土壤浸提液中重金属对发光杆菌T_3的毒性效应

通过测定掺杂Pb2＋、Zn2＋、Cd2＋、Cu2＋和Cr3＋的土壤浸提液中明亮发光杆菌T3的抑制率,研究重金属复合污染对明亮发光杆菌T3的生物毒性效应。按照重金属离子等效应浓度配比的原理,设计均匀试验,用逐步多元回归法构建土壤水浸提液中重金属（Pb2＋、Zn2＋、Cd2＋、Cu2＋和Cr3＋）浓度（Xi）与发光菌抑制率（Y）的响应关系：Y=（-39.596±15.811）-（6.633±0.802）×（-lgXCu）（-lgXZn）＋（59.466±8.731）×（-lgXCd）（-lgXCr）。该模型具有较好的拟合优度（F检验和t检验的P〈0.05）,模型校正后的决定系数（R2adj）为0.933。内部样本验证表明,发光菌抑制率的预测值与试验值相对偏差最大为8.6%,说明该模型具有较好的预测能力。机理分析显示,Cu2＋和Zn2＋交互体现为拮抗作用,Cd2＋和Cr3＋交互体现为协同作用,故在重金属复合污染控制方面,有必要进一步研究Cu2＋和Zn2＋拮抗作用对降低复合毒性的贡献。     

重金属汞、镉和铬对明亮发光杆菌的生物毒性

以明亮发光杆菌(Photobacterium phosphoreum )T3变种作为毒性测试物种,测定了重金属Hg2+、Cd2+和Cr6+的单一毒性;采用二次二因子回归通用旋转组合实验设计,研究了Hg2+Cd2+、Hg2+Cr6+和Cd2+Cr6+ 3种二元重金属混合物的联合毒性作用和主因子作用,建立了3个相应的数学模型.结果表明,与单一重金属Hg2+、Cd2+与Cr6+相比,它们的二元混合物对明亮发光杆菌生物毒性的效应和强度完全不同;单一重金属Hg2+、Cd2+与 Cr6+对明亮发光杆菌的毒性有显著的正效应,毒性从大至小依次为Hg2+、Cd2+、Cr6+,对明亮发光杆菌的EC50分别为0.044、6.05 mg·L-1和30.65 mg· L-1;3种二元重金属混合物对发光细菌的联合毒性作用也不同,总体上,Hg2+与Cd2+、Cd2+与Cr6+为加和作用,而Hg2+与Cr6+以拮抗作用为主.     

水体常见喹诺酮类抗生素对发光菌的毒性作用

以明亮发光杆菌(Photobacterium phosphoreum)为受试生物,研究3种水体常见的喹诺酮类抗生素(QNs)对其的单一毒性和联合毒性作用,并基于毒性单位法、相加指数法和混合毒性指数法等联合作用评价方法,对混合体系的联合毒性作用类型进行分析。结果表明,不同的评价方法对3种QNs的联合效应评价结果具有较好的一致性,联合毒性作用类型均表现为不同程度的拮抗作用。根据发光菌发光原理和QNs分子结构不同,可对联合毒性作用的机理进行初步探讨。多种QNs混合体系的联合毒性作用呈现出以拮抗效应为主,揭示了此类医药品在环境中联合使用时可导致药效的降低或引发微生物耐药性的传播。     

乐果、铜和锌对水生生物的联合毒性研究

为通过不同生物等级的模式生物研究乐果、铜和锌的联合毒性,以明亮发光杆菌和斑马鱼胚胎为受试模式生物,通过混合毒性指数法（MTI法）评价了乐果、铜和锌的联合毒性效应。结果表明：明亮发光杆菌毒性测试显示,暴露测试15 min时,乐果、铜和锌的EC₅₀值分别为123、0.53 mg·L^-1和1.71 mg·L^-1;暴露测试30 min时,EC₅₀值分别为122、0.50 mg·L^-1和1.54 mg·L^-1。乐果-铜和乐果-锌暴露15 min测得的MTI分别为0.69和0.60。斑马鱼胚胎毒性测试显示,暴露72 h后乐果、铜和锌的LC50值分别为0.31、1.67 mg·L^-1和369 mg·L^-1。乐果-铜和乐果-锌暴露72 h后测得的MTI分别为0.70和0.75。研究表明,乐果和铜、锌分别混合后的联合毒性均有所增强,整体毒性表现为部分相加作用,因此两类物质在环境中的残留会对水生生物及其他生物造成潜在危害。     

土壤重金属镉污染状况及其防治措施——以湖南省为例

2014年全国土壤污染状况调查结果显示,部分地区土壤重金属超标范围较大,其中以重金属镉污染超标最为严重。湖南省是我国最大的水稻主产区,然而,2013年的"镉米"事件震惊全国,其土壤镉污染状况及其来源引起社会广泛关注。以湖南省为例,在调查基础上,深入剖析了湖南省土壤镉污染现状,分析工业"三废"、开矿冶炼、农业投入品超标使用等镉污染来源,提出结构调整、添加化学试剂、应用生物技术迁移等镉污染土壤治理对策,以期为土壤镉污染防治提供参考。     

3种重金属对土壤表面百菌清光解的影响

[目的]为了解重金属离子对土壤中百菌清光解的影响,选取污染土壤中常见重金属离子Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)进行光解试验.[方法]采用氙灯为入射光源,研究百菌清在添加Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)3种重金属的土壤表面的光解特征.[结果]在模拟太阳光照射下,百菌清在土壤表面的光解符合准一级反应动力学.3种重金属的添加对百菌清的光解起到显著的抑制作用.Cu(Ⅱ)(200 mg/kg)、Cd(Ⅱ)(10 mg/kg)和Cr(Ⅲ)(25 mg/kg)使百菌清的光解速率常数由原来的0.549 h-1分别降低为0.333、0.310和0.471 h-1.腐殖酸(humic acid,HA)对百菌清的光解起到光敏化促进作用.当土壤中添加1％、2％和3％的HA时,百菌清的光解速率常数由0.549 h-1分别提高到0.646、0.907和0.584 h-1.而当重金属与HA共存时,HA的光敏化作用受到显著抑制.HA添加浓度为1％时,Cu(Ⅱ)(200 mg/kg)、Cd(Ⅱ)(10 mg/kg)和Cr(Ⅲ)(25mg/kg)的加入分别使百菌清光解速率常数降低到添加1％HA时的43.5％、33.9％和17.5％.[结论]土壤表面的百菌清在光照下可发生较快的光解,但Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)等重金属的加入会降低百菌清的光解速率.     

重金属Pb与抗生素对发光菌的联合毒性研究

重金属是水环境中的典型无机污染物,随着水体中抗生素检出率的增加,重金属和抗生素的复合污染及其效应已成为环境领域的研究热点。通过研究重金属和抗生素对发光菌的发光抑制作用,可以了解重金属和抗生素的毒性效应,为评估重金属和抗生素复合污染在水环境中的潜在风险提供理论依据。本文利用便携式急性毒性检测仪,系统研究了重金属Pb和6种抗生素(四环素、氧四环素、氯四环素、磺胺二甲基嘧啶、磺胺甲基嘧啶和磺胺嘧啶)对费氏弧菌的单一和联合急性毒性,得到了单一污染物的半数效应浓度,并对重金属Pb和抗生素所组成的二元、三元复合污染体系的联合作用进行初步探讨。研究表明,当Pb与抗生素共存时,对发光菌的急性毒性急剧上升。因此,在评价Pb与抗生素二元或多元复合污染体系的生态风险时,应考虑其联合毒性作用。     

氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)对重金属富集植物腐蚀作用研究

为了获得重金属富集植物生物法预处理的最佳工艺条件,实现其资源化利用,以黑麦草(Lolium perenne)为材料,探究氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans,T.f)在不同接种量和不同浓度底物添加剂(S0、Na2S2O_3、Fe SO4、Fe S和Fe0)条件下对黑麦草的腐蚀作用,通过扫描电镜进一步观察其对细胞壁的破坏情况。结果表明:氧化亚铁硫杆菌对黑麦草具有较好的腐蚀作用,各接种量(5%~15%)之间差异较小,反应第10 d,10%接种量处理组中黑麦草的纤维素降解率达40.97%,半纤维素降解率达77.49%,木质素降解率达19.33%。投加底物添加剂后,氧化亚铁硫杆菌对纤维素降解率有明显提高。总体来看,添加14 g·L~(-1)的S0对黑麦草的降解效果较好,纤维素、半纤维素及木质素的降解率分别达到81.31%、82.29%、26.02%,此条件下铀、铬、镉的浸出效率均较高。在氧化亚铁硫杆菌及底物添加剂的作用下,除Fe S、Fe0处理组外,其他各处理组的pH值均呈下降趋势,反应10 d后,pH值最低降至1.0左右,pH值的降低能有效提高半纤维素降解率,但与纤维素及木质素的降解率无明显关系。扫描电镜结果表明氧化亚铁硫杆菌对黑麦草细胞壁有较强的破坏作用。氧化亚铁硫杆菌对黑麦草具有很好的腐蚀效果,并且能充分利用底物添加剂提高黑麦草中纤维素降解率。后期需进一步考虑提高氧化亚铁硫杆菌对木质素的降解效率及黑麦草中重金属的回收率。     

重金属镉和铜对河蚬呼吸和排泄的毒性研究

采用代谢瓶人工培养方法,初步研究了未受污染情况下河蚬的呼吸和排泄过程中的重要指标耗氧率和排氨率。与受100、200、400μg·L^-1的重金属镉和铜的单独和联合污染情况下河蚬耗氧率和排氨率进行对照,结果显示随着3种不同处理方式重金属浓度的增大,河蚬的耗氧率、排氨率均有明显的下降。3种处理浓度中,除100μg·L^-1处理组外,200、400μg·L^-1的不同重金属处理方式均对河蚬的耗氧率、排氨率产生抑制。结果显示河蚬的呼吸和排泄过程中耗氧率和排氨率的变化可以作为河蚬重金属镉、铜污染的指示指标。     

用量化参数结合MCI研究芳香类化合物对水生发光菌的毒性

目的]研究芳香类化合物对水生发光细菌毒性的定量构效关系,选择最佳的定量构效关系模型。[方法]采用量化参数结合MCI法建立芳香类化合物与水生发光菌毒性的构效关系模型,并分析了各参数与-logEC50的相关关系。[结果]研究发现,极化率P、疏水参数logP、苯环上的净电荷增量∑Qr、分子连接性指数1Xv与-logEC50均有一定的相关性。采用量化参数结合MCI建立的模型与只采用量化参数建立的模型相比较,相关系数r2从0.891提高到0.933,平均误差从0.16个对数单位降低到0.13个对数单位。据此预测得到的毒性数据与文献实验数据趋势基本相同。[结论]运用量化参数结合MCI建立的芳香类化合物对水生发光菌毒性的构效关系模型的预测相关度更高。     

腈醛混合物对明亮发光杆菌联合毒性效应

选取腈化合物和醛化合物为研究对象,以明亮发光杆菌为模式生物,以15 min发光抑制为测定终点,测定了10种腈醛化合物的单一急性毒性和55组二元非等毒性比腈醛混合体系的联合毒性,分别建立了腈、醛化合物单一急性毒性的QSAR模型,并提出了非等毒性比腈醛混合化合物对发光菌联合毒性的QSAR模型。结果表明,不同的腈醛混合化合物对发光菌的联合毒性不同,主要呈现协同作用和相加作用。采用QSAR模型定量描述了腈醛类化合物对明亮发光杆菌的联合毒性作用,为环境介质中腈醛的联合生态风险评价和修复提供了理论依据。     

铜与草甘膦单一污染和复合污染对水稻土酶活性的影响

通过实验室培养试验,研究了铜与草甘膦单一污染和复合污染对水稻土中淀粉酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性的影响.结果表明,铜与草甘膦单一和复合污染对土壤中4种酶活性的影响效果明显不同.当铜单一污染时,抑制淀粉酶、脲酶、磷酸酶的活性,对过氧化氢酶活性的影响是低浓度激活高浓度抑制;而草甘膦单一污染时,对4种酶活性的影响是:激活淀粉酶和脲酶,抑制过氧化氢酶,对磷酸酶活性的影响则是低浓度激活高浓度抑制.铜和草甘膦复合污染,显著改变了铜或草甘磷单一污染对土壤酶的毒性效应.即复合污染对过氧化氢酶的毒性大于单一污染;对淀粉酶、脲酶和磷酸酶的毒性,小于铜单一污染,但大于草甘磷.方差分析结果表明,不同铜浓度间和不同草甘膦浓度间4种酶活性差异均达到极显著水平(P<0.01);铜和草甘膦互作浓度间,淀粉酶和脲酶活性差异分别达到了显著水平和极显著水平,其他2种酶活性差异不显著.     

铜矿区重金属污染分异规律初步研究

针对江西德兴铜矿、安徽铜陵铜矿和江苏九华铜矿的矿区典型污染土壤现状进行了初步研究,分析了铜矿区环境现状,提出了一些可能对策的建议。研究发现,3个矿区典型污染土壤各自表现出不同的污染状况。三个铜矿尾矿砂中铜含量超标,其高低次序为德兴铜矿>铜陵铜矿>九华铜矿,而锌含量顺序依次为铜陵铜矿>九华铜矿>德兴铜矿。矿区周围土壤以铜污染为主,锌有部分超标情况发生。同时,在矿区典型土壤生长的作物中,铜、铅、锌、镉都有超标的情况,部分作物重金属含量超过食品卫生标准达10—20倍之多。被调查的多种植物中也存在重金属含量过高的结果。     

东南景天对锌镉复合污染的反应及其对锌镉吸收和积累特性的研究

比较和分析了锌镉复合处理对东南景天(SedumalfrediiHance,景天科景天属,一种生长在浙江某一古老铅锌矿区土壤上的新锌超积累植物)的生长及其对锌和镉的吸收积累特性的影响。结果表明,Zn/Cd=500/100μmol·L-1下,植物生长最佳。镉、锌在东南景天体内的含量随着镉、锌处理浓度的提高而提高。锌在植物体内的分布为茎>叶片>根系,在Zn/Cd=1000/50μmol·L-1处理水平植株体内锌含量达到最大,其中茎中锌含量为23.2mg·g-1;而镉在植株体内分布则为叶片>茎>根系,在Zn/Cd=50/400μmol·L-1处理水平镉含量达到最大,其中叶片中镉含量为12.1mg·g-1。在一定处理范围内,锌的加入促进了植物对镉的吸收和积累,但镉的加入对植物体内锌的积累没有显著影响。高锌或高镉处理均抑制了植物对锌和镉的吸收和积累。表明东南景天不仅可以忍耐锌镉复合污染,还具有一定的超量积累锌和镉的能力。     

土壤重金属污染的微生物修复技术研究进展

为了进一步认识土壤重金属污染的微生物修复技术,综述了目前国内外微生物修复技术、植物辅助微生物修复技术的作用机理、优缺点及其研究现状等,并对其发展前景、研究趋势进行了展望。     

乡镇企业密集区菜地土壤重金属含量分布特征及生态效应——以东莞市为例

采用现场采样及室内分析方法,研究了东莞市乡镇企业密集区菜地土壤重金属含量分布特征及生态效应。结果表明,与广东省土壤背景值相比,该地区菜地表层土壤Hg、Pb和Cd发生明显累积,西部平原区和中部过渡区污染最为严重,呈现出产业依赖和地域特征。因子分析和聚类分析结果指示,研究区菜地表层土壤中的8种重金属主要有3种不同来源:Ni、Cr、As和Zn以自然源为主,Hg和Pb主要来源于工业及交通运输,农业生产活动对Cu和Cd贡献最大。土壤重金属污染产生的生态效应明显,近40%的蔬菜样品Pb、Cd、Ni、As含量超过国家食品卫生标准。同种蔬菜对不同重金属以及不同品种蔬菜对同一重金属都具有不同的生态效应。生菜、油麦菜和白菜易受Pb污染影响;油麦菜和白菜易受Cd污染影响;菜薹易受As、Ni污染影响。蔬菜Cd、Ni、As超标与土壤重金属污染关系密切,而Pb含量超标以大气污染为主要来源。     

重金属污染对菜心芽长与根仲长的生态毒性效应

以菜心种子和3种不同土壤介质（灰黄泥土、灰泥土、黄壤）为材料,研究重金属Cu、Zn、Pb和Ni单一污染和复合污染对菜心种子发芽率、芽长与根伸长的生态毒性效应。结果表明,同一浓度下,菜心种子发芽率、芽长和根伸长对重金属的生态毒性敏感程度依次为：根伸长〉芽长〉发芽率;重金属对菜心根伸长的生态毒性大小顺序为：Ni〉Cu〉Zn〉Pb;土壤中有机质和养分含量对菜心根伸长的抑制率呈显著负相关,土壤pH对菜心根伸长的抑制率相关性不显著。Cu、Zn、Pb、Ni复合污染对菜心根伸长的抑制效应表现为协同作用,其结果是复合污染的整体生态毒性效应增强。     

化学-生物联合技术对重金属-有机物复合污染土壤的修复研究

重金属-有机物复合污染是当今土壤污染中最普遍的一种,利用传统的化学修复法或现阶段比较盛行的各种生物修复法,如超积累植物富集修复、微生物降解修复等都难以对重金属-有机物复合污染土壤进行彻底治理修复。主要就利用化学-生物联合技术修复重金属-有机物复合污染土壤的反应机理以及修复中存在的问题进行研究探讨,并对该技术今后的发展方向进行展望。     

成灌高速公路两侧农田土壤重金属污染现状初步研究

[目的]通过对成灌高速公路两侧农田土壤重金属的测定,初步评价其重金属污染情况。[方法]采用原子吸收分光光度法、对成灌高速公路两侧农田土壤中Cu、Zn、Cd、Pb、Cr含量进行测定,然后参照国家《土壤环境质量标准》二级标准,采用单项污染指数法和综合污染指数法对土壤重金属污染进行评价。[结果]成灌高速公路部分路段两侧农田土壤Cu、Zn、Cd超出国家《土壤环境质量标准》二级标准,Cu、Zn、Cd处于轻度污染状态,为主要污染元素;Pb、Cr未超出国家《土壤环境质量标准》二级标准,处于安全状态。[结论]该研究为成灌高速公路农田土壤重金属污染的治理提供了科学依据。