蚯蚓对猪粪重金属Cu、Zn的吸收及影响因素研究

由于饲料添加剂的使用,猪粪重金属污染已非常普遍,尤其是铜（Cu）、锌（Zn）污染最为明显。为了探讨利用蚯蚓萃取猪粪重金属Cu、Zn从而减少猪粪中重金属Cu、Zn含量的技术途径,采用室内接种法研究了赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）对猪粪重金属Cu、Zn的吸收及影响因素。结果表明,蚯蚓对猪粪重金属Cu、Zn具有一定的吸收能力,富集系数分别为0.43、0.73; 物料C/N比、温度、湿度和蚯蚓接种密度均能影响蚯蚓对猪粪重金属Cu、Zn的吸收,在物料C/N比为17∶1～22∶1、温度为14-21℃、湿度为70%-75%、接种密度为10-20尾·200 g^-1物料（2.4-5.0 g·200 g^-1物料）条件下,蚯蚓对Cu、Zn的吸收量较高。     

褶牡蛎对重金属的生物富集动力学特性研究

应用实验生态方法研究了褶牡蛎对8种常见的重金属生物富集动力学特性,得出了褶牡蛎对重金属的生物富集系数、生物半衰期以及生物富集曲线。结果表明,到积累实验结束时褶牡蛎对Pb、Zn、Cd、Cr、Ni和Hg的生物富集系数分别是15．60、26．53、60．06、7．61、5．82和47．88,褶牡蛎对Cu和As的富集规律不明显,生物富集曲线分别为yPI7=0．4046e^0.1168xR^2=0．7378,yZn=0．0408x^2＋0．2909x＋59．969 R^2=0．9307,yGl=2．5263e^0.0867x R^2=0．7089,YCr=0．6832e^0.0942x R^2=0．8544,yNi=0．4178e^0.0714x R^2=0．6856和yHg=0．0015x^2＋0．0444x＋0：0644 R^2=0．8301,以积累实验结束时的生物富集系数为基准,褶牡蛎对这几种重金属的富集能力为Cd〉Hg〉Zn〉Pb〉Cr〉Ni;到释放实验结束时褶牡蛎对Pb、Zn、Cd、Cr和Hg的生物半衰期分别是23．1、13031．7、67,7、32．9和36．1d,褶牡蛎是Zn、Cd和Hg的强的净积累者,以释放实验结束时的生物半衰期为基准,褶牛十蛎对这几种重金属的排毒释放顺序为Pb〉Cr〉Hg〉Cd〉Zn。     

Penicillium janthinellum菌株GXCR对Cu,Al和Zn的抗性特征及其Cu的生物矿化作用

对分离到的一株高抗Cu(200 mm ol/L CuSO4.5H2O)的P en icillium janth inellum菌株GXCR(中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏号:CGM CC 1027)进行紫外诱变,获得了3株Cu抗性下降突变体,进一步测定结果表明,3个突变体对A l[A l2(SO4)3]和Zn(ZnSO4.7H2O)的抗性也显著下降;只有在含Cu的PDA上生长的菌体表面能够形成CuSO4.5H2O样的蓝色晶体。进一步的X-ray衍射的原子微量分析表明,这种蓝色晶体含Cu2 ,说明该菌具有Cu的生物矿化作用。菌体表面积累的Cu2 的量与菌株的抗Cu水平有正相关性,说明该菌对Cu的抗性很可能与Cu矿化作用有关。     

铜对生物有机体的毒性及抗性机理

本综述了铜的毒性，微生物体的抗性机理及影响铜在环境中的存在形式和毒性的因子。     

蔬菜对土壤镉铜锌富集能力的研究

调查了福建部分污染严重地区不同蔬菜对镉、锌、铜的富集能力。结果表明蔬菜对镉的平均富集系数为0.017，锌的平均富集系数为0.116，铜的平均富集系数为0.014。蔬菜对镉的富集系数的品种间差异最大，达315倍，远高于锌和铜的富集系数的品种间差异。茭白、豇豆和莲藕对镉的富集能力较低，可作为镉污染土壤优先选种的蔬菜品种，而青包菜、白包菜、芥菜、空心菜、芋头等对镉的富集系数较高，不宜在镉污染土壤上栽培。     

重金属富集植物黑麦草对Zn的响应

采用根袋土培试验研究了重金属Zn胁迫对黑麦草（Loliurn perenne L．）生长、抗氧化酶活性、游离脯氨酸含量、根系活力及锌积累的影响。结果表明，黑麦草对重金属锌有很强的抗性和耐性．即使在高锌下（16mmol Zn／kg）。黑麦草生长也未受到抑制。黑麦草地上部干重、根系千重在8mmol Zn／kg下达到最大值。分别较对照增加48．8％，52．2％;高锌处理（16mmol Zn／kg）的植株地上部千重也较对照增加11．2％。黑麦草POD活性随Zn胁迫增加，先下降，然后回升SOD活性则随锌胁迫增加而下降。随Zn胁迫增加，叶脯氨酸、根系活力先增加，然后下降。地上部、根系Zn含量随Zn胁迫增加而增加，最大值分别为746．5，521．0mg／kg DW（16mmol Zn／kg）。高锌处理下（≥4mmol／kg）Zn转运率（S／R）〉1．0。     

Cd Zn交互作用对金针菇富集重金属的影响

以金针菇为试验材料,在基质中分别单独添加和同时添加不同浓度的Cd、Zn,采用栽培袋接种培养法研究了食用菌富集Cd、Zn以及Cd、Zn交互作用对食用菌累积重金属的影响。结果表明,低浓度的Cd（〈1mg·kg^-1）、Zn（〈600mg·kg^-1）能够促进金针菇的生长,但是高浓度的Cd、Zn对金针菇生长会产生抑制作用。随着栽培基质中Cd、Zn处理浓度的增高,金针菇子实体中的Cd、Zn浓度也随之增加。Cd—Zn之间表现为互相拈抗作用,金针菇子实体内的Cd含量随着培养基质中Zn浓度的增加而显著降低（P〈0．05）,Cd浓度降低比例与Zn／Cd比值之间呈显著的正相关（P〈0．01）。在Zn处理浓度为600mg·kg^-1,Cd处理浓度分别为1mg·kg^-1和10时,与不加Zn相比,金针菇子实体Cd含量分别降低29％和11％。Cd对Zn也表现出一定的拮抗作用,但是除在Zn为0和Cd为10mg·kg^-1处理时拈抗作用显著（P〈0．05）外,其余处理没有达到显著水平。而在10mg·kg^-1 Cd和600mg·kg^-1 Zn处理条件下,金针菇生物量显著下降,可能是由于Cd—Zn协同作用,造成毒害作用的结果。     

锌胁迫对菖蒲抗氧化酶活性和富集特性的影响

试验研究了不同Zn~(2+)浓度(0,100,200,500,1000 mg kg~(-1))对菖蒲的外部形态和体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)3种抗氧化酶随土壤中Zn~(2+)浓度的变化以及菖蒲对土壤中Zn~(2+)富集效果。结果表明:(1)在处理浓度Zn~(2+)200 mg kg~(-1)时,三种酶的活性与对照值相比有明显的提高,植株未出现明显的外伤症状,叶片中叶绿素含量上升,未对菖蒲表现出明显的负面影响;(2)当Zn~(2+)200 mg kg~(-1)时三种酶的活性开始出现下降,下降程度与受污染的程度正相关,菖蒲出现明显外伤症状并加剧,叶片叶绿素含量不断下降,叶片中丙二醛(MDA)和脯氨酸的含量不断上升,细胞质膜透性逐渐增加。(3)菖蒲体内Zn~(2+)含量的分布规律均为根(地下部分)茎、叶(地上部分),菖蒲各器官Zn~(2+)浓度随着处土壤浓度增加而升高。(4)四种土壤酶活性都随着Zn~(2+)浓度的增加而不断下降。菖蒲可用于轻度锌污染土壤修复。     

几种土壤在单一Zn及Cd Cu共存条件下对Zn的吸附

研究了Zn2+在单一及与Cd2+、Cu2+共存条件下在塿土、黄绵土、黑垆土、黄褐土、砂土5种土壤中的吸附特征,并探讨了其吸附机制。结果表明,在20℃、30℃下,Zn2+在各供试土样中吸附等温线总体上均呈I或III型等温线形式,总体上黑垆土、塿土对Zn2+吸附最强,而砂土的吸附总是最差;塿土、黄绵土和黄褐土中Zn2+吸附的温度效应呈现升温正效应特征,砂土中则总体上表现出随温度上升呈下降趋势,黑垆土中Zn2+吸附的温度效应则与重金属处理有关。Freundlich模型是描述Zn2+吸附等温线最佳模型。Cd2+、Cu2+的共存对Zn2+的吸附均具有显著的拮抗作用,但对Zn2+吸附规律的影响不同。机理分析表明,Zn2+在土壤中的吸附主要以化学吸附为主,Cu2+由于其与Zn2+相似的化学吸附特点而竞争Zn2+化学吸附点位,但Cd2+吸附主要竞争以电性引力形式吸附的Zn2+,因而Cu2+对Zn2+吸附的影响较大,而Cd2+影响较小。     

受污农田中农作物对重金属镉的富集特征研究

采用湿法消化法研究了浙江省不同地区农田污水灌溉后水体、土壤和多种农作物各器官的镉含量,分析了土壤污染状况及农作物对重金属镉的富集特征。结果表明：污水和受污土壤镉含量极显著相关（R^2=0．617,P〈0．01）。不同农作物对镉的吸收程度不同,富集系数为紫云英〉水稻〉大豆〉大麦〉玉米〉小麦。未受污染农作物和受污农作物根系及地上部镉含量差异明显,但镉富集系数差异不明显。同一农作物不同器官对镉的累积规律为根系〉茎叶〉果实。不同农作物果实的富集系数为紫云英〉大麦〉大豆〉水稻〉小麦〉玉米。对几种农作物富集系数和吸收系数的比较发现,玉米和小麦根系及茎叶等营养器官富集镉的能力较强,但果实富集量却很低。6种农作物对镉的转移系数为玉米〉大麦〉紫云英〉小麦〉大豆〉水稻,且转移系数介于0．50～0．95之间,说明这几种农作物均对镉有很好的耐性。     

向日葵幼苗对Pb、Cu富集能力与耐受性研究

采用室内培养技术研究了向日葵幼苗对Cu、Pb的富集能力与耐受性。结果表明:向日葵幼苗对Pb、Cu具有很强的富集能力,根是主要的富集器官,Cu由根向茎叶运输能力大于Pb。低浓度Pb、Cu刺激了幼苗营养生长;在高浓度条件下,除Pb组外,其它处理均抑制向日葵幼苗的营养生长。Pb、Cu抑制了幼苗根系活力,刺激了幼苗茎叶脯氨酸的生成,改变幼苗茎叶、根蛋白质含量分配水平。Pb与Cu交互作用对幼苗营养生长和生理生化反应具有协同作用。向日葵属于重金属富集植物,对Pb具有很强的耐受性,可以用于修复被Pb污染的土壤。     

新疆伊犁州农用土壤中Cu和Zn的含量分布

调查研究了新疆伊犁州土壤中Cu和Zn的含量水平,为该地区绿色食品和有机食品的基地建设提供指导。在新疆伊犁州8县采集了600个农用表层土壤样品,应用AAS分析测定了土壤样品中Cu和Zn含量。结果表明,采集的伊犁州农用土壤中Cu和Zn的平均含量分别为28.68、83.17 mg·kg-1,范围值分别为11.07~59.90、39.58~160.40 mg·kg-1,其中Cu约有85%的数据分布在20~40 mg·kg-1之间;Zn有90%分布在60~110 mg·kg-1之间。另外,8县中特克斯县土壤中的Cu含量普遍较其他县高;而Zn在8县的差异不大。所有检测的土样样品中Cu和Zn的含量均没有超过国家土壤环境质量标准中二级标准(GB 15618—1995),但是Cu和Zn含量均值比伊犁州背景值分别增高了7%和21%。此外,伊犁州土壤中Cu和Zn的含量水平均符合我国有机产品标准(GB/T19630—2011)和绿色食品产地环境质量标准(NY/T 391—2013)对产地环境的要求。     

重金属Cu Pb Zn Cr Cd在土壤中的形态分布和转化

采用室外小区隔离实验方法，研究了外源可溶性重金属进入水稻土土壤（乌栅土）后的形态分布及其形态随时间的转化。结果表明，外源可溶性重金属进入土壤后迅速向各个形态转化，可溶态重金属的浓度进入土壤后迅速下降；交换态和碳酸盐态重金属浓度先微弱上升，然后迅速下降，铁锰氧化态重金属浓度先上升，在烤田期达到最大值，然后迅速下降，成熟期时又微弱上升，有机态重金属浓度不断上升，残渣态重金属变化不大。     

黑曲霉木聚糖酶基因（xynB）的克隆及真核分泌表达

通过RT-PCR方法,以黑曲霉(Aspergillus niger)GIM3.452总RNA为模板,克隆出木聚糖酶B(xy-lanase B,xynB)基因的成熟肽编码序列(567 bp),编码188个氨基酸.将其与猪腮腺分泌蛋白(parotid secretoryprotein,PSP)基因的信号肽序列通过重叠延伸PCR(SOE-PCR)得到拼接片段PSxynB,并将其克隆到真核表达载体pcDNA6/HisTMA中,得到重组质粒pcDNA-PSxynB,重组质粒经过酶切、测序鉴定,证实含有目的片段,且构建正确.在脂质体介导下将重组质粒pcDNA-PSxynB转染猪肾细胞(PK15),通过RT-PCR证实其在PK15细胞中表达,并在细胞培养液中测到了木聚糖酶活最高达36.4 IU/mL.     

施用禽畜粪对两种土壤As、Cu和Zn有效性的影响

在水稻土和赤红壤中分别以2%和4%(w/w)比例施入含As、Cu和Zn的鸡粪和猪粪,以不施肥为对照进行苋菜盆栽试验,研究施入粪肥对土壤As、Cu和Zn有效性的影响。结果表明,与对照相比,施用粪肥均提高苋菜生物量,但几乎均显著降低苋菜As、Cu和Zn含量。试验前,赤红壤As、Cu和Zn总含量及有效含量明显低于水稻土,但赤红壤中施用粪肥处理的苋菜As、Cu和Zn含量及As和Zn吸收量均极显著高于水稻土的。苋菜收获后,各处理的土壤As总含量和有效含量均较试验前下降,施用高量鸡粪和猪粪处理的土壤总Cu、总Zn及有效Cu、有效Zn均出现累积。与对照比较,施用粪肥提高了土壤As、Cu和Zn的总含量、有效含量及有效含量占各自总量的百分数。如以土壤重金属有效含量增量及有效百分数增加来衡量粪肥提高土壤重金属有效性作用大小,则鸡粪提高土壤As有效性的作用较猪粪大,但其提高Cu、Zn有效性的作用不如猪粪,且高量粪肥处理较低量处理作用明显,粪肥在赤红壤中提高As、Cu和Zn有效性的作用大于在水稻土中。     

高羊茅和黑麦草对污染土壤Cd,Pb,Zn的富集特征

以潮褐土为供试土壤,通过模拟试验研究了高羊茅(Festuca arundinacea)和黑麦草(Lolium multif lorum)对复合污染土壤Cd,Pb,Zn的富集特点。结果表明,在土壤Cd,Pb,Zn复合污染处理条件下,高羊茅Cd,Pb,Zn的平均富集量,地上部分别为5.76,19.77,418.18 mg/kg,地下部分别为129.82,256.66,354.66 mg/kg;黑麦草Cd,Pb,Zn的平均富集量,地上部分别为5.57,26.13,467.18 mg/kg,地下部分别为114.53,155.98,513 48 mg/kg。通过方差分析,这两种草坪草的重金属富集量没有显著差异,并且富集规律呈现较为一致的特点。地上部的富集量和土壤重金属含量的离子冲量呈显著的线性相关。这两种草坪草对其重金属的富集能力顺序为:Zn>Cd>Pb,其中对Zn的吸收呈现富集植物的特性规律,当土壤Zn含量>400 mg/kg时,其转运系数>1,地上部对Zn的富集能力很强,可作为Zn污染土壤的修复植物。通过偏相关和多元回归分析表明,这两种草坪草在土壤Cd,Pb,Zn复合污染条件下均未产生复合效应。     

5种草本植物对土壤重金属铅的吸收、富集及转运

以临汾西山煤矿周边的5种优势种植物苍耳（Xanthium sibiricum）、夏至草（Lagopsis supina）、蒲公英（Taraxacum mongolicum）、灰绿藜（Chenopodium glaucum）、早熟禾（Poa annua）为试验材料,研究植物修复土壤重金属铅的污染,分析比较其对铅的吸收、转运和富集的能力。结果表明:在铅处理下早熟禾的生物量最大;5种植物地上部分对铅的吸收量在10 000 mg时均达到1 000 mg/kg以上,其中夏至草的吸收量最高,达5 447.25 mg/kg;地下部分对铅的吸收量在10 000 mg时也达到1 000 mg/kg以上,以苍耳最高,达13 448.5 mg/kg。夏至草的转运系数和富集系数最高,为铅超富集植物,其余4种植物对重金属铅也有很好的吸收富集作用。     

铅锌矿区先锋植物野艾蒿对重金属的吸收与富集特征

采用野外采样系统分析法,研究了不同年限废弃地野艾蒿对Cu、Zn、Pb、Cd的富集与分布。结果表明,不同年限废弃地土壤中重金属的含量随着废弃年限的增加而减少,野艾蒿对Zn和Pb的富集量较大,不同年限废弃地中野艾蒿和土壤Cu、Zn和Pb的含量之间呈极显著正相关,野艾蒿对重金属的吸收、富集有随土壤中重金属含量升高而增加的趋势。野艾蒿的不同部位在不同年限废弃地中累积不同重金属的能力不同,除3 a废弃地野艾蒿中Pb的含量地上部分小于地下部分外,其他环境中重金属含量都表现为地上部分大于地下部分。野艾蒿对4种重金属都有不同程度的转运能力,Cu在不同年限废弃地的生物富集系数均为最大,野艾蒿对Cu、Cd转运能力较强。野艾蒿根系对Pb有弱的滞留效应为36.59%,对Cu、Cd、Zn没有滞留效应。综合分析结果表明,野艾蒿能吸收富集多种重金属并且具有耐重金属的特性,基于其具有生物量较大、生长速度快的特点,作为重金属污染的修复植物具有较好的应用前景。     

甘肃主要农业土壤中Cu、Zn、Mn、Fe的形态及有效性研究

本文对甘肃省主要农业土壤中Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ的形态及其有效性进行了研究。结果表明，供试土壤的全Ｃｕ含量范围为２２－２４ｍｇ／ｋｇ，全Ｍｎ为５４２－７７２ｍｇ／ｋｇ，全Ｆｅ为３５６８５－３８３５５ｍｇ／ｋｇ。四种元素均以灌漠土的含量最低，褐土最高。土壤中Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ的大部分以残留矿物态和氧化铁结合态存在。生物试验和统计分析表明，Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ的交换态和松结有机态对植物最为有效，