土壤铅和镉溶出伏安法检测中影响因素及其削弱方法研究进展

溶出伏安法具有分析速度快、成本低、灵敏度高等优点被广泛应用于检测土壤重金属含量，但在检测土壤重金属时，溶出伏安检测精度会受到多方面因素的影响。该文在介绍溶出伏安法工作原理的基础上，从伏安参数、试验条件和土壤物质成分三方面阐述溶出伏安法检测土壤Pb2+和Cd2+为的影响因素，解析各因素的影响机理，归纳影响削弱方法的研究进展。研究结论为：方波脉冲阳极溶出伏安法最常用于检测土壤Pb2+和Cd2+，伏安参数包括脉冲幅值、电压增量和脉冲频率，试验条件包括沉积时间、沉积电压和支持电解质种类及其pH值，土壤成分主要干扰因素包括非目标重金属和有机质。针对伏安参数和试验条件的影响可以设计优化试验有效削弱。针对非目标重金属和有机质的干扰影响，目前研究还没有提出有效的削弱方法。最后，展望了溶出伏安法检测土壤重金属的未来发展方向。     

重金属在芜湖城市内河水体的分布特征及环境健康风险分析

为了研究芜湖市内河(中央城水系、汇成水系和中山南路水系)水体的Pb、Cr、Cu、Zn、Mn、Ni污染现状,采用相关性分析和主成分分析对水体重金属的来源进行分析,同时采用内梅罗综合污染指数法和累积标准单位(CCU)指标对重金属污染状况进行评价.结果表明,芜湖内河水体各微量元素大小依次为:Zn>Cr>Mn>Pb>Ni>Cu.Pb、Zn、Ni分别有16.7％、16.7％、100.0％的采样点超出《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅴ类标准,说明芜湖内河水体Pb、Cr、Ni污染较严重.Cu、Mn、Pb主要来源于生产生活中Zn与Ni来源于工业生产,Cr主要来源于农业生产.根据内梅罗综合污染指数法和累积标准单位(CCU)指标评价结果,中央城水系和中山南路水系为重污染,汇成水系为中度污染,94.4％的采样点属于重度污染,芜湖内河水体水质污染较为严重.     

甘蔗热带种金属硫蛋白家族基因的克隆及响应重金属胁迫的表达分析

金属硫蛋白是一类富含巯基的低分子量蛋白,在植物的重金属解毒及细胞氧化还原调控等方面起重要的作用。本研究以甘蔗热带种Badila组培苗为材料,分别测定了其在CdCl2、ZnSO4和CuCl2水溶液培养条件下地上部和地下部的重金属含量,结果显示其对上述3种重金属有较强的耐受与富集能力。继而克隆了ScMT1(登录号为KJ504373)、ScMT2-1-5(登录号为MH191346)和ScMT3(登录号为KJ5043704)3个金属硫蛋白家族基因,它们分别属于植物MT亚家族中的MT1、MT2和MT3型基因。ScMT1含有1个内含子和2个外显子,开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)长228 bp,编码75个氨基酸;ScMT2-1-5含有2个内含子和3个外显子,ORF长246 bp,编码81个氨基酸;ScMT3含有1个内含子和2个外显子,ORF长198 bp,编码65个氨基酸。RT-qPCR显示,Cd2+胁迫下,在甘蔗地上部和地下部,ScMT2-1-5均连续显著上调表达,而ScMT1的上调应答出现延迟。ScMT3在地上部的上调应答出现延迟,在地下部呈“扬-抑”趋势,提示甘蔗响应Cd^2+胁迫过程中ScMT2-1-5起更积极的作用,ScMT1参与胁迫后期的分子响应,而ScMT3不起主导作用。Cu^2+胁迫下,地上部ScMT1连续显著上调表达,ScMT2-1-5和ScMT3呈总体上调的表达趋势;地下部,ScMT1和ScMT2-1-5的上调表答均出现延迟,仅在胁迫后期显著上调表达,而ScMT3仅在胁迫前期显著上调表达。该结果提示了ScMT1、ScMT2-1-5和ScMT3在Cu2+胁迫响应过程中的协作关系,三者共同参与了地上部的胁迫响应,其中ScMT1起更积极的作用;此外三者还先后参与了地下部对Cu^2+胁迫的分子响应。Zn^2+胁迫下,ScMT1和ScMT3分别仅在地上部和地下部显著上调表达;ScMT2-1-5在地上部和地下部均呈“扬-抑”的应答趋势;提示了在甘蔗响应Cd^2+胁迫应答过程中ScMT1和ScMT3分别在地上部和地下部起主要作用,ScMT2-1-5参与了胁迫前期的分子响应。ScMT1、ScMT2-1-5和ScMT3在甘蔗不同组织中及在重金属(Cd^2+、Zn^2+或Cu^2+)不同累积水平下呈现出相似或互补的应答特性,提示上述甘蔗MT家族不同成员在重金属解毒及细胞氧化还原调控等方面产生了功能分化,且三者在应对过量Cd^2+、Zn^2+或Cu^2+对甘蔗组织造成伤害的过程中存在时空上的协同作用。该研究为深入理解多倍体植物甘蔗中MT家族各成员基因在重金属耐受过程中的协同作用机制奠定了基础。     

低温鸡粪生物质炭的制备及其对土壤理化性质的影响

低温条件下热裂解制备鸡粪生物质炭,既可以减少炭化过程中矿质元素的损失,又可以固定重金属,还可以缓释营养物质,是鸡粪肥料化利用的一个新途径。试验对300℃下鸡粪生物质炭的制备及其在恒温培养条件下对土壤理化性质的影响进行研究。结果表明:低温制备的鸡粪生物质炭的产率为57.43%,产率较高,孔隙数量较少,pH为9.82,呈碱性,K、Mg、Cu、Zn等矿质元素的含量明显增加。低温炭化过程中通过减少酸溶态和可还原态含量,增加可氧化态含量来固定鸡粪中的Cu和Zn。低温制备的鸡粪生物质炭添加到土壤中后可提高土壤的pH,短期内可增加土壤有效态Cu和Zn的含量,但随着时间的延长对土壤中的Cu和Zn则起到一定的固定作用。这说明低温制备的鸡粪生物质炭能够固定鸡粪中的重金属,缓释营养,但过量使用时可能存在Cu和Zn的短期释放风险。     

铅(Pb2+)和镉(Cd2+)对火炬树种子萌发及幼苗生长的影响

【目的】研究不同浓度重金属铅(Pb^2+)和镉(Cd^2+)对火炬树Rhus typhina种子萌发及幼苗生长的影响,探索火炬树对重金属铅、镉胁迫的耐受程度及机理。【方法】采用培养皿滤纸发芽法,分别用不同浓度Pb^2+(300、600、900、1200、1500 mmol/L)、Cd^2+(140、280、420、560、700 mmol/L)溶液处理火炬树种子,测定种子发芽率、发芽指数、幼苗胚根长和茎长、硫代巴比妥酸(TBARS)含量、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性及过氧化物酶(POD)活性。【结果】与对照相比,不同浓度Pb^2+、Cd^2+均对火炬树种子的发芽率、发芽指数和幼苗生长有抑制作用,但低浓度Pb^2+可促进根长和芽长的伸长。随着Pb^2+和Cd^2+溶液浓度的增加,幼苗叶片中SOD活性和可溶性蛋白含量表现为先增加后降低,POD活性和TBARS含量均逐渐升高。其中,Cd^2+浓度为700 mmol/L时,发芽率、发芽指数、芽长和SOD活性达到最低值,而TBARS含量最高;Pb^2+浓度为1500 mmol/L时,根长达到最低值,POD活性达到最高值;Pb^2+浓度为600 mmol/L时,可溶性蛋白含量最高。【结论】Pb^2+浓度为300 mmol/L时会抑制火炬树种子萌发,但会促进幼苗生长,其余浓度Pb^2+、Cd^2+胁迫下,火炬树种子与幼苗受到一定影响,但是均较好完成了萌发与幼苗生长,并表现出多种积极的适应性特征,未出现无根苗现象,火炬树较其他木本植物对铅、镉2种重金属表现出更强的耐性。本试验结果可为今后选用火炬树作为重金属污染土壤的植物修复材料提供理论参考。     

电感耦合等离子体质谱与电感耦合等离子体发射光谱测定绿叶蔬菜重金属的方法比较

比较了电感耦合等离子体质谱(Inductively coupled plasma mass,ICP-MS)/电感耦合等离子体发射光谱(Inductively coupled plasma optical emission spectrometry,ICP-OES)两种方法的检测限、精密度和准确度,并对绿叶蔬菜(芹菜)中Cr、Cu、Zn、Cd和Pb的含量分别进行了测定。主要结果如下:1)ICP-MS具有更高的灵敏度,测定的5种元素的检测限在0~0.29μg kg-1;ICP-OES测定的检测限在0~0.059 mg kg-1。两种方法的精密度均较高,ICP-MS测定的相对标准偏差RSD(%)在1.98%~4.87%、ICP-OES的RSD(%)在2.19%~4.79%。两种方法测定标准土壤的回收率在75%以上、测定芹菜Cr、Cu、Zn和Cd的加标回收率都在90%以上。然而,ICP-MS未检测出Pb,ICP-OES测定Pb的加标回收率为60%~80%。2)T检验分析的结果表明,ICP-MS测定芹菜Cr、Cu和Zn的值显著高于ICP-OES(P<0.05),但是Cd的值显著低于ICP-OES(P<0.05)。3)ICP-MS、ICP-OES都是以等离子体为发射源的光谱分析技术,但是由于两者在工作原理、测定条件等方面不尽相同而给测定结果带来偏差。研究可以为两种方法测定绿叶蔬菜的重金属提供一定技术指导、为食品安全的监督和管理提供一定依据。     

基于主成分分析的B、Cu胁迫下油菜 生理响应机制研究

为研究油菜在B、Cu胁迫下的生理响应机制,找出最佳的B、Cu浓度配比,采用5种不同浓度的Cu溶液和3种不同浓度的B溶液交叉处理盆栽油菜幼苗,胁迫20 d后测定油菜的叶绿素含量、蛋白质含量、硝态氮含量、淀粉酶活性、丙二醛含量以及过氧化物酶活性。采用主成分分析法分析不同处理下各指标的变化规律。结果表明,T_(200)B_1组合时综合权重最高,即B 0.5 mg/L、Cu 200 mg/L配施时对各项综合指标最好,其次是Cu 100 mg/L、B 0.5 mg/L,说明0.5 mg/L的B对高浓度的Cu胁迫有较好的缓解作用,适量的B、Cu施用对油菜生长有很好的促进作用。各项指标在主成分中的权重排序得出,不同B、Cu处理对叶绿素影响最大。     

贵州荔波喀斯特洞穴鱼体重金属含量及食用健康风险评价

为了解喀斯特洞穴鱼体的重金属污染以及对人体的健康风险,选择贵州荔波的3种洞穴鱼荔波金线鲃(Sinocyclocheilus liboensis)、大鳞金线鲃(S.macrolepis)和越鲇(Parasilurus cochinchinensis)为研究对象,对其重金属含量进行测定分析,运用目标危害系数法(THQ)估算人体经摄食洞穴鱼后的健康风险。结果显示:各重金属平均含量值与标准限值之比的高低趋势为:Zn(0.50)Cd(0.49)As(0.48)Pb(0.39)Cr(0.24)Cu(0.049)Ni(ND),表明各重金属在平均值水平上未超标。而非平均值水平下,各重金属以Cd的超标率为最高(6.7%),但处于低超标率水平(15.2%),肌肉均未超标。此外各组织以内脏的重金属含量最高,肌肉最低。3种鱼类对重金属的累积大小为:荔波金线鲃大鳞金线鲃越鲇。相关性分析表明,7种重金属在3种鱼类各年龄组中的总含量随年龄的增高而减少,其中仅Zn与年龄、体重和体长均呈显著负相关。健康风险评价显示,所有重金属的THQ和复合风险(TTHQ)均小于1,说明荔波村民摄食该3种洞穴鱼不足以造成潜在的重金属健康风险,但Cu和As的总贡献率高达90.12%,为主要风险元素,应引起重视。     

修复后矸石山重金属空间分布特征研究

通过对修复后矸石山不同空间位置(山顶、山腰和山底)煤矸石的重金属(Cd、Cu、Ni、Pb、Zn)总量及形态进行测定,探究修复后矸石山重金属的空间分布特征.结果表明,不同位置煤矸石的颗粒组成、pH及EC存在差异且对煤矸石中重金属分布存在影响;矸石山中重金属总量从山顶到山底整体上逐渐增加,呈现山底富集趋势,但Pb和Zn在山腰总量最大,分别为65.67mg/kg和204.46mg/kg.矸石山中重金属均以残渣态为主,而弱酸提取态最少.随着堆放高度的降低,Cd的活性逐渐增强,而Cu、Ni和Zn的活性逐渐降低.     

宿州沱河沉积物重金属分布及污染评价

为探明宿州沱河沉积物重金属分布和污染特征,对沱河表层沉积物中8种重金属进行分析,利用地累积指数(Igeo)和潜在生态风险指数(RI)评价重金属的生态风险.结果表明:除Pb外,沉积物中重金属含量均高于各自背景值.从Igeo评价结果看,Pb、Cr、Ni、Mn处于未污染状态,Cu、Zn、As处于轻度污染状态,Cd部分采样点评价结果达到偏中度污染状态.从RI评价结果看,Cd属于很强的生态风险水平,其余元素属于轻微生态风险水平.污染来源方面,Cr、Mn、Ni主要来自金属加工;Cu、Zn主要来自居民生活产生的污染;As主要来源于工业活动产生的废水或农业生产过程中的农药化肥;Cd、Pb来源于汽车尾气、工业生产中煤的运输和燃烧及轮胎磨损中所含的粉尘等交通污染输入源.