狼尾草典型生理生化特征对阿特拉津胁迫的响应

通过盆栽试验考察狼尾草生长(生物量及根冠比)及典型生理指标(叶绿素、丙二醛及脯氨酸含量)对不同浓度阿特拉津污染胁迫的响应规律.结果显示,高浓度阿特拉津胁迫下狼尾草生物量(≥ 100 mg·kg^-1)、根冠比(≥ 200 mg·kg^-1)两类生长指标与对照处理相比达到显著性抑制水平.阿特拉津胁迫(≤ 200 mg·kg^-1)对狼尾草叶片中叶绿素含量的影响较小,各污染处理样品叶绿素含量与对照组的差异不显著;阿特拉津污染胁迫水平达到100 mg·kg^-1时,狼尾草叶片中脯氨酸含量达到最大值(39.38 μg·kg^-1),同时丙二醛含量与对照处理相比呈现显著升高的趋势.上述结果表明:只有在较高浓度阿特拉津(≥ 100 mg·kg^-1)胁迫水平条件下,狼尾草典型生长及生理指标才逐渐受到极显著影响,从植物生长与生理角度揭示了狼尾草对阿特拉津具有较强的耐受能力.     

昆山市土壤养分现状与变化趋势研究

2009年对昆山市土壤养分进行检测,检测结果显示:有机质35.5 g·kg^-1,全氮2.22 g·kg^-1,碱解氮162 mg·kg^-1,有效磷15.1mg·kg^-1,速效钾115 mg·kg^-1,pH值6.0。与第二次土壤普查相比,有机质和全氮含量呈上升趋势,碱解氮、有效磷、速效钾含量明显提高,pH值呈下降趋势。     

不同铜浓度下玉米间作豌豆对土壤铜的吸收效应研究

为探讨玉米间作模式对铜污染土壤的修复效果,通过盆栽实验研究了玉米||豌豆和玉米单作种植模式对不同铜浓度(0、100、200、400、600 mg·kg^-1)处理下玉米地上部与地下部的铜含量与铜累积量、铜富集与转运系数、土壤全铜和有效铜含量的影响。结果表明:在间作和单作模式中玉米地上部铜含量最高的处理均为铜浓度200 mg·kg^-1,而玉米地上部铜含量最低的处理在单作模式下是铜浓度600 mg·kg^-1,间作模式下是100 mg·kg^-1。相同铜浓度下,间作模式的玉米地上部铜含量均显著低于单作模式,其中降幅最大的为铜浓度100 mg·kg^-1,降幅为49.4%;而间作模式的玉米地下部铜含量均显著高于单作模式,其中增幅最大的为铜浓度100 mg·kg^-1,增幅为105.4%。间作模式的玉米地上部富集系数均显著低于单作,而地下部富集系数均显著高于单作。从种植系统整体来看,除铜浓度400 mg·kg^-1处理外,其余各处理中间作玉米铜累积量均低于单作玉米,但差异不显著。除铜浓度0 mg·kg^-1和400 mg·kg^-1处理外,其余各铜浓度处理下,间作玉米富集系数均低于单作玉米,且所有间作模式的玉米转运系数均显著低于单作玉米。相同铜浓度下,不同玉米种植模式对土壤全铜和有效铜没有产生显著影响。总的来说,玉米间作豌豆能增加玉米地下部铜含量,降低玉米地上部铜含量,在提高间作系统总的铜累积量的同时,降低了铜元素从玉米地下部向地上部的转运。     

啶酰菌胺对酸性紫色土酶活性的影响

通过土培实验研究了啶酰菌胺对酸性紫色土脲酶、硝酸还原酶、亚硝酸还原酶及脱氢酶活性的影响。结果表明,各浓度处理下在培养第7 d对脲酶、硝酸还原酶、亚硝酸还原酶及脱氢酶活性影响显着(P<0.05).随培养时间延长,10 mg·kg^-1处理下,酶活性与CK差异不显着,50 mg·kg^-1浓度处理下,除脱氢酶外,其余酶活性在培养期内能恢复正常水平;100 mg·kg^-1浓度处理下,亚硝酸还原酶表现出“抑制-恢复-激活”,脲酶、硝酸还原酶及脱氢酶活性在培养期内均表现出抑制;200 mg·kg^-1浓度处理下,四种酶在培养期内均受到显着抑制。相关分析结果表明,脲酶与硝酸还原酶活性显着正相关,与亚硝酸还原酶、脱氢酶活性极显着正相关,硝酸还原酶与脱氢酶活性极显着正相关。     

华北农田小麦-玉米轮作体系下土壤重金属积累特征研究

通过文献查阅和采样分析,建立华北农田小麦-玉米轮作体系下土壤重金属输入、输出数据库,分析不同重金属输入源所占比例;通过模型计算不同情景下土壤中不同重金属元素累积速率和累积速率的频率分布,分析土壤不同重金属的积累特征。结果表明,本轮作体系和条件下,Cu、Zn、Cd、Ni、Pb、Cr 6种重金属元素的主要输入源为畜禽粪便有机肥,其占总输入量的比例分别是:86.1%、83.8%、76.6%、72.5%、64.3%和46.3%;Hg、As的主要输入源为磷肥,其分别占总输入量的比例是52.6%和49.5%;大气沉降也是农田土壤中Hg的重要输入源之一。华北农田小麦-玉米轮作体系秸秆还田和地下水灌溉条件下土壤重金属元素累积速率的中位值分别为:Cd0.00238mg·kg^-1·a^-1,As 0.0298mg·kg^-1·a^-1,Hg 0.001 09 mg·kg^-1·a^-1,Pb 0.050 7mg·kg^-1·a^-1,Cr0.0502 mg·kg^-1·a^-1,Cu 0.110 mg·kg^-1·a^-1,Zn0.348mg·kg^-1·a^-1,Ni0.0393 mg·kg^-1·a^-1。根据我国土壤环境质量II级标准(GB 15618-1995),本体系和条件下土壤中Cd、Cr、Ni最易超标,在农田土壤重金属污染防治中应重点关注。     

土壤微生物敏感菌及信号调节途径对邻苯二甲酸二甲酯的响应

邻苯二甲酸二甲酯（Dimethyl phthalate,DMP）是一类具有生物毒性的有机化合物,已被中国环境监测中心和美国环保署列为优先控制污染物之一。土壤微生物对土壤环境变化能够作出精准且快速的反应,并能预测土壤的污染状况。因此,研究土壤微生物对邻苯二甲酸二甲酯污染的响应显得十分必要。试验通过土壤微生物宏基因组测序,探讨了DMP污染对土壤微生物敏感菌的丰度、多样性及信号调节途径的影响。首先,用DMP处理未污染土壤,使DMP终浓度为0、5、10、20、40 mg·kg^-1,然后,暗培养20 d,进行土壤宏基因组测序。结果发现与芳香族化合物降解相关的菌种的相对丰度受到DMP污染促进,而其余在土壤中占比例较大且变化较显著的菌种的相对丰度受到DMP的抑制,且抑制效应与污染物浓度呈正相关;DMP污染导致土壤微生物群落Simpon和Shannon多样性降低;土壤微生物的ABC转运系统、双组分系统（TCS）和磷酸转移酶系统（PTS）总基因丰度及相关酶的基因丰度均受DMP污染的促进。研究表明DMP污染改变了土壤微生物敏感菌种的丰度,干扰土壤微生物基因表达调控系统,进而有可能引起土壤生态系统失衡,影响土壤健康。阐述DMP对土壤微生物的生态毒理效应对优化环境生态系统服务功能、改善环境质量具有科学意义和实际价值。     

青菜对三种土壤中典型抗生素的累积规律研究

为探究青菜对不同类型土壤中不同种类抗生素的吸收和累积特性,通过盆栽实验,观察了三类土壤（黄褐土、砂姜黑土、红壤）中磺胺二甲嘧啶（SM2）、磺胺甲噁唑（SMZ）、四环素（TC）、土霉素（OTC）4种典型抗生素在青菜中的累积规律。结果表明：青菜累积三类土壤中4种抗生素的含量均在第10天达到最高后逐渐下降;青菜中抗生素的含量随着土壤中抗生素初始含量（0.1~25.0 mg·kg^-1）的增大而增大,抗生素初始含量为25.0 mg·kg^-1时,青菜中累积的抗生素含量显著高于其他低浓度处理组（P<0.05）;土壤中抗生素初始含量为25.0 mg·kg^-1时,青菜从不同类型土壤中吸收同种抗生素的含量差异较大,排序为红壤（SM₂ 14 993.6μg·kg^-1、SMZ 12 199.2 μg·kg^-1、TC 646.1 μg·kg^-1、OTC 967.6 μg·kg^-1）>黄褐土（SM₂ 12 598.1 μg·kg^-1、SMZ 11 678.5 μg·kg^-1、TC463.5 μg·kg^-1、OTC 663.8 μg·kg^-1）>砂姜黑土（SM₂ 9 510.4 μg·kg^-1、SMZ 3 666.9 μg·kg^-1、TC 58.8 μg·kg^-1、OTC 90.5 μg·kg^-1）,土壤pH和有机质含量是影响青菜从土壤中累积抗生素的重要因素;在同类土壤中,青菜对不同抗生素的累积顺序为SM₂>SMZ>OTC>TC,导致青菜对不同抗生素累积差异的原因,除了土壤对四环素类抗生素（TCs）的吸附能力强于磺胺类抗生素（SAs）外,还与不同抗生素的理化性质（分子结构、形态）有关。青菜能吸收土壤中的抗生素,在移栽后第10天青菜中抗生素的含量最高,青菜易从酸性土壤（红壤）中吸收抗生素,中性土壤（黄褐土）次之,碱性土壤（砂姜黑土）最低,且青菜对SAs的累积能力强于TCs,土壤中抗生素的初始含量越高,青菜中抗生素的含量也越高。     

土壤As动态影响下枸杞质量评价及环境风险预测

选择柴达木盆地诺木洪农场3种类型农田进行20cm表层土壤砷(As)含量检测。第1种为新开垦原生地,第2种为20年耕种地,第3种为50年耕种地,检测As含量分别为16.29、14.90、14.04 mg·kg^-1。3种土壤As含量均达到无公害食品标准(25 mg·kg^-1)和绿色食品标准(20mg·kg^-1)。多年耕种并没有造成农田表层土壤As积累。农田灌溉用河水中未检出As。生产中使用的22种农药、肥料均检测到As,其中15种杀虫剂、杀真菌剂、除草剂、植物激素等,每年输入土壤As 4 513.59 mg·hm^-2;7种肥料每年输入土壤As 258015.24mg·hm^-2。施肥是土壤中As输入的重要来源,最主要的输入源是磷酸二铵,占到50%;其次为复合肥、鸡粪和有机肥。每年随作物输出As总量为4 380 mg·hm^-2。模拟田间灌溉,进行土壤柱淋漓试验,农田20 cm表层土壤每年随灌溉淋漓输出As为245 230.65 mg·hm^-2,这与随着肥料、农药输入量几乎相等。表层土壤As处在一个输入、输出相对稳定的动态平衡状态。从土壤中输出的As,随灌溉水输入到水系统中,继而造成水系统As的积累,最终将影响到地区农业的可持续发展。     

噻呋酰胺在马铃薯和土壤中检测方法及残留动态研究

建立了马铃薯果实、植株和土壤样品中噻呋酰胺的分析方法,并测定了噻呋酰胺在马铃薯田中的残留消解动态及最终残留量。样品采用丙酮提取,二氯甲烷萃取,气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)检测。当样品中添加的质量分数为0.001～0.05 mg·kg^-1时,平均添加回收率为85.76%～93.53%,相对标准偏差(RSD)为1.44%～7.33%,噻呋酰胺的最低检出质量浓度(LOQ)为0.001 mg·kg^-1。2009-2010年在天津和南京两地的田间残留试验结果表明:噻呋酰胺在马铃薯植株和土壤中消解较快,半衰期分别为6.08～6.30 d和4.92～7.07 d,施药后21 d的消解率均在91%以上;240 g·L^-1噻呋酰胺悬浮剂按推荐剂量480 g·hm^-2和1.5倍推荐剂量720 g·hm^-2兑水喷雾1次,在马铃薯收获期时噻呋酰胺在马铃薯果实和土壤中的最终残留量分别为质量浓度0.076 2～0.649 6 mg·kg^-1和0.020 7～0.305 0 mg·kg^-1。根据大田试验结果,建议噻呋酰胺在马铃薯中的最大残留限量标准为1.0 mg·kg^-1。     

镉对土壤秀丽隐杆线虫的毒性效应

为明确镉（Cd）对土壤无脊椎动物线虫的毒性效应及不同类型土壤中Cd的毒性差异,以生长量、生育率和繁殖量为评价终点,研究江西鹰潭红壤、江苏苏州水稻土、吉林长春黑土3种土壤中外源Cd对模式生物——秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的毒性效应。结果表明：以3种土壤总Cd含量推导出的Cd对秀丽隐杆线虫的生长毒性的EC₅₀ （半数效应浓度）分别为54.37、197.54mg·kg^-1和287.02 mg·kg^-1,对生育毒性的EC₅₀分别为7.07、77.41 mg·kg^-1和103.09 mg·kg^-1,对繁殖毒性的EC₅₀分别为5.75、13.84 mg·kg^-1和85.94 mg·kg^-1。通过毒性阈值可知,线虫的评价终点对Cd毒性的敏感性由高到低分别为繁殖、生育、生长。相关性分析表明,土壤pH、阳离子交换量、有机质、碳酸钙和锰氧化物含量是影响土壤中Cd毒性的主要因素。基于有效态Cd含量推导得出3种土壤中的Cd毒性阈值与基于总Cd含量的毒性阈值相比差异缩小,说明有效态Cd含量能够更好地解释不同土壤中Cd毒性的差异。     

邻苯二甲酸二甲酯对荧光假单胞菌的损伤研究

为探究邻苯二甲酸二甲酯(Dimethyl phthalate,DMP)对细菌的毒理作用,选择荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)为受试菌株,采用平板计数试验、对数生长数学模型、细菌表面Zeta电位、荧光偏振法、透射电镜和超高效液相色谱法,测定了P.fluorescens的比生长速率、代时、细胞表面电势、细胞膜流动性、细胞损伤程度和DMP在细胞内外分布,研究DMP对P.fluorescens的细胞毒性。结果表明:经0、10、20、40 mg·L~(-1)的DMP暴露后,细菌比生长速率减小,而代时增加;细菌表面Zeta电位从-12.21±0.56mV逐渐降低为-18.13±0.67 mV,同时DMP增加了细菌细胞膜的流动性,导致细胞明显变形、质壁分离严重并伴有内容物的泄露;在细胞内,DMP累积浓度从0.11±0.10 mg·L~(-1)增加到6.78±0.25 mg·L~(-1);在细胞外,DMP累积浓度从8.44±0.37 mg·L~(-1)增加到30.52±0.88 mg·L~(-1)。研究表明,DMP破坏了P.fluorescens的细胞壁和细胞膜,影响了细菌正常生长。     

施锰微肥对镉污染土壤中玉米生长及镉吸收分配的影响

为定量研究锰(Mn)对镉(Cd)污染土壤的修复效果,以低(5 mg·kg~(-1))和高(10 mg·kg~(-1))Cd污染棕壤为供试土壤,通过盆栽培养试验,研究施加不同浓度的MnSO4(20、200、2 000 mg·kg~(-1))对土壤Cd形态、玉米生长和体内Cd吸收、Cd亚细胞分布的影响。结果表明:施Mn可以显著改变土壤中Cd的赋存形态,与对照(未施加Mn)相比,土壤可交换态Cd含量降低了4.75%～30.81%,且随着Cd浓度的增加,可交换态Cd降低比例逐渐增大。适量的Mn(20、200 mg·kg~(-1))可以促进玉米根系的生长,提高玉米各部位生物量,增产11.42%～17.51%,但过量的Mn(2 000 mg·kg~(-1))则会对玉米产生一定的毒害作用,导致减产。Mn降低了土壤中Cd的生物有效性,从而抑制玉米对Cd的吸收,籽粒Cd含量在低Cd污染土壤中降低了46.15%～53.85%,在高Cd污染土壤中降低了38.37%～52.33%。同时Mn增加了细胞壁对Cd的沉积和液泡区隔化作用,促进Cd在根部的固持,从而降低其向地上部转运。研究表明,Mn的施加对低Cd污染土壤的钝化效果优于高Cd污染土壤,适量的Mn更有助于玉米的生长发育以及降低玉米体内的Cd含量。     

离子型表面活性剂对菠菜生长与土壤酶活性的影响

为评价离子型表面活性剂对土壤生态的安全性,利用盆栽试验,研究了十六烷基三甲基溴化铵(Cetyltrimethyl ammonium bromide,CTAB)和十二烷基硫酸钠(Sodium dodecyl sulfate,SDS)对菠菜生物量、叶片抗氧化酶和土壤酶活性的影响。结果表明:CTAB和SDS都对菠菜的生长表现出低浓度促进高浓度抑制,其对菠菜生长造成抑制的临界浓度分别是500、1000 mg·kg~(-1)。各CTAB和SDS浓度处理都显著增加了叶片超氧化物歧化酶(SOD)的活性。随着CTAB浓度增加,SOD活性呈现先增加后下降的趋势;SDS处理下,在50~750 mg·kg~(-1)浓度范围内SOD活性无显著变化,浓度750 mg·kg~(-1) SOD活性显著降低。CTAB处理下,叶片过氧化氢酶(CAT)活性主要受到促进作用,SDS处理下CAT活性先受到促进后受到抑制。除个别浓度外,CTAB和SDS都使叶片过氧化物酶(POD)的活性降低,不同浓度之间POD活性变化规律性不强。各CTAB浓度处理下,土壤脱氢酶、脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶的活性几乎都受到抑制;各SDS浓度处理下,土壤脱氢酶和蔗糖酶的活性都不同程度的增加,土壤脲酶和中性磷酸酶的活性,除个别情况外都受到抑制。CTAB和SDS都在一定程度上表现出土壤生态毒性,CTAB的毒性要大于SDS。     

辣椒DBP/DIBP胁迫及其修复剂优化和机理研究

在研究邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)对辣椒生长胁迫效应的基础上, 选择凹土、蜂窝煤渣、腐植酸组成混合修复剂, 采用Box-Behnken试验设计构建回归模型, 优化修复剂配方, 进而探讨了修复机理。结果表明:土壤中DBP/DIBP含量达到20 mg·kg^-1以上时, 对辣椒生长和干物质积累有显着抑制作用;回归模型极显着(P<0.01),可用于分析预测DBP/DIBP的修复效果;修复剂最佳配方为15.91 g·kg^-1凹土+16.40 g·kg^-1蜂窝煤渣+1.67 g·kg^-1腐植酸;施用修复剂后, 土壤酶活性显着增强, 根系的过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性显着提高, 丙二醛(MDA)含量显着降低, 根系活跃吸收面积增大, 根系活力增强, 辣椒干重增加20.91%.     

微塑料与镉及其复合对小麦种子发芽的影响

为了解微塑料与镉单一及其复合污染对水培小麦发芽和幼苗生长的影响,选取农业土壤中普遍存在的两种微塑料[聚苯乙烯（mPS）和聚氯乙烯（mPVC）,0、100、500 mg·L^-1和1 000 mg·L^-1]、重金属镉（Cd,0、2、10 mg·L^-1和50 mg·L^-1）和小麦种子为试验对象进行种子发芽试验。结果表明：单一微塑料污染下,mPS和mPVC对小麦种子发芽率的影响总体表现为低浓度促进、中高浓度抑制,其中mPVC对小麦种子的发芽指数、发芽势、平均发芽速度均有促进作用,mPS对小麦的生物量有促进作用;单一镉胁迫对小麦种子发芽率的影响基本表现为低浓度（2 mg·L^-1）促进发芽,中高浓度（10 mg·L^-1和50 mg·L^-1）抑制发芽,对小麦芽与根的影响基本表现为低促高抑的规律。微塑料和镉复合污染试验中,与对照组相比,低浓度镉（2 mg·L^-1）-微塑料复合污染抑制小麦种子发芽,其余复合污染几乎对小麦种子的发芽无影响;而低浓度的mPVC与镉复合对小麦种子发芽指数、活力指数、平均发芽速度、根芽的生长和含水率等起协同作用。研究表明,与单一污染处理相比,微塑料-镉复合污染对小麦种子发芽势、活力指数、芽长和生物量的影响基本表现为拮抗作用,即两者复合在一定程度上降低了单一污染物的毒性。     

有机质的去除对磷酸盐稳定土壤铅的影响

为明确土壤有机质的去除对磷酸盐稳定化处理铅污染土壤反应效率的影响,通过马弗炉高温煅烧和双氧水氧化两种不同方法去除铅污染土壤中的有机质,分别在去除有机质前后的含铅污染土壤中添加7个不同P/Pb摩尔比的磷酸二氢钾进行稳定化试验,对稳定化处理后的土壤进行铅毒性浸出(TCLP)、有效磷含量和铅形态分布特征的分析。结果表明:经过马弗炉煅烧和双氧水氧化后土壤有机质的去除率分别为97.2%和11.3%,两种方法去除有机质后土壤中铅提取含量分别升高了43.4%和75.8%;当磷酸二氢钾的添加量达到P/Pb摩尔比为1.2时,去除有机质前后土壤中有效铅含量均降到1.0 mg·L^-1以下,原始土壤及用马弗炉和双氧水去除有机质的土壤中有效铅含量分别为0.4、0.8、0.5 mg·L^-1,有效磷含量分别为68.0、87.0、70.0 mg·kg^-1;原始土壤和去除有机质土壤中的铅以残渣态为主要赋存形态,去除有机质后土壤中有机结合态的铅减少。土壤有机质的去除能改变土壤中铅的生物有效性,影响铅污染土壤的稳定化效果,增大环境释放的风险。     

土壤性质对烟叶中铅、镉含量的影响及预测模型研究

在湖南某植烟区采集代表性的土壤和烟叶样品112个,测定了土壤理化性质和样品的铅、镉含量,并通过相关性和回归分析来研究烟叶铅、镉含量与土壤因子关系。结果表明:研究区土壤Pb、Cd全量平均值为40.91、0.37 mg·kg~(-1),Pb、Cd有效态平均值分别为10.71、0.23 mg·kg~(-1),烟叶Pb、Cd含量分别为3.86、7.55 mg·kg~(-1);烟叶Pb、Cd的富集系数分别为0.094和19.84,对比富集系数可知,植烟区烟叶镉的健康风险要大于铅。相关性分析表明:烟叶中Pb与土壤Pb全量、Pb有效态含量呈正相关,与p H值呈负相关;烟叶Cd与土壤Cd全量、Cd有效态含量、有机质含量和氯离子量呈正相关,与p H值负相关。通过数据逐步回归得到的方程为lg Ytobac-Pb=0.806lg Xsoil Pb-0.314p H-0.020(R2=0.499)、lg Ytobac-Cd=0.877Xsoil Cd-0.302p H+0.465lg XOM+1.632(R2=0.561),回归方程对烟叶中Pb、Cd的预测达到极显著水平。     

PFOS对小油菜生长发育的毒性效应及机制

为探讨全氟辛烷磺酸(PFOS)对小油菜的毒性效应,采用室内盆栽种植的方法,研究了PFOS对小油菜发芽和生长发育的影响,并结合土壤酶活性变化探讨了其毒性机理。结果表明:PFOS暴露浓度与小油菜的发芽率和茎叶增长率表现为非单调剂量-效应关系。50 mg·kg~(-1)暴露时小油菜发芽和茎叶的增长率分别为9.24%(P=0.001)和47.97%(P0.001);小油菜发芽和茎叶生长的抑制浓度分别为100 mg·kg~(-1)和250 mg·kg~(-1);随着暴露进一步增大,小油菜发芽和茎叶增长的抑制率无显著变化。土壤蔗糖酶和碱性蛋白酶活性在PFOS暴露下也表现为低浓度刺激表达、高浓度抑制表达效应,这与PFOS暴露下小油菜的生长规律具有一定的正相关性。因此,PFOS对小油菜的毒性不仅与其对小油菜的直接损伤有关,还与其对小油菜种植土壤肥力的影响有关。