叶施谷胱甘肽对水稻镉和矿质元素含量的影响

为评估还原型谷胱甘肽（GSH）作为水稻降Cd叶面调理剂的可行性,本研究通过田间试验,检测开花期叶面喷施一次GSH对水稻各器官Cd和矿质元素含量的影响,并结合各元素在水稻不同器官中的分布情况,探究GSH抑制水稻体内Cd转运的作用机制。结果表明：开花期叶面喷施GSH可显著降低水稻籽粒中Cd含量,最高降幅可达76.5%,使稻米Cd含量由0.449 mg·kg^-1降至我国食品安全标准（0.2 mg·kg^-1）以内,并提高了稻米中K、Mg、Ca和Mn的含量。喷施GSH后水稻各营养器官的Cd含量均显著降低,降幅为68.8%~86.7%;同时,不同器官中K、Mg、Ca、Fe、Mn和Zn的含量也有不同程度的升高或降低。不同相邻器官之间的元素转移系数显示,叶面喷施GSH分别提高了Cd和Zn从第二节间到穗下节的转移系数,增幅可达46.2%和134.4%,降低了Cd和Zn从穗下节到旗叶的转移系数,降幅分别为44.5%和32.2%,并降低了Cd从穗下节继续向上到穗颈的转运系数,降幅可达31.4%。相关性分析发现,不同处理组水稻第二节及以上营养器官中,Zn含量与Cd含量相关系数最高,为0.809,为极强正相关（P<0.001）。由此可见,喷施GSH不但降低了水稻各器官中Cd含量,而且能够通过调控穗下节与其相连营养器官——穗颈、第二节间和旗叶之间的Cd转运,提高水稻自身主要Cd阻控器官——穗下节对Cd的拦截能力,进而抑制Cd向籽粒的转运和积累。同时,喷施GSH也提高了水稻穗下节对Zn的固定能力,改变了水稻不同营养器官中6种矿质元素的含量和分布,其中Zn与Cd的相关性最高,并最终提高了稻米中K、Mg、Ca和Mn的含量。     

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。     

硫肥对伴矿景天修复镉污染土壤的影响

为探索穴施硫粉和硫酸亚铁肥对伴矿景天（Sedum plumbizincicola）修复中性Cd污染土壤的影响,筛选不同硫肥最佳施用量以提高植物提取效率,在阳朔县兴坪镇思的村土壤Cd全量为0.65 mg·kg^-1的农田上,采用田间小区试验方法,设计穴施低、中、高剂量硫粉、硫酸亚铁等7个处理,对比监测了强化修复前后土壤pH、Cd全量、有效态Cd含量和伴矿景天生物量及Cd含量。结果表明：与不施用硫肥的处理（CK）相比,60 d后穴施不同硫肥处理有效降低了土壤pH,提高了土壤有效态Cd含量,同时有效提高了伴矿景天地上部生物量和Cd含量。通过处理效果与成本对比可知,每公顷穴施79 kg硫粉、252 kg硫酸亚铁效果较好,与CK相比,土壤pH分别降低了0.94、0.67个单位,土壤有效态Cd含量分别提高了111.5%、169.5%,伴矿景天地上部生物量分别提高了11.9%、40.7%,地上部Cd含量分别提高了48.5%、132.1%,地上部Cd提取量分别提高了65.8%、226.3%。研究表明,硫粉和硫酸亚铁肥均是伴矿景天修复中性Cd污染农田土壤的潜在强化提取剂,且硫酸亚铁处理修复效率显著高于硫粉处理。     

西安市郊菜地土壤重金属污染及其与蔬菜重金属质量分数的相关性

为查明西安市郊菜地土壤和蔬菜重金属污染现状及原因,采用"点对点"采样方法(即同时采集同一地块上的土壤和蔬菜样品),分别采集36个西安市郊菜地土壤和蔬菜样品,分析其Cd、Hg和As 3种重金属元素的质量分数;以单因子污染指数和综合污染指数为评价指标,对其进行污染评价;研究蔬菜与土壤中重金属质量分数之间的相关性。结果表明:(1)西安市郊菜地土壤达到轻度污染水平;其中,Cd为轻度污染,Hg、As质量分数超出警戒线。(2)部分蔬菜重金属质量分数超过国家食品卫生标准。Cd的超标率为27.78%,Hg的超标率为2.78%;但从蔬菜的综合污染指数看,当地的绿叶蔬菜是清洁的。(3)不同蔬菜对Cd和As的富集能力为:芹菜油菜小白菜小青菜,对Hg的富集顺序为:芹菜小青菜油菜小白菜;重金属元素的富集潜势为CdHgAs。(4)土壤全量和有效态Cd、Hg质量分数与蔬菜地上部Cd、Hg质量分数显著正相关。     

浅析电感耦合等离子体质谱法测定水中镉的质量控制

指出了电感耦合等离子体-质谱（IC P-M S ）法测定水中镉在环境监测系统得到了广泛应用,主要从实验室内部控制和实验室外部控制两个角度来对电感耦合等离子体-质谱法测定镉的环境监测质量控制进行了分析。     

镉铅超标农田养蚕试验分析

湖南耕地镉铅等重金属污染比较严重,研究有效治理耕地重金属污染方式和替代产业调整模式,已成为湖南省农业可持续发展和生态系统安全的关键。该项实验在岳阳市某工矿区选择典型的镉铅超标农田栽桑养蚕,桑树生长发育良好。结果表明,通过镉铅超标农田养蚕的经济性状及效益比较,在工矿区镉铅超标农田以栽植农桑14号品种较好,密度为每667m2栽植1 000~2 000株;并证实了镉铅污染农田栽桑养蚕的可行性,为镉铅等重金属污染耕地安全、经济、高效生态利用和污染区产业结构调整进行了有益的探索。     

栉孔扇贝对铜、铅、镉的累积效应

试验结果表明:当常规理化指标一致时,随着Cu、Pb、Cd质量浓度的升高,栉孔扇贝各组织的蓄积量明显升高;Cu、Cd在扇贝组织中蓄积量是内脏团>鳃>肌肉,Pb在扇贝组织中的蓄积量是鳃>内脏团>肌肉;当Cu、Pb、Cd质量浓度(0.1 mg/L)相同时,其鳃、内脏团、肌肉中重金属蓄积量的上升速率是Cu>Cd>Pb。     

Cu2+和Cd2+对斑节对虾幼虾的毒性作用

研究了Cu^2 和Cd^2 对斑节对虾幼虾 的急性和亚急性毒性作用，获得了Cu^2 和Cd^2 的半致死浓度、安全浓度和累积量。     

不同氮肥对污染土壤玉米生长和重金属Cu、Cd吸收的影响

采用盆栽试验研究污染红壤不同氮肥处理对玉米生长和吸收重金属Cu和Cd的影响。结果表明,尿素和硝酸钙处理玉米生物量高于低硫酸铵用量处理和对照处理。在污染土壤中施入高氮量的尿素较其他处理有利于玉米生长和降低玉米植株体内重金属含量。与对照相比,尿素和硫酸铵的施用降低土壤pH值,从而增加红壤水溶态以及盐提取态Cu、Cd含量;硝酸钙处理升高土壤的pH值,降低盐提取态Cu含量。用1.0 mol/L NH₄NO₃盐提取态或水溶态根区土壤重金属含量能够很好地预测玉米对Cu和Cd的吸收。在Cu和Cd污染的酸性土壤上种植玉米,施加高用量尿素或者低用量硝酸钙来促进玉米生长和降低重金属含量,避免硫酸铵氮肥的施用。     

Effective alleviation of Cd stress to microbial communities in mining reclamation soils by thiourea-modified biochar amendment

Reclaimed soils in mining area usually display low fertility and present Cd stress. The amendment of modified biochar effectively fixes Cd in soils, enhances soil fertility, and reduces Cd stress in soil microorganisms. However, the effect of thiourea-modified biochar (TBC) on microbial adaptability to Cd stress in mining reclamation soils is still unclear. The present work studied the Cd immobilization and microbial community changes in a mining reclamation soil displaying extreme Cd contamination under TBC amendment. The results indicated that the amendment of TBC significantly enhanced (P < 0.05) soil pH, the content of available phosphorus (AP), and the activities of urease and polyphenol oxidase by 1.3%, 463.4%, 54.4%, and 84.0%, respectively, compared to the control without amendment. The amount of toxicity characteristic leaching procedure-extracable Cd decreased (P < 0.05) by 68.0% in the TBC-amended soil compared with the unamended soil. The structure of soil microbiota was reorganized and the alpha diversity index was increased in the TBC treatment. The TBC amendment increased the relative abundances of Proteobacteria, Bacteroidota, and Zoopagomycota, which were strongly associated (P < 0.01) with higher soil pH and AP. Structural equation model results demonstrated that Cd immobilization was directly influenced by soil pH, AP, and urease, and indirectly affected by bacterial structure in the TBC treatment. The TBC amendment can effectively improve the structural composition of soil bacteria under Cd stress and enhance the pathways of decreasing soil Cd availability as well. The results might facilitate the development of in-situ remediation programs in Cd-contaminated soils in the future.