江苏省典型高速公路沿线土壤重金属分布特征及影响因素研究

【目的】加强高速公路沿线土壤重金属污染管控及农业安全生产,亟需明确高速公路周边土壤重金属的分布特征与影响因素。【方法】选择贯穿江苏省境内的4条典型高速公路（沪宁、京沪、宁通和连霍）周边土壤为研究对象,利用高精度X射线荧光光谱仪（XRF）测定土壤重金属含量,从而分析高速公路沿线土壤重金属的空间分布特征,并探究其主要影响因素。【结果】(1)高速公路沿线表层土壤镉（Cd）、铅（Pb）、铜（Cu）、锌（Zn）含量总体呈南高北低、南北向公路小于东西向公路的分布特征,部分点位土壤Cd存在超标现象;(2)距公路路肩距离是影响两侧土壤重金属含量的重要因素,主要影响范围在50 m内,不同土地利用类型条件下土壤金属含量差异较大,路龄越长,土壤重金属富集系数越大。【结论】高速公路沿线表层土壤均存在重金属累积现象,其中Cd的累积最为明显,深层土壤重金属受到公路交通的影响较小。公路交通对沿线土壤重金属含量的影响主要在50 m以内,并且受到沿线土地利用类型、路龄和车流量的共同影响。在高速公路两侧设置不同范围的绿化带种植防护林,可在一定程度上防控重金属向周边农田的扩散与风险。     

基于产量的稻田肥力质量评价及障碍因子区划——以进贤县为例

土壤肥力质量评价及土壤肥力障碍因子分析,对于区域土壤利用和改良、指导农业生产结构布局具有重要意义。以江西省进贤县为研究区,通过水稻遥感解译测产,结合主成分分析进行土壤质量评价;采用综合指数法表征土壤肥力质量水平,分析该区域低肥力质量区域主要障碍因素,并进行障碍因子区划。结果表明,该地区土壤肥力质量评价的最小数据集(MDS)指标包括:有机质、阳离子交换量(CEC)、全钾(TK)、交换性钙(Ex.Ca)、容重、粉黏比;土壤质量综合指数与水稻产量相关系数达到0.73(p0.01),以当地水稻平均产量7.215 t hm~(-2)确定土壤质量综合指数阈值为0.65。分析得出,该地区影响土壤肥力的主要障碍包括有机质含量低和容重较大反映的低熟化度障碍、中量元素缺乏反映的酸化障碍、全钾含量低和高粉黏比反映的结构障碍等。根据障碍因素将研究区域划分为三大障碍区:东南部丘陵区主要障碍因子为酸化和土壤结构障碍;中西部低岗平原主要为土壤酸化障碍;北部滨湖区主要障碍为水稻土熟化程度低。通过对不同区域施行针对性改良措施有益于提高土壤肥力。     

基于便携式X射线荧光光谱速测的设施菜地土壤重金属污染诊断与评价

土壤重金属污染快速诊断与评价是污染防控与风险管理的前提。以广东省典型设施蔬菜产地土壤为研究对象,采用便携式X射线荧光光谱法(portable X-ray fluorescence spectroscopy, PXRF)原位快速获取土壤重金属（镉（Cd）、铜（Cu）、铬（Cr）、铅（Pb）、锌（Zn）、砷（As）、镍（Ni）及汞（Hg））含量,在传统实验室方法验证PXRF的准确性和稳定性的基础上,对广东省设施菜地表层土壤重金属的污染状况进行快速诊断,并对土壤重金属污染风险进行评价。结果表明：(1) 异位PXRF法对土壤Cd、Cu、Cr、Pb、Zn、As及Ni的测定值与传统实验室方法测定值极显著相关(P<0.01),土壤Pb和As含量的PXRF原位测定值与传统实验室方法测定值极显著相关(P<0.01);(2) 土壤含水量为150 g?kg-1~200 g?kg-1时,Cr、Pb、Zn和As的PXRF原位测定值与实验室测定值的相关性达到了极显著水平(P<0.01);(3) 土壤Cd和Cu的超标现象较为突出,其点位超标率分别为20.9%和10.0%。设施菜地土壤Cd的平均含量为0.21 mg?kg-1,约为露天农田土壤的1.2倍。珠江三角洲地区设施土壤中各重金属的含量整体较其他地区高;(4) 土壤Cd、Cu、Cr、Pb、Zn、As、Ni及Hg的单项污染指数均小于1,由高到低依次为Cd>Cu>Pb>Zn>Cr>As>Ni>Hg,内梅罗综合污染指数的均值为0.69。就整体平均值而言,土壤重金属污染程度处于清洁水平。PXRF实现了广东省设施菜地土壤重金属污染的快速诊断,并快速识别出Cd和Cu为设施菜地污染风险较高的潜在污染元素,研究结果可为设施农业土壤重金属污染快速诊断与评价提供方法和数据支撑。     

干细胞治疗1型糖尿病研究进展

1型糖尿病是一种具有遗传倾向的慢性病。该类型糖尿病是由胰岛β细胞受到自身免疫的攻击产生不可逆破坏所致,属于胰岛素依赖性糖尿病。传统的治疗方法有胰岛素注射治疗和胰腺胰岛移植等。近几年随着干细胞研究的发展,诱导干细胞分化形成可分泌胰岛素的类β细胞的技术日渐完善,这为治疗1型糖尿病提供了新的技术支持。文章阐述了1型糖尿病的发病机制及干细胞应用于糖尿病治疗的研究进展。     

低氮胁迫下水稻根系的发生及生长素的响应

采用水培实验,研究了5个氮(N)浓度下(0.01～5 mmol L-1)水稻的生物量、体内氮浓度、根系发育、体内生长素浓度以及生长素外流蛋白OsPIN家族基因的表达情况。结果表明,与正常供氮水平(2.5mmol L-1)相比,低氮(0.01 mmol L-1)胁迫下水稻根冠比增加28%,地上部全氮浓度降低约20%,根系全氮浓度降低约33%,种子根长度增加25%,种子根上的侧根密度降低26%,倒一叶中的生长素含量增加140%,而根茎结合处和根系的生长素浓度分别下降22%和60%;RT-PCR的结果表明,低氮(0.01 mmol L-1)胁迫下水稻根系中OsPIN1a-b、OsPIN2、OsPIN5a-b和OsPIN9基因表达显著下调;而外源生长素α-萘乙酸(NAA)和生长素极性运输抑制剂1-萘氨甲酰苯甲酸(NPA)的施加均能影响到水稻种子根长和种子根上的侧根密度。由此推论,低氮胁迫下水稻体内生长素从倒一叶到根系极性运输减少是水稻根系对低氮胁迫响应的生理机制之一。     

基于便携式X射线荧光光谱速测的设施菜地土壤重金属污染诊断与评价

土壤重金属污染快速诊断与评价是污染防控与风险管理的前提。以广东省典型设施蔬菜产地土壤为研究对象，采用便携式X射线荧光光谱法(portable X-ray fluorescence spectroscopy, PXRF)原位快速获取土壤重金属（镉（Cd）、铜（Cu）、铬（Cr）、铅（Pb）、锌（Zn）、砷（As）、镍（Ni）及汞（Hg））含量，在传统实验室方法验证PXRF的准确性和稳定性的基础上，对广东省设施菜地表层土壤重金属的污染状况进行快速诊断，并对土壤重金属污染风险进行评价。结果表明：(1) 异位PXRF法对土壤Cd、Cu、Cr、Pb、Zn、As及Ni的测定值与传统实验室方法测定值极显著相关(P<0.01)，土壤Pb和As含量的PXRF原位测定值与传统实验室方法测定值极显著相关(P<0.01)；(2) 土壤含水量为150 g?kg-1~200 g?kg-1时，Cr、Pb、Zn和As的PXRF原位测定值与实验室测定值的相关性达到了极显著水平(P<0.01)；(3) 土壤Cd和Cu的超标现象较为突出，其点位超标率分别为20.9%和10.0%。设施菜地土壤Cd的平均含量为0.21 mg?kg-1，约为露天农田土壤的1.2倍。珠江三角洲地区设施土壤中各重金属的含量整体较其他地区高；(4) 土壤Cd、Cu、Cr、Pb、Zn、As、Ni及Hg的单项污染指数均小于1，由高到低依次为Cd>Cu>Pb>Zn>Cr>As>Ni>Hg，内梅罗综合污染指数的均值为0.69。就整体平均值而言，土壤重金属污染程度处于清洁水平。PXRF实现了广东省设施菜地土壤重金属污染的快速诊断，并快速识别出Cd和Cu为设施菜地污染风险较高的潜在污染元素，研究结果可为设施农业土壤重金属污染快速诊断与评价提供方法和数据支撑。     

长江三角洲典型城市农田土壤重金属累积特征与来源

研究农田土壤重金属累积特征和来源对科学管理、安全利用土壤资源具有重要意义。通过野外采样与实验室分析研究了长江三角洲典型城市农田土壤重金属(Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu)含量、累积状况,识别了农田土壤重金属来源。结果表明:(1)六种土壤重金属的累积程度按照由重到轻的顺序为:Hg>Cd>Cu>As>Pb>Cr;(2)以《土壤环境质量-农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618-2018)为参考,土壤中Cu、Cd和Hg超过风险筛选值的比例分别为2.13%、1.06%和0.53%,As、Pb和Cr未超过风险筛选值;利用地累积指数法进行土壤重金属污染评价发现,Cd和Hg的污染较其他四种元素严重,其污染比例分别为12.83%和21.28%;(3)地理探测器分析表明,化肥和农药的使用量以及工业总产值均能解释六种重金属的空间分异,其他环境因子能解释某些特定重金属的空间分异;(4)研究区土壤中As和Cr的主要来源为农业源和工业源;Cd和Hg的来源除了农业源与工业源外,还有土壤母质;Cu来源与研究区农业活动、畜禽养殖活动以及工业活动有关,Pb主要来源于农业源、工业源和交通源。总之,研究的六种重金属存在不同的累积趋势,农业和工业活动是研究区土壤重金属累积的主要原因。研究区交通、社会活动等对土壤重金属累积的影响还需进一步研究与讨论。