潮土潜在硝化速率对重金属锌镉的响应研究

通过室内模拟和流动注射技术研究了不同月份潮土中氨氧化菌群对重金属锌镉的响应,即对潮土氨氧化菌群潜在硝化速率(Potential Nitrification Rate,PNR)的影响.结果表明,重金属对8月份土壤样品中氨氧化菌群的PNR的抑制作用大于5月份(P<0.01).低浓度重金属(即Zn2+浓度为50-200mg·kg-1;Cd2+度为0.5～10 mg·kg-1)对潮土中PNR无影响或轻微促进作用,而在高浓度(即zn2+度大于200mg·kg-1;Cd2+浓度大于10mg·kg-1)条件下有显著抑制作用.由于Zn2+对PNR的抑制程度小于Cd2+(zn2+-EC50>Cd2+EC50),并且PNR对Cd2+的响应较Zn2+易变,PNR的测定结果表明该指标应用于重金属Zn2+的污染毒性评价时优于重金属Cd2+的污染毒性评价.     

硒拮抗镉致小鼠肝脏氧化损伤研究

为了研究硒与重金属镉的拮抗作用,试验选取80只健康的小白鼠随机分为4组,分别为对照组、高镉组、硒组、高镉+硒组),连续7 d按照组别每天给小鼠腹腔注射等量去离子水、2.0 mg·kg-1 Cd2+、0.2 mg·kg-1 Se2+、2.0 mg·kg-1 Cd2++0.2 mg·kg-1 Se2+,第8天观察小鼠临床症...     

圆叶决明（Chamaecrista rotundifolia）对重金属镉胁迫的响应及镉吸收效果研究

以圆叶决明2228(Chamaecrista rotundifolia)为材料,采用土培法,研究重金属镉对圆叶决明2228保护酶(SOD和POD)、生长(生物量、株高、SPAD值和含水量等)的影响,同时分析圆叶决明对镉的吸收效果.结果表明,重金属镉胁迫下圆叶决明2228保护酶活性均随着镉处理浓度的升高呈先升后降的趋势,其中20 mg·kg-1镉胁迫下SOD酶活性最强,50 mg·kg-1镉胁迫下POD酶活性最强;镉对圆叶决明的生长抑制表现为抑制植物的生长,降低株高和生物量,但与叶绿素相关的SPAD值无显著变化.通过镉含量分析可知,圆叶决明2228吸收的镉量均未超过镉临界指标含量,因此该植物不是镉超富集植物,但生物富集系数大于1,为镉耐性植物.由于圆叶决明生长过程中生物量大,在生长过程中可通过生物量带走部分重金属镉,圆叶决明2228具有修复轻度镉污染土壤的潜能.     

５种重金属暴露对斑马鱼呼吸运动的影响

为了探讨外源性重金属暴露对鱼类呼吸反应的影响,利用鱼类的呼吸参数的变化来预警水体污染.尝试以斑马鱼为实验生物,进行了5种重金属离子对斑马鱼的急性毒性实验;应用生物早期预警系统(BIO-SENSOR 7008),研究了斑马鱼在不同重金属浓度暴露1 h后的呼吸反应变化情况及预警结果.结果表明,Hg2+、Cu2+、Cd2+、Zn2+、pb2+等重金属对斑马鱼的96 hLC50分别为0.14、0.174、6.497、44.48、116.432 mg·L-1;安全浓度分别为0.014、0.017、0.65、4.5、11.6 mg·L-1;应用呼吸参数的预警浓度分别为0.08、0.08、4.8、7.5、105mg·L-1.其中系列浓度Hg2+暴露下斑马鱼呼吸频率和呼吸强度都显著升高(F=2.75,P<0.05;F=28.95,P<0.01);Cu2+、Cd2+等暴露对斑马鱼呼吸频率和呼吸强度先升高再降低(P<0.01);Zn2+暴露则对斑马鱼呼吸运动具有显著抑制作用(P<0.01);而Pb2+对斑马鱼呼吸强度影响较小(P>0.05).斑马鱼呼吸参数作为生物监测指标来预警水体Hg2+、Cu2+、Zn2+等重金属污染较为敏感.     

镉超富集苋菜品种（Amaranthus mangostanus L.）的筛选

 【目的】苋菜在中国的分布很广,品种资源丰富。通过筛选耐镉苋菜品种,发掘镉污染土壤植物修复资源。【方法】采用溶液培养方法,从来自不同生态区域的23个苋菜品种（Amaranthus mangostanus L.）中筛选出具有镉超富集能力的品种;采用赤红壤、黄棕壤、菜园土进行盆栽试验,研究苋菜在土壤Cd浓度分别为5、10、25 mg?kg-1时,对镉污染土壤的修复潜力。【结果】在溶液Cd浓度3 mg?L-1条件下培养,苋菜品种天星米地上部镉含量高达260 mg?kg-1。在土壤Cd浓度 25 mg?kg-1条件下,苋菜天星米地上部镉浓度高达212 mg?kg-1,富集系数达到8.5,地上部净化率达3.8%,各镉处理水平总生物量以及地上部生物量均未显著降低。【结论】苋菜天星米基本具备了镉超富集植物的特征,可用于镉污染土壤的生物修复。     

养殖池塘底泥中重金属镉对孔雀石绿代谢的影响

采集养殖池塘底泥作为环境载体,进行不同浓度孔雀石绿(MG)的单一污染和MG与重金属镉的复合污染,对培养过程中MG及其代谢产物LMG的含量进行测定,考察重金属镉的环境行为对孔雀石绿降解的影响。结果显示,同MG浓度下的单独污染和复合污染中MG的降解趋势几乎一致,MG的降解动力学方程也相似。在含0、0.5、5.0 mg·kg-1Cd的复合污染下,高浓度(2.5 mg·kg-1)MG的半衰期分别为(3.432±0.059)、(3.362±0.041)、(3.456±0.088)d,低浓度(0.25 mg·kg-1)MG的半衰期分别为(4.140±0.042)、(4.318±0.167)、(4.271±0.045)d,表明在养殖池塘等水体底泥环境中,重金属Cd对MG降解产生的影响很小,不会因Cd的存在而使MG的降解复杂化。实验组LMG的检测结果减去对照组的检测结果,得出LMG的存在量,结果表明重金属Cd对LMG的存在量存在一定影响。在高浓度MG组中,LMG的存在量在整个实验周期中都体现为C0.5 mg·kg-1 Cd(LMG)>C5.0 mg·kg-1 Cd(LMG)>C0 mg·kg-1 Cd(LMG),结合前面Cd对MG的降解影响很小的结果 ,分析Cd对LMG存在量产生影响的原因可能在于:Cd对LMG的进一步降解产生了影响,即一定浓度的Cd能够抑制LMG的生物降解,但较高浓度的Cd又对LMG的非生物降解形成更大的促进作用。     

LAS、Cd~(2+)复合污染对鲫鱼组织Cd蓄积及抗氧化酶活性的影响

采用暴露试验法,研究十二烷基苯磺酸钠(LAS)与重金属Cd2+单独及复合污染对鲫鱼鳃、肝脏、肌肉等部位的Cd蓄积及其超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性的影响.结果表明:单一Cd2+处理时,随着Cd2+浓度增加,鲫鱼鳃、肝脏、肌肉3部位的Cd蓄积量均极显著增加(P0.01),各组织蓄积量顺序为:肝脏鳃肌肉;在LAS与Cd2+复合处理条件下,Cd在这3组织中的分布仍符合以上规律,但鲫鱼各组织对Cd的蓄积量发生改变,其中0.4 mg·L-1Cd2+与5.0 mg·L-1LAS复合处理能极显著促进鲫鱼肝脏对Cd的蓄积(P0.01);2.0 mg·L-1Cd2+与不同浓度的LAS复合处理均能极显著促进鲫鱼肝脏、肌肉对Cd的蓄积(P0.01);另外,2.0 mg·L-1Cd2+与5.0 mg·L-1LAS复合处理能极显著促进鲫鱼鳃对Cd的蓄积(P0.01);其余各复合组与相应单一Cd2+处理组间无显著差异;LAS与Cd2+单一及复合处理对鲫鱼鳃、肝脏、肌肉的SOD、CAT活性均有明显影响,其中鲫鱼肝脏SOD活性变化能更灵敏地反映污染物对鲫鱼的毒性程度.     

3种常见海洋贝类对重金属Hg Pb和Cd的积累与释放特征比较

为了比较不同种类的海洋双壳类软体动物对重金属的积累和释放特征,本文分别以南海海域常见的3种经济贝类菲律宾蛤仔、近江牡蛎和翡翠贻贝为生物材料,采用静态暴露染毒方式研究了重金属Hg、Pb、cd在这3种海洋贝类体内的积累和释放特征.结果表明,单一浓度的Hg(0.020mg·L-1)、Pb(0.10mg·L-1)、Cd(0.10mg·L-1)重金属混合液暴露15 d后测得Hg和Cd在近江牡蛎体内的蓄积量最大,整个积累阶段蓄积量的平均值分别为49.61 mg·kg-1湿重和7.66 mg·kg-1湿重,而3种贝类体内蓄积的Pb含量差别不大.其平均值在1.08～1.85 mg·L-1湿重范围变化;在排放阶段,蓄积于3种贝类体内的Pb和Hg的含量在释放过程的第3d就明显下降.其释放比例最高可达72%,最低也有12%左右,但之后一直到释放阶段结束,Ph和Hg的含量基本维持在一个浓度水平而未有显著变化.而Cd在3种贝类体内的含量始终未发现有明显改变.通过比较我们还发现,随暴露时间延长重金属在3种生物体内积累量的增加趋势具有很好的一致性,并且近江牡蛎对Hg、Pb、cd的富集作用最为明显,积累阶段其平均生物富集系数(BCF)(分别为2435.6、11.3、76.5)远高于菲律宾蛤仔(分别为53.7、18.5、19.5)和翡翠贻贝(分别为121.8、1.1、15.2).     

有机质对红壤和黑土中外源铅镉稳定化过程的影响

采用室内培养方法研究了中国典型红壤和黑土中外源铅(Pb)、镉(Cd)在单一和复合污染下的稳定化过程,探讨了土壤有机质含量对Pb、Cd稳定化过程的影响.结果表明,加入500mg·kg-1 Pb、1.0mg·kg-1 Cd或1.0mg·kg-1 Cd+500mg·kg-1 Pb条件下,各种土壤有效态Pb,Cd含量在培养前期...     

镉(Cd)胁迫对芦苇叶片SOD、POD活性影响及动力学分析

为了探究长时间重金属镉胁迫对芦苇抗氧化能力的影响,采用实验室桶栽模拟试验,对长时间序列下芦苇叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性对不同浓度镉胁迫的响应关系进行研究,建立镉胁迫下SOD、POD活性变化动力学方程,并计算其参数。结果表明:一定浓度的镉污染处理有利于提高SOD、POD活性;SOD、POD活性随镉浓度的增加而增加,在各生理阶段均与镉浓度呈正相关。模型参数计算表明:镉浓度与芦苇叶片SOD活性内禀增长率正相关,与环境容纳量、米氏常数、拐点时刻均负相关;在Cd3、Cd4、Cd5水平下,镉浓度与芦苇叶片POD活性内禀增长率、环境容纳量、米氏常数、拐点时刻均正相关。当镉浓度为2mg·kg-1时,POD活性内禀增长率最小,环境容纳量与米氏常数均最大,拐点时刻为11.27,综合SOD、POD拐点时刻结果,镉处理促进SOD、POD活性的极限浓度为2mg·kg-1,在此浓度下,芦苇仍能对镉胁迫做出有效的反应,对芦苇生长量影响不大。     

铁冬青幼苗对污染土壤中铅、镉的耐受、吸收和累积

【目的】研究铁冬青Ilex rotunda在铅（Pb）、镉（Cd）污染土壤上生长的耐受性及其对Pb、Cd的吸收累积能力,为Pb、Cd污染土壤的植物修复提供理论依据。【方法】通过盆栽试验探究单一Pb污染(500、1 000和1 500 mg·kg^-1)和单一Cd污染(10、25和50 mg·kg^-1)对铁冬青幼苗生长、根系形态、养分及Pb或Cd吸收累积的影响。【结果】与对照（无污染土壤）相比,500 mg·kg^-1的Pb处理显著增加铁冬青根生物量和根表面积,500和1 000 mg·kg^-1的Pb处理均显著增加地径和质量指数;1 500 mg·kg^-1的Pb处理显著降低铁冬青生物量、质量指数和全株N累积量,抑制根系生长,但显著提高根、地上部P含量和地上部K含量;Pb污染处理均显著增加铁冬青全株Pb含量以及根、全株Pb累积量,1 500 mg·kg^-1的Pb处理的铁冬青各部位及全株的Pb含量和累积量最大。与对照相比,单一Cd污染对铁冬青生长、根系形态、养分累积...     

福建省稻米镉含量及其健康风险

为评价福建省稻米中重金属镉所引起的健康风险,于2013年在全省区域共采集1458份稻米样品,采用石墨炉原子吸收光谱法(GF-AAS)检测稻米中镉含量,应用单因子污染指数法进行稻米镉超标评价,并用非参数概率法对稻米中镉的膳食风险进行评估。结果表明,所检稻米的重金属镉含量为0.001~1.158 mg·kg-1,仅有5%左右的样品超出了我国食品卫生标准值(0.2 mg·kg-1);稻米中镉的风险熵(HQ)在95%、97.5%和99.5%高暴露位点分别为1.34、1.87和3.56,均大于1,潜在风险较大,并且晚稻对镉的吸收能力高于中稻和早稻。表明通过食用稻米途径,福建部分地区居民存在重金属镉过量积累的风险,应引起重视并对稻米中的镉含量进行追踪监测。     

施用生物炭对旱作农田土壤有机碳、氮及其组分的影响

通过安排田间试验,在旱作农田土壤中施用果树树干、枝条生物炭,分层分析不同用量(0、20、40、60、80 t·hm-2)生物炭对农田土壤有机碳、氮及其组分的影响。结果表明:在0~10 cm土层,土壤总有机碳(TOC)、颗粒有机碳(POC)、易氧化有机碳(EOC)随生物炭施用量的增加而增加,微生物生物量碳(MBC)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、硝态氮(NO-3-N)、微生物生物量氮(MBN)均在生物炭施用量为60 t·hm-2时达到最大,分别比对照(B0)显著增加87.22%、33.33%、18.76%、94.79%、178.80%;在10~20 cm土层,TOC、POC、TN、NO-3-N随生物炭施用量的增加而增加,EOC、MBC、AN均在生物炭用量为60 t·hm-2时达到最大,分别比B0显著增加78.05%、23.85%、31.07%,而MBN在40 t·hm-2时达到最大,比B0显著增加50.87%;在20~30 cm土层,并没有直接地施用生物炭,但因为上层生物炭的影响,除NO-3-N外,其余各指标含量多在60 t·hm-2或80 t·hm-2时显著高于B0;此外,随生物炭施用量的增加,土壤有机碳储量和氮储量在0~30 cm土层分别增加37.92%~108.31%和1.05%~14.94%,其中氮储量在生物炭用量为60 t·hm-2时达到最大。相关分析也表明,土壤TOC、EOC、POC、TN、AN、NO-3-N含量与生物炭施用量呈极显著的正相关(P<0.01)。因此,适量施用生物炭具有提高旱作农田土壤有机碳、氮含量,增加土壤碳截留,提升土壤养分供应的能力。推荐生物炭施用量为60 t·hm-2。     

天津污灌区小麦和水稻重金属的含量及健康风险评价

以天津污灌区农作物和土壤为研究对象,采集污灌区内24 个小麦和 29 个水稻样品及其对应的土壤样品,清灌区内10 个小麦样品和 14 个水稻样品及相关的土壤样品,分别采用ICP-AES 和原子荧光分析样品中Cd、Cu、Pb、Zn、Cr、As 和Hg含量,在此基础上分析评价污灌区土壤重金属污染情况以及污灌区小麦和水稻中重金属可能产生的健康风险。研究结果表明,长期污灌导致重金属在土壤中的聚集,土壤中Cd、Zn和Hg的含量分别为0.46、129.05、0.52 mg·kg^-1,超过天津土壤质量二级标准。污灌区小麦和水稻中Pb的平均含量分别为0.14、0.62 mg·kg^-1,高于国家食品安全限量标准,对人类健康产生风险,其他重金属元素在小麦和水稻中的平均含量未超过国家食品安全限量标准;水稻样品中Hg、As的平均含量稍高于国家食品安全限量标准。计算结果显示Cd和 Zn的转移因子值远高于其他元素,反映其具有更高的活动性,更容易从土壤转移到小麦和水稻子实中。目标风险指数(THQ)估算结果显示单一重金属的THQ值均低于1,表明当地居民对污灌区生长的水稻或小麦的消费基本不产生健康风险;小麦和水稻中As THQ值的和超过1,暗示在食用污灌区生长的水稻和小麦时As可对当地居民的健康产生风险。     

麦玉轮作区农田土壤重金属调查及评价

为全面了解旱地两熟区典型轮作制农田土壤重金属污染和风险状况,通过采集150个耕层土壤样品调查分析了我国高利用强度下麦玉轮作农田土壤重金属含量(Ni、Cr、Cu、Cd、Zn、Pb、Hg、As),并采用单因子污染指数(Pi)、内梅罗综合污染指数(PN)、富集因子(EF)和生态风险评价(RI)4项指标进行土壤污染评价。结果表明:PN和RI指数表明,旱地两熟区土壤整体为清洁状态。As(29.04±9.21 mg·kg^-1)、Cd(0.15±0.14 mg·kg^-1)、Pb(17.84±18.10 mg·kg^-1)含量高于全国土壤背景值,除As处于轻微污染外,其他重金属均未达到污染水平。不同区域间,云南地区的重金属含量高于其他区域,处于较低潜在生态风险,但逼近中等生态风险警戒。相关性、主成分和聚类分析结果进一步发现,土壤污染主要来源于成土母岩和人为活动,其中Ni、Cr、Cu、Cd和Zn含量受成土母岩影响更大,而Pb、Hg和As含量受人为活动影响更大。研究表明,农田土壤重金属含量在成土母岩的基底含量基础上通过人为活动进一步积累。     

生物质炭对棉花生长发育及地上部各器中镉富集的影响

为探讨生物质炭对棉花生长发育及地上部各器官中重金属Cd的富集程度,研究不同重金属Cd污染程度(0、1、2、4 mg·kg~(-1))施加生物质炭(0、1.5%和3%)对棉花株高、干物质量、产量、Cd富集量和分配系数的影响及差异性。结果表明:生物质炭对棉花干物质积累量、株高、单铃质量、蕾铃数和棉花产量均有促进作用,能够显著提高棉花的单铃质量、蕾铃数和棉花产量,最高分别为5.8g、6.5个和单株35.75 g,添加生物质炭1.5%和3%两处理间对棉花干物质积累量、单铃质量、蕾铃数和棉花产量差异显著,但对株高差异不显著。随着外源Cd的增加,棉花地上部对Cd的吸收显著增加,重金属Cd在棉花地上部叶片的Cd质量分数明显高于茎秆和蕾铃,最高值分别为0.799 2、0.083 9和0.066 0mg·kg~(-1)。未添加生物质炭水平下, 1、2mg·kg~(-1)低质量分数的Cd对棉花的生长发育有促进作用,当质量分数达到4 mg·kg~(-1)时会对棉花的生长发育产生抑制作用,而添加生物质炭后会减缓这种抑制作用。施入生物质炭对棉花地上部各器官Cd的富集明显降低,其中降低率最大为57.83%,在时间尺度上表现出生育前期降幅较快,后期趋于稳定。生物质炭的施入对棉花地上部各器官Cd的分配系数影响不显著。施入生物质炭3%较1.5%对棉花生长发育和产量的促进作用更明显,而生物质炭的施入对棉花地上部各器官Cd的积累和分配并没有直接影响,研究为新疆棉田Cd污染改良提供参考依据。     

凤尾蕨对铅污染土壤的修复机理研究

以景观植物凤尾蕨作为供试植物,研究其对土壤铅污染的修复效果,并通过分析凤尾蕨植物酶、土壤酶活性的变化,铅积累量的变化等探讨其可能的修复机理。结果表明:叶绿素、植物POD酶(过氧化物酶)、植物CAT酶(过氧化氢酶)一系列指标,在0～500 mg·L~(-1)时随着铅浓度的增加而上升,植物SOD酶(超氧化物歧化酶)在铅胁迫下呈下降趋势,表明凤尾蕨具有一定的耐铅性能;凤尾蕨可以吸收高浓度Pb,其地下部分与地上部分的铅积累量均随土壤铅浓度的升高而增加,地下部铅最大富集量82.578 mg·kg~(-1)、地上部铅最大富集量16.153 mg·kg~(-1),且地下部分和地上部分的富集系数均大于1,其中地下部最大富集系数达10.819,表明凤尾蕨具有将土壤中重金属富集在植物体内的能力;在低浓度Pb(0～500mg·L~(-1))处理时,蔗糖酶、脲酶、磷酸酶三种酶活性相对于对照组有所增加,表明凤尾蕨根际微生物在低浓度铅污染情况下,可协同植株强化对重金属污染土壤的修复作用。     

高/低Cd累积苋菜品种金属累积特性与关键转运基因表达的关系

采用受污染菜园土进行盆栽试验,研究对Cd累积特性不同的苋菜品种(Amaranth mangostanus L.)对金属的吸收差异。白骨小圆叶油苋菜及正泰小圆叶苋菜地上部分Cd含量分别为(0.116±0.007)mg·kg-1和(0.146±0.002)mg·kg-1,台湾白苋菜及红柳叶苋菜地上部分Cd含量分别为(0.210±0.005)mg·kg-1和(0.349±0.026)mg·kg-1,相比而言前两者属Cd低累积品种,后两者属Cd高累积品种。由于红柳叶苋菜与白骨小圆叶油苋菜Cd含量差异最大,可通过测定两者根系IRT1及HMA4基因表达量,以研究高/低Cd累积特性苋菜品种对金属吸收的差异及其与相关转运蛋白的关系。结果显示,苋菜根系共质体Cd与Fe、Pb的吸收呈极显著正相关(P0.01)。红柳叶苋菜根系原生质体Fe、Cd及Pb含量显著高于白骨小圆叶油苋菜,同时其根系IRT1表达量高于白骨小圆叶油苋菜,表明苋菜根系IRT1基因的较高表达有助于根系从土壤吸收Fe外,可能有助于Cd与Pb的累积。苋菜地上部分Cd与Zn、Fe的吸收呈显著正相关(P0.05),与Pb、Mn、Ca的吸收呈极显著正相关。红柳叶苋菜地上部分Ca、Fe、Mn、Cd、Pb的含量显著高于白骨小圆叶油苋菜,同时其根系HMA4基因表达量高于白骨小圆叶油苋菜,表明苋菜HMA4基因的较高表达可能有利于苋菜将根系吸收的Cd等金属转运至茎叶。     

长期施肥对土壤重金属积累和有效性的影响

以红壤稻田和红壤旱地长期定位施肥试验土壤为材料,对长期施肥后土壤Cu、Zn、Pb和Cd的含量及其有效性进行了研究,旨在为常规农业管理条件下农田重金属污染提供更多可靠及有用信息。结果表明:红壤稻田土壤Cu、Zn、Pb含量分别为27.2~34.4、83.8~96.1、41.0~62.0 mg·kg~(-1),不同施肥处理土壤Cu、Zn、Pb含量均未超过土壤环境质量二级标准;土壤Cd含量为0.49~1.04mg·kg~(-1),Cd含量均超过土壤环境二级标准。红壤旱地土壤Cu、Zn、Pb全量范围分别为34.6~88.3、79.4~173.7、56.7~81.1 mg·kg~(-1),其中施加有机肥处理的土壤Cu超过土壤环境二级标准,Cd为0.14~1.35 mg·kg~(-1),超标率为42.9%。通过红壤稻田和旱地各处理土壤Cd有效性比较,施用猪粪旱地(33.8%)高于稻田(23.9%),而施用化肥旱地土壤Cd有效性最高处理(NP 14.8%)低于稻田最低处理(NPK 31.2%)。从红壤稻田和红壤旱地长期施肥试验结果看出:长期施用化肥和稻草还田未见明显的重金属积累,但施用猪粪处理的土壤中Cd有显著积累。红壤稻田施用Ca肥可明显降低土壤Cd的有效性;施用猪粪在增加土壤Cd全量的同时,也提高了旱地红壤Cd的有效性。