为96.0%~101.0%;汞的回收率为97.0%~103.7%;相对标准偏差(RSD)砷为2.7%;汞为4.5%。该方法准确、简便、快速,可满足实验要求。     

As胁迫对二年生三七生长、根部As含量和根系分泌物的影响

通过大田试验,研究不同As处理浓度(As5+:0、20、80、140、200、260mg/kg)下,二年生三七绿果期生长特征、根不同部位(主根、须根和剪口)As含量和根系分泌物中有机酸含量、可溶性糖含量和游离氨基酸含量的变化规律。结果表明:(1)株高、叶面积和生物量随着砷处理浓度的增加降低,砷处理浓度为260mg/kg时,根生物量降低26.47%,总生物量降低23.61%;(2)主根、须根和剪口砷平均含量分别0.38、2.51、0.44mg/kg。三七根不同部位砷含量依次为:须根剪口主根;(3)砷胁迫条件下,根系分泌物中柠檬酸和总有机酸含量随砷处理浓度的增加而增加,醋酸和琥珀酸含量随砷处理浓度的增加而降低,在砷≥80mg/kg时,根系不再分泌苹果酸和乳酸;(4)根系分泌物中可溶性糖和游离氨基酸含量随砷处理浓度的增加而增加。总之,二年生三七的生长、砷含量和根系分泌物的组成和含量受到砷胁迫的影响,As大于140mg/kg处理时,三七的生长受到抑制,As小于200mg/kg处理时,柠檬酸、可溶性糖和游离氨基酸含量随As处理浓度的增加而显著增加。