贵阳市典型污染区蔬菜和水稻重金属富集特征及质量评价

工矿业发展易引发城市周边土壤重金属污染。为掌握贵阳市典型污染区农产品重金属污染状况及富集特性,本文选择磷矿区、煤矿区、铝矿冶炼区及养殖废水灌溉区农田土壤蔬菜和水稻为研究对象,利用电感耦合等离子体质谱仪X2(ICP-MS)测定重金属。结果表明:磷矿区、铝矿冶炼、煤矿区、污水灌溉区和对照区土壤综合污染指数分别为1.18、1.17、1.34、2.01和0.678,Cd点位超标率达80.85%,是特征污染元素;蔬菜样品中有2个Cd超过国家食品安全限值,超标率为3.2%;重金属富集系数较低,表现为Cd(0.1)﹥Cu(0.09)﹥Zn(0.05)﹥As(0.01)﹥Cr(0.005)﹥Pb(0.003);煤矿区稻米Cd、Cu、Zn分别超标6.7、1.1和1.5倍,THQ值均大于1。典型污染区土壤重金属污染严重,但蔬菜富集系数低,食物链风险相对较小,煤矿区稻米具有潜在健康风险。     

花生重金属富集特征及防控对策研究进展

重金属污染在土壤中具有长期、隐蔽和不可逆三性特点,花生是地下结实作物,对重金属的富集更为明显,明确花生重金属富集特征,探讨适宜的防控对策,对于生产安全优质花生,从而保障我国食用油安全以及增加出口创汇具有十分重要的意义。本文旨在探究花生重金属富集特征,对重金属防控机制及花生重金属防控措施进行了综述,提出物理、化学、生物等多种方法综合利用进行土壤重金属修复是花生重金属防控的有效途径,并对后续花生重金属的防控研究与应用进行了展望。     

3种螯合剂对铅胁迫下香樟幼苗生长及铅富集的影响

为了研究在添加不同螯合剂的情况下,植物对土壤Pb(铅)胁迫的生理生长反应及对Pb的富集转运情况,揭示其变化机制,筛选出较好的螯合剂及适宜的质量摩尔浓度,选择香樟幼苗为试验对象,在Pb质量分数为1045 mg·kg^-1土壤中分别添加柠檬酸、苹果酸和乙二胺四乙酸(EDTA)3种螯合剂,每种螯合剂分别设置了0、2、4、6、8 mmol·kg^-15个质量摩尔浓度,测量香樟幼苗的生长指标、生理指标以及Pb富集转运等指标并进行统计分析。结果表明:3种螯合剂对香樟幼苗生长生理及Pb的富集转运均有显著影响,随着3种螯合剂质量摩尔浓度的增加,Pb胁迫加重;同一质量摩尔浓度下,多数指标,经EDTA处理的分别与经柠檬酸和苹果酸处理的结果有显著差异,柠檬酸和苹果酸处理二者之间差异不显著;EDTA质量摩尔浓度不大于2 mmol·kg^-1,柠檬酸、苹果酸质量摩尔浓度不大于4 mmol·kg^-1,香樟生长状况及Pb吸收综合效果最好。综合分析得出:柠檬酸、苹果酸、EDTA都具有促进植物吸收土壤Pb的作用,3种螯合剂均能提高香樟幼苗的富集系数和转移系数;当土壤Pb质量分数为1045 mg·kg^-1、EDTA质量摩尔浓度为2 mmol·kg^-1、柠檬酸和苹果酸质量摩尔浓度为4 mmol·kg^-1时,香樟幼苗吸收土壤Pb的效果最佳。在达到同等效率的前提下,建议优先选用柠檬酸或苹果酸为宜。     

镉胁迫对芹菜生理特性及细胞超微结构的影响

采用水培试验,研究不同浓度镉(Cd)胁迫下Cd在芹菜不同器官组织中的积累及对芹菜生理生化指标、细胞超微结构的影响。结果表明,Cd浓度为40 mg/L时,芹菜叶、茎、根中的Cd含量相对最高,分别为16.36、65.78、213.06 mg/L;Cd浓度为10 mg/L时,芹菜对Cd的富集和转运能力相对最强,富集系数、转运系数分别为5.83、0.62,同时,叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量处于最高水平;Cd胁迫导致芹菜叶片细胞壁内侧模糊,轮廓不饱满,淀粉颗粒增大、变多,叶绿体出现肿胀,且基粒类囊体呈波浪状,并处于解离状态,而根尖细胞的细胞基质变稀,液泡数量明显增多,细胞核仁消失,染色质外溢,线粒体出现肿胀;Cd胁迫浓度分别为5、10、20、40 mg/L时,芹菜叶组织中的可溶性蛋白含量分别为清水处理(CK)的98.73%、96.55%、91.28%、86.16%,而根中的蛋白含量分别为对照的99.74%、109.98%、132.76%、157.18%;随Cd胁迫浓度的增大,芹菜的根系活力逐渐降低,与CK相比分别显著下降15.33%、57.72%、58.69%、70.59%(P0.05)。     

三疣梭子蟹体内苯并[a]芘的富集动力学

采用半静态双箱动力学模型研究三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)对苯并[a]芘(benzo[a]pyrene,BaP)的生物富集,通过对富集与排出过程中三疣梭子蟹体内BaP的动态监测,并对监测结果进行非线性曲线拟合,得到三疣梭子蟹的吸收速率常数K1、排出速率常数K2、生物富集因子BCF、富集平衡浓度CAmax、生物学半衰期B1/2等动力学参数;拟合结果得到BaP的各动力学参数分别如下:K1为14.67~26.08、K2为0.09~0.14、CAmax为9.31~73.35、BCF为163.00~196.29、B1/2为4.95~7.70 d。对模型的拟合优度检验结果显示,在BaP暴露条件下三疣梭子蟹对BaP的生物富集数据符合双箱动力学模型,模型的拟合优度良好。比较结果得出:三疣梭子蟹对不同浓度的BaP吸收速率常数K1及生物富集系数BCF基本随外界水体中暴露浓度的增加而降低;排出速率常数K2与外界水体暴露浓度无明显关系;理论平衡条件下生物体内BaP含量CAmax随着外界水体中BaP暴露浓度的增加而增大,且基本成正相关。实验结果表明BaP暴露条件下双箱动力学模型在一定条件下是可以应用于三疣梭子蟹的富集动力学研究的。     

老化生物炭对黑麦草累积重金属的影响

采用化学老化法制得老化生物炭,通过黑麦草盆栽试验,比较生物炭老化前后对土壤中重金属残留量的影响及黑麦草对重金属累积量的影响,探讨老化生物炭对土壤中重金属铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)生物有效性的影响。结果表明,与新鲜炭相比,老化生物炭增加了黑麦草的生物量和土壤中重金属的残留量,同时减少了黑麦草体内的重金属累积量。其中,5%老化生物炭处理的效果最为明显,可以使土壤中重金属Pb、Cd、Cr残留量分别增加6.85%、13.83%、34.36%,使植物地上部分对3种金属的累积量分别减少56.53%、55.68%、47.27%,使植物地下部分对3种金属的累积量分别减少41.71%、21.79%、43.37%。此外,施加生物炭可以显著减少植物地上部分、地下部分的富集系数及转运系数,其中对Cr的作用效果最明显。生物炭老化后对重金属具有更强的吸附固定能力,能减少植物对重金属的累积,降低重金属的毒害效应,进而提高植物生物量。研究结果为生物炭的长期应用提供了理论依据。     

不同两熟轮作模式下土壤-作物系统的Fe、Mn周年变化

为探讨微量元素在农业生产中的作用,研究不同轮作模式下土壤-作物系统内Fe、Mn含量变化,为基于轮作模式的土壤-作物系统中Fe、Mn养分管理提供理论依据和生产指导。采用根箱试验方法,设置了小麦-玉米(W-M)、小麦-大豆(W-B)、小麦-花生(W-P)和小麦-甘薯(W-S)4种轮作模式,使用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定不同处理土壤与作物体内Fe、Mn含量,计算作物地上部Fe、Mn累积量和成熟期Fe、Mn富集系数。结果表明,W-M、W-B模式下小麦和夏季作物地上部Fe、Mn含量均随生育时期的推进而逐渐增加,而W-P模式小麦地上部分Fe含量则逐渐递减;W-P模式夏季作物地上部分Fe、Mn累积量随生育时期的推进呈先增加后减少的趋势,W-S模式小麦地上部分Fe、Mn累积量均随生育时期的推进而逐渐增加,但是夏季作物地上部分Fe、Mn累积量均随生育时期的推进先增加后减少。在不同轮作模式下,土壤中Fe、Mn含量均逐渐减少;在0～20、20～50 cm土层深度,W-M模式在2018年10月Fe、Mn含量均最高,在50～80 cm土层深度,W-B、W-S模式在2018年10月Fe、Mn含量较高;不同作物在表层土壤中的Fe富集系数均小于Mn;小麦Fe、Mn富集系数均为W-S模式最高;夏季作物W-M模式Fe富集系数最高,W-B模式Mn富集系数最高。     

栽培基质铬含量对黑木耳质量安全的影响研究

为了解黑龙江省黑木耳重金属铬、砷、镉、汞、铅污染情况并掌握铬的富集规律,在黑龙江省哈尔滨市流通市场及牡丹江地区的黑木耳种植基地采样26份,同时在黑木耳种植基地开展了基质铬添加实验,验证黑木耳对铬的富集能力。检测结果显示,与在哈尔滨市流通市场采集的黑木耳样品相比,在牡丹江地区基地采集的黑木耳样品铬含量偏高。黑木耳栽培基质添加铬实验结果表明,黑龙江地方黑木耳品种珍珠1号和岗8号对重金属铬富集不明显。基质中添加铬对黑木耳中其他重金属影响不大。检测发现,黑龙江省基地的黑木耳栽培基质铬含量本底值偏高,这一情况应引起注意。