不同性质土壤中钼的植物毒性及预测模型

以我国9个地区不同理化性质的土壤为研究对象,通过外源添加钼酸盐（Mo⁶⁺）评估了土壤Mo对大麦（Hordeum vulgare L.）的毒性,在此基础上分析了土壤性质因子和毒性阈值之间的相关性,并建立了一元和多元线性回归方程。结果表明,在9个地区的土壤中,Mo对大麦根伸长10%抑制率（EC₁₀）和50%抑制率（EC₅₀）的变化范围分别为262.64~3 301.70 mg·kg^-1和851.10~5142.62 mg·kg^-1;土壤阳离子交换量（CEC）是影响土壤Mo毒性阈值最重要的因子;基于CEC建立的回归方程中引入pH值和锰氧化物含量时,预测能力显著提升,可以分别解释EC₁₀和EC₅₀的82.2%和88.5%的变异（P<0.05）。利用欧洲9个地区土壤的大麦毒性数据对模型进行验证,发现基于我国土壤建立的Mo毒性预测模型并不适用于欧洲土壤,进一步分析了我国和欧洲18个地区的土壤性质和毒性阈值的相关性并建立了预测模型。研究表明,CEC对Mo的大麦毒性有显著影响,基于CEC、pH值和锰氧化物含量建立的预测模型可以准确评估我国和欧洲18个地区土壤Mo的毒性。本研究可为土壤Mo的风险评价和修复提供重要参考。     

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。     

锑对土壤中秀丽隐杆线虫的毒性效应

为明确锑（Sb）对土壤无脊椎动物线虫的毒性效应及不同类型土壤中Sb的毒性差异,以生长量、生育率和繁殖力为评价终点,研究了3种土壤（西安垆土、鹰潭红壤、江门红壤）中外源Sb对模式生物——秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的毒性效应。结果表明：基于西安垆土、鹰潭红壤、江门红壤的土壤总Sb含量推导得出的Sb对线虫生长毒性的EC₅₀ （半数效应浓度）分别为1 138、2 163、4 074 mg·kg^-1,对线虫生育毒性的EC₅₀分别为849、1 472、3 244 mg·kg^-1,对线虫繁殖毒性的EC₅₀分别为574、836、1 470 mg·kg^-1。通过毒性阈值可知,线虫的评价终点对Sb毒性的敏感性由高到低依次为繁殖、生育、生长。相关性分析表明,阳离子交换量、有机质含量和非晶质铁氧化物含量是影响土壤中Sb毒性的主要因素。基于有效态Sb含量推导得出的3种土壤中Sb的毒性阈值差异缩小,说明有效态Sb含量能够更好地解释不同土壤中Sb毒性的差异。     

1-site/2-pKa表面络合模型预测土壤中Cd2+的吸附及生物有效性

土壤中重金属的生物有效性与其在土壤中的吸附行为密切相关,本研究选取我国9个不同类型的非石灰性土壤,探究了Cd²⁺在土壤中的吸附过程。通过电位滴定获得土壤表面酸碱性质（pK_a1和pK_a2）,基于1-site/2-pK_a模型,使用ECOSAT和FIT拟合得到土壤与Cd²⁺的络合常数（lg K _{（SOCd⁺）}）,结果显示该模型能很好地描述Cd²⁺在土壤中的吸附过程。为了进一步探究土壤性质对Cd吸附固定的影响,通过逐步回归分析了pK_a1、pK_a2、lg K _{（SOCd⁺）}与土壤性质间的关系,发现土壤pH和CEC是pK_a1的主控因子,土壤pH同时也是pK_a2、lg K _{（SOCd⁺）}的主控因子。为了验证模型的可靠性,结合历史文献,基于土壤pH和CEC预测了历史文献中土壤表面酸碱性质和lg K _{（SOCd⁺）},利用得到的参数预测了Cd的吸附过程,发现预测值与实测值之间有很好的相关性,该模型能解释86%的变异。此外,利用回归模型得到的结合常数预测了历史文献中土壤溶液中的Cd含量,发现模型预测的Cd含量与蚯蚓体内Cd含量同样具有很好的相关性,能解释83%的变异。本研究基于Cd²⁺在不同性质土壤中的吸附行为,使用广义复合法建立的表面络合模型可以描述Cd²⁺在非石灰性土壤中的吸附与分配过程。     

土壤外源铬的作物毒性响应及富集差异研究

为了研究土壤外源铬（Cr）对不同作物毒性和有效性的差异，本研究选用生菜、小麦和玉米作为受试植物，分别采用K₂CrO₄溶液和某化工厂Cr污染土壤作为土壤外源Cr污染来源开展了作物根伸长实验和田间试验。结果表明：两种外源Cr处理土壤中，小麦根伸长的EC₁₀和EC₅₀值（10%和50%效应浓度）分别为生菜相应值的2.22~2.35倍和1.45~1.87倍，说明生菜对土壤Cr污染更为敏感。外源添加化工厂Cr污染土壤的处理中EC₁₀值大约为外源添加K₂CrO₄处理土壤中的14~15倍，而对于EC₅₀值该倍数为4~5倍。田间试验中，与对照处理相比，两种外源Cr处理均显著增加了土壤中乙二胺四乙酸提取态Cr（EDTA-Cr）含量。生菜-小麦-玉米轮作过程中，在生菜种植的3个月内，土壤中EDTA-Cr含量下降迅速，不同外源Cr处理中下降了75.2%~89.4%。在小麦和玉米种植期间，EDTA-Cr含量下降速率变慢，到玉米收获后EDTA-Cr含量共下降了89.0%~94.9%，并且外源添加K₂CrO₄处理的土壤中EDTA-Cr含量的下降速率高于添加化工厂Cr污染土壤的处理。三种作物可食用部分Cr含量均低于国家食品安全标准，但生菜对Cr的富集显著大于小麦和玉米的。     

不同环数多环芳烃对土壤白符跳（Folsomia candida）的毒性差异

为了解不同环数多环芳烃（PAHs）对无脊椎动物的毒性效应以及对比不同类型土壤中PAHs毒性差异,通过滤纸接触实验、土壤和食物暴露实验,对比分析了三环、四环和五环3种多环芳烃菲（Phe）、芘（Pyr）、苯并芘（BaP）对模式生物白符跳（Folsomia candida）的急性、慢性毒性效应及差异。研究结果表明：滤纸实验中跳虫在不同浓度Phe和Pyr溶液浸透的滤纸上暴露3 d和7 d后死亡现象均比BaP明显。土壤暴露实验中Phe在江西红壤（以下简称红壤）和黑龙江黑土（以下简称黑土）土壤中对跳虫生存和繁殖的影响均大于BaP。基于可提取PAHs实测值推导的繁殖率的EC₅₀（半数效应浓度）,Phe在红壤和黑土中的毒性阈值分别是BaP的5倍和10倍; Pyr在红壤和黑土中的毒性阈值均为BaP的10倍。食物暴露实验中Phe、Pyr和BaP处理下跳虫成虫均无明显死亡,Phe、Pyr对跳虫繁殖的28 d-EC₅₀分别为278 mg·kg^-1（186~336 mg·kg^-1）和363 mg·kg^-1（298~427 mg·kg^-1）。以上结果表明,Phe、Pyr会对跳虫的生存和繁殖产生较大影响,而BaP相对Phe和Pyr,对跳虫的影响较小。受试暴露浓度下,不同类型土壤中PAHs对跳虫的毒性大小具有显著差异,红壤中PAHs对跳虫的生态毒性和黑土相比最大差别超过3倍,表明不同理化性质对PAHs生态毒性具有显著影响,因此在后续评估PAHs生态毒性效应时要充分考虑土壤理化性质对其毒性的影响。     

基于金属理化性质与土壤生态毒性基准值关系的QICAR模型研究

土壤金属污染给生态和人类健康造成直接或间接的风险，多个国家制定了土壤生态风险基准以保护土壤生态安全和人类健康，但很少研究关注金属内在理化性质与其相关基准值之间的关系。本研究以美国能源部橡树岭实验室制定的10种金属元素的土壤生态受体毒性基准（SERTC）为例，在依据软硬酸碱理论对金属离子进行分组的基础上，探索了土壤金属生态毒性基准值与其内在理化性质之间的关系。结果表明，不同分组下多个金属离子结构参数与土壤生态毒性基准值具有很好的相关性，其中AR/AW、Z/r、lg（-βn）、Z/AR²和ΔE₀等离子键参数与硬金属离子的毒性基准值具有显著相关性（0.35 < R² < 0.960，P<0.1），X_m²r及σp等共价键参数与软金属离子基准值显著相关，说明离子键和共价键对硬离子和软离子毒性大小有重要影响。基于此建立了离子结构参数与土壤生态毒性基准的定量离子特征-活度关系（QICAR）模型，该模型可为其他未知生态毒性金属基准值的制定提供依据。     

六溴环十二烷(HBCD)和Cu2+单独与联合暴露对海水小球藻的毒性作用

为探究典型溴化阻燃剂六溴环十二烷（HBCD）和重金属 Cu²⁺对海水小球藻（Chlorella salina）的毒性作用,本研究测定HBCD和Cu²⁺单独和联合暴露96 h后小球藻的细胞密度、Chl a含量和叶绿素荧光的变化情况。结果表明：单独暴露下,HBCD处理组藻细胞密度与对照组相比显著下降,其中 500 μg·L^-1 HBCD 处理组抑制率最高（32.99%）,Chl a 含量和F_v/F_m则与对照组无显著差异;Cu²⁺处理组中,96 h-EC₅₀分别为 637 μg·L^-1（ 细胞密度）和 541 μg·L^-1（ Chl a含量）,Chl a含量对 Cu²⁺的敏感性高于细胞密度,海水小球藻的生长受到明显抑制且呈剂量-效应关系,1 260 μg·L^-1和2 000 μg·L^-1 Cu²⁺处理组中F_v/F_m分别显著降低24.24%和32.32%;HBCD和Cu²⁺联合暴露下,海水小球藻的细胞密度和Chl a含量的抑制率增高、叶绿素荧光参数F_v/F_m和ΦPSⅡ比Cu²⁺单独暴露低,基于细胞密度计算的96 h EC₁₀和EC₅₀则随HBCD浓度的增加而显著降低。析因分析表明,HBCD和Cu²⁺联合暴露对海水小球藻的影响具有交互作用,HBCD 会增加 Cu²⁺对海水小球藻的毒性。研究表明,HBCD 对海水小球藻的毒性低,但低浓度HBCD与Cu²⁺联合暴露下Cu²⁺的毒性明显增强,环境中HBCD和Cu²⁺联合作用对海洋生态系统具有较大的潜在风险。     

水稻秸秆生物炭对镉污染农田中番茄产量和品质的影响机制

为探究不同比例生物炭对镉污染农田中番茄产量和品质及其体内镉累积的影响,以千禧番茄（Lycopersicon esculentumMill.）为材料,设计4个处理（CK：不添加生物炭;T₁：1%生物炭;T₂：3%生物炭;T₃：5%生物炭）,采用盆栽试验研究了不同处理下番茄根系、茎部和果实中镉的累积、产量与品质和土壤理化性质与酶活性的差异。结果表明：与CK处理相比,添加生物炭显著提高了番茄的产量和品质（维生素C、番茄红素、可溶性蛋白、可溶性糖含量和糖酸比）,其中T₂处理的品质提升效果最显著,分别较CK处理提高了24.7%、114.4%、12.0%、37.4%和80.0%。添加生物炭可显著降低番茄体内（根系、茎部和果实）镉含量,其中T₃处理的效果最显著,在生长末期,T₃处理番茄根系、茎部和果实中的镉含量分别为1.31、0.33 mg·kg^-1和0.03 mg·kg^-1。此外,在番茄的整个生育期中添加生物炭可显著改善土壤理化性质（pH和腐殖质）,提高土壤养分含量（碱解氮、速效磷和速效钾）和酶活性（脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和纤维素酶）,其中在生长末期,T₂处理的碱解氮、速效磷、速效钾含量和脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和纤维素酶活性显著高于其余处理,依次为47.42、165.85、167.76 mg·kg^-1和6.28 mg·g^-1·d^-1、3.20 mg·g^-1·20 min^-1、1.07 mg·g^-1·d^-1和2.13 mg·g^-1·d^-1;T₃处理对pH、腐殖质含量提高效果最为明显,分别为7.15和24.56 g·kg^-1,但与T₂处理无显著差异。研究表明,添加生物炭可显著降低番茄体内镉含量,改善土壤理化性质并提高土壤养分含量,进而提高番茄的产量和品质,其中以3%生物炭处理效果最佳。同时,添加生物炭显著提高了土壤的酶活性,改善土壤的生态环境。     

玉米幼苗根系对Cr（Ⅲ）的吸收动力学特征及途径探讨

为探讨玉米幼苗对Cr（Ⅲ）的吸收途径,通过水培试验方法,研究了不同Cr（Ⅲ）处理浓度（0~20 mg·L^-1）对玉米幼苗Cr（Ⅲ）的吸收动力学特征的影响,以及ATP酶抑制剂、离子通道抑制剂、Fe（Ⅲ）对玉米幼苗根系Cr（Ⅲ）吸收的影响。结果表明：玉米幼苗根系吸收Cr（Ⅲ）的最大吸收速率（V_max）为121.4 mg·kg^-1·d^-1,显著高于地上部的16.3 mg·kg^-1·d^-1（P<0.05）;根系吸收Cr（Ⅲ）的离子载体与离子的亲和力（K_m）为12.2 mg·L^-1,显著低于地上部分的180.8 mg·L^-1（P<0.05）。ATP酶抑制剂Na3VO4显著抑制了玉米幼苗根系对Cr（Ⅲ）的吸收（P<0.05）。Ca²⁺通道抑制剂LaC_l3和K⁺通道抑制剂C₈H₂₀CIN均不抑制玉米幼苗根系对Cr（Ⅲ）的吸收（P>0.05）。与正常营养液相比,缺Fe（Ⅲ）处理下的玉米幼苗根系吸收Cr（Ⅲ）的V_max增加了20.0%,K_m数值仅减少了5.0%,但Fe（Ⅲ）处理下的玉米幼苗根系吸收Cr（Ⅲ）的V_max减少了46.0%,K_m数值减少了56.0%。研究表明,玉米幼苗吸收的Cr（Ⅲ）主要富集在玉米幼苗的根部,只有很少被转移到地上部分;玉米幼苗根系对Cr（Ⅲ）的吸收存在主动吸收的过程,进入细胞膜的途径与Ca²⁺和K⁺通道无关,Fe（Ⅲ）抑制了玉米幼苗根系对Cr（Ⅲ）的吸收。     

Marine cobalt resources

Ferromanganese oxides in the open oceans are more enriched in cobalt than any other widely distributed sediments or rocks. Concentrations of cobalt exceed 1 percent in ferromanganese crusts on seamounts, ocean ridges, and other raised areas of the ocean. The cobaltrich crusts may be the slowest growing of any earth material, accumulating one molecular layer every 1 to 3 months. Attention has been drawn to crusts as potential resources because they contain cobalt, manganese, and platinum, three of the four priority strategic metals for the United States. Moreover, unlike abyssal nodules, whose recovery is complicated by their dominant location in international waters, some of the most cobalt-rich crusts occur within the exclusive economic zone of the United States and other nations. Environmental impact statements for crust exploitation are under current development by the Department of the Interior.     

中药CA的急性毒性和长期毒性研究

采用最大耐受量测定法和30d喂养试验,测定小白鼠的最大耐受量和长期毒性.急性毒性试验结果表明,小白鼠灌胃最大耐受量为160g/kg(生药),相当于日临床用药量的160倍;30d长期毒性试验结果表明,小白鼠的一般状况、体重、血液学指标、血液生化指标及其脏器指数与对照组相比无显著性差异(p>0.05),3个剂量组间比较也无显著性差异(p>0.05).即中药CA安全无毒性.     

Structure of an oxygen-carrying cobalt complex

Bis(3-fluorosalicylaldehyde) ethylenediimine cobalt(II), a reversible oxygen-carrying compound, has been crystallized as a tetramer with two oxygen molecules bound to the four cobalt atomns, each oxygen molecule bridging between two metal atoms. These dimers are further linked by two bonds between the oxygen atom of the salicylaldehyde and the cobalt atom. The oxygen-to-oxygen distance, 1.21 angstroms in molecular oxygen, has increased to 1.308(28) angstroms (where the number in parentheses is the estimated standard deviation) in this compound, the shortest distance yet observed in sutch a bridging arrangement.     

固体氧化钴pH电极的研制

本文制备了一种可用于溶液pH值测定的固体氧化钴印刷电极。该电极可在2～12pH范围内呈现出良好的Nernst响应。文中就氧化钴的合成方法及印刷电极的制备工艺参数对电极响应行为的影响进行讨论。     

Synthesis and characterization of anisometric cobalt nanoclusters

Sonication of aqueous Co(2+) and hydrazine resulted in the formation of anisometric (disk-shaped) cobalt nanoclusters that averaged about 100 nanometers in width and 15 nanometers in thickness. Electron diffraction from single particles revealed that they were oriented (001) crystals that conformed to a trigonal or hexagonal unit cell four times the size of the cell adopted by bulk alpha-cobalt. Lorentz microscopy indicated that these were single-magnetic domain particles, with the axis of magnetization located in the (101) plane, offset at some appreciable angle from the (001) axis.     

草鱼幼鱼对饲料中钴的需要量

【目的】研究不同水平钴对草鱼幼鱼生长性能、机体营养成分、组织钴含量和血液指标的影响,以确定草鱼幼鱼对饲料中钴的适宜需要量。【方法】选取初始体质量为(3.21±0.35)g的草鱼(Ctenopharyngodon idella)幼鱼,随机分成6组,其饲料中钴含量分别为0.05(对照组),0.13,0.22,0.44,0.95和1.63mg/kg,每组设置3个重复,每重复60尾,饲养试验周期为70d。【结果】饲料中添加钴显著提高了草鱼幼鱼的特定生长率、增重率和蛋白质效率(P<0.05),但对存活率无显著影响(P>0.05),当饲料中钴含量为0.22mg/kg时,草鱼的特定生长率、蛋白质效率和增重率最大,饲料系数最低,并与其他各试验组差异显著;饲料添加钴对草鱼全鱼水分、粗脂肪、粗蛋白和灰分含量无显著影响(P>0.05);当饲料中钴含量为0.22mg/kg时,草鱼幼鱼肝脏、肾脏和肌肉中钴含量最大,且显著高于钴含量为0.05,0.13和1.63mg/kg试验组(P<0.05),而当饲料中钴含量在0.22～0.95mg/kg时,各试验组之间草鱼幼鱼肝脏、肾脏和肌肉中钴含量无显著差异(P>0.05);饲料添加钴可以增加草鱼幼鱼血红蛋白含量(HGB)、血小板计数(PLT)、红细胞压积(HCT)和红细胞计数(RBC),当饲料中钴含量为0.22mg/kg时,血液中血红蛋白质量浓度、血小板计数、红细胞压积和红细胞计数均达到最大值,与钴含量为0.05mg/kg试验组差异显著(P<0.05)。【结论】基于特定生长率和肾脏钴含量折线法分析,草鱼幼鱼获得最佳生长和组织钴累积水平时,对饲料中钴的需求量约为0.20mg/kg。     

柴桂感寒口服液急性毒性和长期毒性试验

[目的]评价柴桂感寒口服液的毒性作用并初步确定其安全范围,为柴桂感寒口服液的兽医临床用药提供参考依据.[方法]选取健康的昆明系小鼠(18.00~22.00 g/只),按1.875、3.750、7.500、15.000和30.000 g/kg的给药剂量设5个处理组,于24 h内分2~3次灌胃给药进行急性毒性试验;另取20只昆明系小鼠,雌雄各半,按60.000 g/kg的剂量灌胃给药进行最大耐受量试验.长期毒性试验则选取健康清洁级SD大鼠80只,随机分为高剂量组(20.000 g/kg)、中剂量组(10.000 g/kg)、低剂量组(5.000 g/kg)和空白对照组(纯化水),每组20只(雌雄各半),给药周期30 d,于停药后第1 d(试验第31 d)和停药后1周(试验第38 d)分别进行眼球采血,用于血常规指标和血清生化指标检测,同时剖检并采集大鼠实质性脏器计算脏器指数及制作石蜡组织切片.[结果]急性毒性试验小鼠灌胃给药后30 min内嗜睡,精神萎靡,但40 min后其生理状态恢复正常,无中毒症状和死亡现象,因而无法计算出半数致死量(LD50).在最大耐受量试验中,各给药剂量组小鼠也未出现死亡情况,剖检发现其心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、胸腺、胃肠、睾丸(♂)、子宫(♀)和卵巢(♀)等脏器均无任何肉眼可见的特征性病理变化,即小鼠对柴桂感寒口服液的最大耐受量大于60.000 g/kg.长期服用柴桂感寒口服液对大鼠的采食量和体重均无不利影响,不会导致大鼠实质性脏器损伤或发生异常变化,对其血常规指标和血清生化指标也无明显影响;石蜡组织切片观察发现各给药剂量组大鼠肝脏、脾脏和肾脏的组织形态结构与空白对照组一致,均未出现异常病理变化.[结论]柴桂感寒口服液无急性毒性作用,长期连续服用也不会产生毒副作用,兽医临床用药安全性高,可用于治疗风寒感冒等病证.