In vitro模型探讨土壤及矿物中钒的生物可给性(英文)

[目的]探讨攀枝花地区土壤及矿物中钒的存在形态和生物可给性。[方法]采集攀枝花地区具有代表性的农田昔格达土、矿山受污染的昔格达土和钒钛磁铁矿,测定土壤及矿物中钒的存在形态;采用invitro方法建立体外仿生消化模型,对3种样品中钒的生物可给性进行研究。[结果]土壤及矿物中的钒在胃液中的溶解态含量分别为5.02、9.50和3.88mg/kg,生物可给性为0.09%～3.00%;肠液中钒的溶解态含量分别为2.98、5.43和4.49mg/kg,生物可给性为0.10%～1.78%;各种形态的钒含量差异显著,非专性吸附态钒和专性吸附态钒的含量均很低,而残渣态钒含量很高,分别占样品总钒含量的75.06%、95.32%和86.27%。[结论]胃中钒的生物可给性高于小肠中钒的生物可给性,这主要是与胃液的pH值远低于小肠液的pH值有关;土壤及矿物中的钒很难发生形态的转化与迁移,这是样品生物可给性低的主要原因。     

基于什邡市农田土壤中Pb、Zn的人体健康风险评估

为研究西南地区典型磷矿区土壤中的重金属对人体健康的影响,采集四川省什邡市工业区(穿心店、宏达、双盛)和非工业区(马井)4个采样区的农田土壤,测定了Pb、Zn的全量,研究了Zn的分布特征。采用改进BCR法研究Pb、Zn的形态,采用体外仿生实验研究Pb、Zn的生物可给性,并对土壤中的Pb、Zn进行人体健康风险评估。根据《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB15618-2018)中的筛选值,Pb在整体水平上未引起污染,Zn在工业区引起了轻度污染,且工业区Pb、Zn全量较非工业区高。距磷肥厂烟筒排污口下风向距离的分布特征表明,Zn全量在300～400 m达到最大。马井、穿心店、宏达和双盛采样区Pb的生物可给性分别为8.9%、28.8%、18.0%、77.3%,Zn的生物可给性分别为5.1%、7.1%、6.7%、24.5%,工业区Pb、Zn的生物可给性高于非工业区。Pb、Zn均以残渣态为主,Pb的生物可给性与各形态含量无定量相关,但Zn的生物可给性与其酸提取态含量呈显著正相关。采用Pb、Zn全量和生物可给性分析,成人和儿童的健康风险均在可接受范围内,但儿童潜在的健康风险不容忽视。基于重金属全量和生物可给性,工业区土壤中Pb、Zn对成人和儿童潜在的健康风险均高于非工业区,并且Pb对总非致癌风险的贡献分别为96.5%和98.6%,Zn分别为3.5%和1.4%。与用全量相比,用生物可给性修正的模型评估Pb、Zn潜在的健康风险大幅度降低。     

钒对作物种子发芽及幼苗生长的影响

通过水培条件下种子发芽试验方法研究了V5+的生物毒性.V5+对萝卜、玉米、油菜、水稻、豆角、南瓜、向日葵7种作物的种子萌发及幼苗早期生长影响的研究结果表明,V5+抑制油菜、豆角、萝卜种子萌发,但玉米、水稻、南瓜、向日葵的发芽率与对照无显著差异.在作物幼苗生长阶段,无论是在长度还是在重量方面,V5+对所有供试作物生长均表现为抑制作用.油菜、萝卜、向日葵的幼苗根系对V5+胁迫敏感,所有V5+处理浓度(0.05～1.0 mmol·L-1)条件下,其耐性指数均小于0.5,其次为水稻,再次为玉米和南瓜,豆角对V5+存在一定的耐受力.供试作物根长受V对抑制的程度高于苗高,V5+对供试作物幼苗生长的抑制作用大于对发芽率的抑制.对比不同作物对V5+胁迫的响应,油菜最敏感,其次是水稻,低浓度V5+即可对其幼苗生长产生显著抑制.     

用紫外-荧光微孔板酶检测技术测定两种土壤的酶活性

【目的】土壤酶活性是土壤质量的重要指示指标,本文对土壤酶的快速检测方法进行了探讨。【方法】采用荧光微孔板酶检测技术,测定土壤硫酸酯酶、磷酸酶、β-葡萄糖苷酶和肽酶活性,采用紫外微孔板酶检测技术测定多酚氧化酶和过氧化物酶活性。【结果】结果表明,采自农田的赤红壤的硫酸酯酶、磷酸酶和肽酶活性高于紫色土和采自矿山的赤红壤的相应的酶活性;矿山赤红壤的多酚氧化酶和过氧化物酶活性在三者中最高;紫色土的β-葡萄糖苷酶活性高于赤红壤的β-葡萄糖苷酶活性。【结论】紫外-荧光微孔板酶检测技术可快速测定土壤中酶的活性。     

富铁营养液中五价钒对胭脂红景天生长及养分吸收的影响

为阐明五价钒胁迫对胭脂红景天(Sedum spurium cv.Coccineum)的生长及养分吸收的影响,为钒污染土壤生态修复提供理论依据,采用水培实验,在改良的霍格兰营养液中以偏钒酸钠的形式添加不同浓度的V5+(浓度分别为0、2.5、5.0、12.5、25.0和50.0 mg·L-1),研究重金属钒对胭脂红景天生长、生理特性、以及植株各部分中钒和营养元素积累量的影响。结果表明,经过2个月的培养后,五价钒对胭脂红景天的株高、根长和根、茎、叶的鲜重均有显著的抑制作用。随着营养液中钒浓度的增加,胭脂红景天叶片中叶绿素a和叶绿素b的含量呈现出先上升后下降的趋势;而胭脂红景天根、茎、叶中钒含量则呈上升趋势,且地下部分的生物富集系数明显高于地上部分。随着植株根、茎、叶中钒含量的升高,其他营养元素的吸收均受到不同程度的影响。     

土壤有机碳稳定同位素的古环境指示意义及影响因素

土壤有机C稳定同位素受控于生长其上的植物类型及其生物量,而后者又取决于环境条件。因此利用土壤有机质δ13C值可以反映地质历史时期C3、C4植被变化,从而进一步揭示环境变化进程。目前,土壤有机C稳定同位素特征分析已成为古生态与古环境恢复、古气候重建、全球变化研究的重要内容。由于大气湿度、CO2分压、温度和微生物分解等众多因素的影响,土壤有机质δ13C特征、C3与C4植物组成比例、区域环境(主要是气候)三者间并不完全呈现一一对应关系,因此,其应用机理和影响因素尚需要进一步探讨。今后应着重加强现代地表植被特征与土壤有机质δ13C关系、人类活动方式对土壤有机C稳定同位素特征的影响、土壤-植物-大气系统C循环过程等方面研究,才能使土壤有机C稳定同位素特征研究获得更为广泛的应用。     

基于甲酰四氢叶酸合成酶基因解析厌氧消化系统中互营乙酸氧化菌群

乙酸是厌氧消化产甲烷过程的重要中间代谢产物,可以通过乙酸营养型产甲烷菌分解乙酸和互营乙酸氧化菌氧化乙酸这两种途径产甲烷。一些同型产乙酸菌通过逆向acetyl-CoA途径可以进行互营乙酸氧化,甲酰四氢叶酸合成酶(formyltetrahydrofolate synthetase,FTHFS)是该途径关键酶,其编码基因甲酰四氢叶酸合成酶基因(fhs)可以用来研究环境中互营乙酸氧化菌群分布,但目前相关研究比较有限。为了了解乙酸氧化菌群的多样性和分布情况,研究采集了分别来自供给原料不同、运行温度不同的湿式和干式的厌氧反应器的消化污泥,按样品的来源特征构建3个fhs基因克隆文库并进行了解析。结果表明:3个文库的克隆分布差异大且没有共有克隆,大部分克隆与已知微生物或未培养克隆具有较低的相似性,表明厌氧消化系统中存在较高多样性的未知互营乙酸氧化菌群,运行温度对互营乙酸氧化菌群多样性具有一定影响。