纳米ZnO对浮萍（Lemna minor L.）的生态毒性及其聚集性和溶解性分析

纳米颗粒的大量生产和应用增加了其环境释放风险,为此以不同浓度的纳米ZnO（0、1、10mg·L-1和50mg·L-1）处理浮萍（LemnaminorL.）7d,分析了纳米颗粒对植物D665/D665a值（叶绿素与脱镁叶绿素的比率）以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）和Na＋K＋-ATP酶（Na＋K＋-ATPase）活性的影响,并对纳米ZnO的聚集性与溶解性进行了测试。研究结果显示,浓度为50mg·L-1的纳米颗粒显著抑制D665/D665a值和Na＋K＋-ATPase活性,而抗氧化酶活性则显著升高;纳米颗粒在培养液中易发生聚集作用而沉积,12h后基本上完全沉积到底部。结果说明,50mg·L-1的纳米ZnO对浮萍产生了显著的胁迫作用,其对浮萍的毒性作用主要来源于其溶出的Zn2＋。     

稀土元素钕对铜绿微囊藻生长和生理特性的影响

通过模拟培养试验,研究了不同Nd3＋初始浓度条件下铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）的生长及生理变化。结果表明,相对BG11培养基（Nd3＋初始浓度为0 mg.L-1）,低初始Nd3＋浓度（0.01、0.05、0.1、0.5、1 mg.L-1）条件下,随着Nd3＋浓度的增加,藻细胞中叶绿素a含量、可溶性蛋白含量和过氧化氢酶（CAT）活性均呈增加趋势,促进了铜绿微囊藻生长;在Nd3＋初始浓度为5 mg.L-1和10mg.L-1时,藻细胞丙二醛（MDA）含量急剧增加,CAT活性下降,藻细胞清除活性氧（ROS）能力下降,抗氧化防御体系被破坏,膜脂过氧化严重,严重抑制藻细胞生长,在初始Nd3＋浓度50 mg.L-1胁迫下,铜绿微囊藻无法生长。藻细胞超微结构表明,过量的Nd3＋破坏了藻细胞内的类囊体结构,胞内脂质体含量增加,细胞膜变粗糙甚至变形破碎,对藻细胞造成不可逆伤害。     

几种油料作物对铬、铅的耐受性与积累研究

选取花生（Arachis hypogaea）、大豆（Glycine max）、向日葵（Helianthus annuus）、蓖麻（Ricinus communis）4种油料作物,采用不同浓度的Cr3＋、Pb2＋水培处理,研究了4种油料作物对Cr3＋、Pb2＋的耐受能力和富集特征。结果表明,随着Cr3＋、Pb2＋处理浓度的升高,4种油料作物株高、根长、地上部与根部生物量和耐受指数均不同程度降低。其中,花生、向日葵地上部生物量降幅较小。4种作物地上部Cr、Pb含量随处理浓度的升高呈增加趋势,200mg.L-1 Cr3＋处理下大豆地上部Cr含量最高（5322mg.kg-1）,400mg.L-1 Pb2＋处理下向日葵地上部Pb含量最高（1439mg.kg-1）。4种作物地上部对重金属的富集量随着Cr3＋、Pb2＋处理浓度的升高而增加,并且大部分重金属积累在根部。其中,花生Cr、Pb积累量和迁移率均较高,100mg.L-1 Cr3＋、200mg.L-1 Pb2＋处理下地上部Cr、Pb积累量分别为420.5、492.4μg.株-1,迁移率分别为23.1%、11.7%。综合分析表明,花生对Cr3＋、Pb2＋具有较强的耐受和积累能力,可作为Cr3＋、Pb2＋污染环境中植物修复的油料作物。     

黑曲霉对重金属Cu（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）的抗性及富集特性

以黑曲霉（Aspergillus niger）为实验菌株,探讨不同pH值、重金属离子初始浓度、孢子液接种量和重金属离子共存对菌体生长量和富集能力的影响。结果表明：Cu（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）对黑曲霉的最低抑菌浓度分别为250、700mg·L-1;菌株最佳生长和富集条件为pH5.0、孢子液体积1mL,黑曲霉对Cu（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）的富集分别在4d和5d达到平衡。在重金属共存系统中,Cu（Ⅱ）/Zn（Ⅱ）浓度越高,黑曲霉对Cu（Ⅱ）/Zn（Ⅱ）富集能力越强;Cu（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）的富集量分别在其浓度为150、250mg·L-1时达到最大（8.89、22.80mg·g-1）。采用扫描和透射电镜观察富集前后菌体表面形态和内部结构变化,表明菌体生长受重金属毒害作用可能破坏菌丝表面结构,A.niger富集Cu（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）由表面吸附和胞内富集两部分组成,Zn（Ⅱ）作用下菌丝的完整性较好,菌株对Zn（Ⅱ）具有较强的抗性和适应能力。     

美人蕉（Canna indica Linn.）和芦苇（Phragmites australis L.）人工湿地对含铬生活污水的净化效果及植物的生理生态变化

选取美人蕉（CannaindicaLinn.）、芦苇（PhragmitesaustralisL.）为植物材料,以不同浓度K2Cr2O（7分别含0、1、20、50mg.L-1Cr6＋）的生活污水作为Cr6＋污染源,研究了不同浓度Cr6＋及处理时间下两种湿地对污水净化效果、植物体Cr6＋积累量及根系活力（TTC）、叶片超氧化歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、净光合速率（Pn）和丙二醛（MDA）等生理指标的影响。结果表明：（1）在试验的初期30d内,随处理时间的延长,两种人工湿地COD、氨氮去除率均呈逐渐上升的趋势,30d后,随着Cr6＋处理时间的延长及Cr6＋浓度的逐渐升高,两种湿地系统对COD、氨氮去除率均逐渐下降。在20、50mg.L-1Cr6＋处理条件下,两种湿地对COD、氨氮的净化效果显著低于对照及1mg.L-1Cr6＋处理,对照与1mg.L-1Cr6＋处理条件下差异不显著。（2）在不同Cr6＋浓度处理下,两种人工湿地对TP净化效果的能力较为稳定,同时随处理时间的延长,美人蕉、芦苇体内Cr6＋积累量逐渐加大。（3）1mg.L-1Cr6＋处理可提高美人蕉和芦苇的TTC、叶片的SOD、POD、Pn,而20、50mg.L-1Cr6＋处理对以上指标均有不同程度的抑制作用,且抑制效果与处理浓度、时间呈正相关。（4）MDA含量随处理时间的延长和浓度升高呈逐渐增加趋势。可见,低浓度Cr6＋能有效促进美人蕉、芦苇生长,使之能够维持正常的净化功能,因此,利用它们作为人工湿地植物来修复Cr6＋污染具有一定的实用价值。     

水稻和杂草稻对镉胁迫反应的比较研究

采用水培实验,研究不同浓度Cd2＋胁迫对水稻和杂草稻植株的生长、色素含量、抗氧化酶的活性、丙二醛含量、相对电导率以及脯氨酸含量的影响。结果表明：（1）Cd2＋胁迫条件下,水稻和杂草稻植株地上部分外观伤害随着Cd2＋浓度的升高而加重。（2）水稻和杂草稻的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量含量均表现为Cd2＋胁迫浓度〈0.5 mg.L-1时升高,Cd2＋胁迫浓度〉0.5 mg.L-1时降低的现象;水稻和杂草稻的类胡萝卜素含量也都表现出Cd2＋胁迫浓度〈0.5 mg.L-1时降低,然后升高,最后在Cd2＋胁迫浓度〉1 mg.L-1时降低的现象。（3）水稻的SOD、POD、CAT活性表现出在Cd2＋浓度〈1 mg.L-1时升高,在Cd2＋浓度〉1 mg.L-1时降低的现象;杂草稻的SOD、CAT活性表现出在Cd2＋浓度〈2 mg.L-1时升高,在Cd2＋浓度〉2 mg.L-1时降低的现象,杂草稻的POD活性表现出随着Cd2＋浓度的升高而升高的现象;抗氧化酶活性随着Cd2＋浓度升高的变化幅度是水稻〉杂草稻。（4）Cd2＋胁迫使水稻和杂草稻的丙二醛含量、相对电导率以及脯氨酸含量显著增加,且增加幅度是水稻〉杂草稻,说明水稻产生了较严重的膜脂过氧化。总之,对于Cd2＋胁迫,在敏感性上水稻〉杂草稻,在抗性上杂草稻〉水稻。     

锌胁迫对重金属富集植物黑麦草养分吸收和锌积累的影响

采用土培根袋试验研究了锌胁迫对重金属富积累植物黑麦草4个品种生长，N、P、K养分及Zn吸收积累的影响。结果表明，Zn在一定范围内（0～520mg／kg）促进了黑麦草生长，RTI（根系耐性指数）≥1.0（0～520mg／kg Zn^2＋）。在Zn^2＋≤260mg／kg（根系）或Zn^2＋≤520mg／kg（地上部）时，黑麦草吸收N、P、K并未受到抑制。植株地上部和根系最大N、P、K含量大多出现在生物量最大或次高的260，520mg／kg Zn^2＋处理中。黑麦草植株Zn含量随Zn胁迫的增加而增加，以泰德植株Zn含量和对Zn的转运率最高（其植株Zn地上部最大含量为583.9mg／kg DW，加Zn处理的S／R〉1）。     

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＋浓度为0.5～10mg·kg-1）对潮土中PNR无影响或轻微促进作用,而在高浓度（即Zn2＋浓度大于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。     

高氨氮浓度下湿地植物筛选及脱氮效果研究

为研究潜流人工湿地处理农村生活污水的脱氮效果,实验采用氨氮浓度为20、30、40、50 mg.L-1的人工配置生活污水,通过实验室盆栽法研究7种典型水生植物风车草（Cyperus alternifolius）、花叶芦竹（Arundo donax var.）、再力花（Thalia dealbata）、东方香蒲（Typha orientalis Presl.）、千屈菜（Spiked Loosestrlfe）、黄花鸢尾（Iris pseudacorus）、梭鱼草（Pontederia cordata）的生长状况、发育规律以及对污水中氮的同化吸收作用,结合植物本身的形态指标,对处理农村生活污水的高效脱氮型潜流湿地的植被的脱氮效果进行综合评定。结果表明：植物在20 mg.L-1的处理中长势最好,各植物的形态指标随氨氮浓度的增加而递减;黄花鸢尾（Irispseudacorus）在NH3-N浓度50 mg.L-1以上的条件下不能生长,花叶芦竹（Arundo donax var.）在NH3-N浓度30 mg.L-1以上的条件下不能生长,梭鱼草（Pontederia cordata）在NH3-N浓度20 mg.L-1以上的条件下不能生长;植物脱氮效果随氨氮浓度的增加而递减。综合评定7种植物的脱氮效果,比较好的是再力花（Thalia dealbata）、东方香蒲（Typha orientalis Presl.）、风车草（Cyperus alternifolius）这3种植物。     

锌对汞胁迫下小麦种子萌发的影响

通过溶液培养研究了不同浓度锌（Zn）对汞（Hg）胁迫下小麦种子萌发率、芽长、根长以及萌发过程中α淀粉酶、蛋白酶、过氧化氢酶活性的影响。结果表明,单独Hg（15mg·L-1）胁迫下,小麦种子萌发率降低,根长与芽长受到抑制,α淀粉酶与过氧化氢酶活性降低,蛋白酶活性升高。加入10~100mg·L-1Zn后,种子萌发率未表现出明显变化,根长、芽长及α淀粉酶受抑制情况缓解,缓解程度随Zn浓度升高而下降,表明Zn可在一定程度上缓解Hg对小麦种子的毒害,但须在一定浓度范围内;10mg·L-1Zn减弱了Hg单独胁迫对小麦种子蛋白酶活性的促进作用,使其恢复至接近对照水平,20~100mg·L-1Zn则表现出对蛋白酶的抑制作用,使其活性低于对照水平,并且随Zn浓度升高呈下降趋势。Zn的加入对Hg单独胁迫下活性降低的过氧化氢酶未表现出缓解抑制的作用,反而进一步抑制了酶的活性,并且随着Zn浓度升高,抑制作用逐渐加强。因此,Zn的加入可在总体上缓解Hg胁迫对小麦种子萌发的影响,最适Zn浓度为10mg·L-1,但这种缓解作用只表现在部分方面。     

镉胁迫对玉米幼苗抗氧化酶系统及矿质元素吸收的影响

通过水培实验研究了在10-6、10-5、10-4mol·L-1浓度下,Cd2＋胁迫对玉米幼苗抗氧化酶系统、丙二醛（MDA）含量、Cd积累及矿质元素吸收的影响,同时讨论了Cd2＋毒害的作用机理。结果表明,中、低浓度（10-6、10-5mol·L-1）Cd2＋胁迫下,玉米幼苗MDA含量与对照组相比没有显著变化;高浓度（10-4mol·L-1）Cd2＋胁迫后,MDA含量显著升高（P〈0.05）。Cd2＋胁迫初期,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性均升高;随着胁迫时间的延长,除叶片中SOD和CAT活性略有上升外,其他抗氧化酶活性逐渐下降,高浓度组抗氧化酶活性下降最明显。植物吸收的Cd主要积累在根部,Cd2＋胁迫能干扰玉米对Fe、Cu、Zn、Mg等养分的吸收。     

稀土铈对水华鱼腥藻生理特性及藻毒素释放的影响

随着稀土及其化合物的广泛应用,越来越多的稀土直接或间接进入水体,因而稀土对水生生态环境的影响备受关注。采用室内模拟试验,研究不同浓度（0~10.00mg·L-1）的稀土元素铈（Ce3＋）对水华鱼腥藻的影响,绘制了水华鱼腥藻的生长曲线,测定了藻蓝蛋白、类胡萝卜素、可溶性蛋白含量和过氧化物酶（POD）活性4项生理指标,以及培养基中总磷（TP）、微囊藻毒素-LR（MC-LR）的浓度。结果表明,和其他各组相比,在0.10mg·L-1Ce3＋处理下,水华鱼腥藻的生存量最为显著（P=0.008）,同时营养元素P被吸收后,培养基中残留的TP浓度达到最低值（1.52mg·L-1）。藻蓝蛋白、类胡萝卜素、可溶性蛋白含量和POD活性均随着Ce3＋浓度的升高呈现出先升高后降低的趋势。MC-LR在所有培养基中含量均较低,低于世界卫生组织（WHO）标准1.00μg·L-1。铈元素胁迫水华鱼腥藻产生的＂低促-高抑＂的Hormesis效应显著。     

季铵盐阳离子表面活性剂对普通小球藻和斜生栅藻的急性毒性

以普通小球藻（Chlorella vulgaris）和斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）为受试生物,采用批量培养方法研究了13种季铵盐阳离子表面活性剂（QACS,烷基链长度CL=8~18）对两种淡水藻的急性毒性。结果表明,13种QACS对普通小球藻和斜生栅藻的96h-EC50分别在0.108~9.472mg·L-1和0.085~12.188mg·L-1之间;且随着烷基链长度CL的增加,取代基相同的QACS对两种淡水藻的急性毒性逐渐增大。抛物线模型较线性方程能更好地拟合QACS的急性毒性参数lg（1/EC50）与辛醇/水分配系数lgKow以及与烷基链长度CL之间的关系,且对普通小球藻和斜生栅藻的拟合趋势相同,可为预测类似化合物对淡水藻的急性毒性提供参考。     

纳米二氧化铈对斜生栅藻的毒性研究

实验研究了纳米二氧化铈（CeO2）对斜生栅藻的毒性效应。结果显示,当纳米二氧化铈浓度为5、10mg·L-1时,对斜生栅藻的生长有促进作用（P〈0.01）,其促进作用随着浓度增大而减小;至浓度为50mg·L-1时,开始变为抑制效应;当浓度达到100、200mg·L-1时,表现出显著的抑制作用（P〈0.01）,且抑制作用随着浓度增大而增大。光镜拍照和藻细胞直径的变化表现出,随着处理浓度的增大,细胞有小型化的趋势。处理7d后,纳米二氧化铈对叶绿素和SOD含量的影响和对藻密度的影响一致,而对MDA含量的影响刚好相反,说明细胞膜发生了不同程度的脂质过氧化反应。     

纳米氧化铜对白菜种子发芽的毒害作用研究

纳米材料的生态毒性问题越来越受到人们的广泛关注。本文探讨了纳米氧化铜（22～75nm,平均43nm）对白菜种子发芽的影响,并以微米氧化铜和铜离子（Cu^2＋）进行对比分析。结果表明,各浓度处理（0．2、0．5、1、2．4、8mg·L^-2）纳米氧化铜对白菜种子发芽率与对照相比均无显著差异（P〉0．05）,但在较低浓度下（0．4mg·L^-1）对根伸长和芽伸长即表现出抑制作用。随着纳米氧化铜浓度增加,对根伸长抑制率显著提高,对芽伸长抑制率则缓慢提高,其半抑制浓度（IC50）分别为11．4mg·L^-1和1309．4mg·L^-1.100mg·L^-1时,微米氧化铜对白菜根、芽伸长的抑制率都小于20％,其毒性小于纳米氧化铜;但纳米氧化铜的毒性并非其溶解出的铜离子所致。