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。     

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。     

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.     

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。     

方解石对复合重金属污染土壤的修复研究

通过在人工配置的复合铜铅锌重金属污染土壤中添加不同比例的方解石粉, 开展原位钝化修复试验, 研究不同比例不同修复时间 (30d、 60d和90d), 方解石对该复合污染土壤的修复效果.结果表明: 方解石浓度增加及培养周期的延长对供试土壤pH无显著影响; 方解石粉对供试土壤重金属有一定修复效果.相同培养周期内, 土壤可提...     

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。     

厌氧消化中间产物毒性的研究

有关厌氧消化中间产物的毒性研究,特别是有关多种中间产物的联合毒性研究,迄今鲜见文献报道.采用发光细菌法测定了4种典型厌氧消化中间产物乙醇、乙酸、丙酸和丁酸的急性毒性(15 min-IC50).结果表明,乙醇、乙酸、丙酸和丁酸对发光杆菌的半抑制浓度IC50分别为27.1、3.96、2.49和6.00 g·L-1,其毒性大小顺序为:丙酸>乙酸>丁酸>乙醇.非解离态VFA是其主要抑制形态,非解离态乙酸、丙酸和丁酸的IC50值分别为23.4、19和37 mg·L-1,相当于汞IC50值的234倍、190倍和370倍.4种厌氧消化中间产物对发光细菌的联合毒性作用方式皆为相加作用.研究结果为厌氧消化技术的调控和优化提供了理论依据.     

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.     

油菜-海州香薷轮作修复铜镉复合污染土壤：大田试验

通过高积累镉油菜与高积累铜植物海州香薷轮作的田间试验,研究了镉铜复合污染土壤上植物轮作对重金属的吸收累积规律以及修复效率。结果发现：在镉铜复合污染土壤上,油菜-海州香薷轮作体系中,油菜地上部的生物量达到7.67 t·hm-2,籽粒产量1.59 t·hm-2,但是籽粒中镉和铜含量超过标准限值90%和33%。油菜-海州香薷轮作体系,植物地上部吸收积累的镉和铜总量分别为35.16 g·hm-2和400.68 g·hm-2,其中油菜对镉积累的贡献占83%,海州香薷对铜积累的贡献占73%。轮作体系中植物对镉和铜的提取效率分别为0.2%和0.07%。研究结果表明,油菜与海州香薷轮作不适用于该铜镉重度复合污染土壤,不仅油菜籽粒达不到食品卫生标准的要求,而且土壤修复的年限比较长。     

镉与苄嘧磺隆除草剂单一污染和复合污染土壤的微生物生态效应

土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、基础呼吸以及土壤酶活性是表征土壤质量的重要生物学指标.研究了镉与苄嘧磺隆除草剂的单一污染和复合污染对这些生物学指标的影响随时间的动态变化,结果表明,无论是单一污染还是复合污染对土壤微生物生物量碳和氮、基础呼吸、磷酸酶和蔗糖酶活性的影响均随时间的推移表现为先增加后减小的趋势.镉与苄嘧磺隆除草剂复合污染之间存在很明显的交互作用,对土壤生物学指标的影响依次为:镉与苄嘧磺隆除草剂复合污染＞苄嘧磺隆除草剂＞镉.     

克百威与镉单一及复合污染对土壤好气性自生固氮菌数量的影响

本文在实验室条件下研究了克百威与镉单一及复合污染对上壤中好气性自生固氮菌数量的动态影响。结果表明,不同浓度克百威对好气性自生固氮菌数量的影响在培养初期（1—3d）表现出一定的抑制作用,随着时间的推移,逐渐表现出刺激作用;重金属镉（5mg·kg^-1）对好气性自生固氮菌的影响趋势是先显著刺激其生长,在培养后期又转为抑制作用;克百威与镉复合污染对好气性自生固氮菌数量的影响与污染物浓度有关,在保持镉浓度（5mg·kg^-1）不变的条件下,复合污染的影响随克百威浓度（1—10mg·kg^-1）的增加而减小。     

镉-豆磺隆复合污染对小麦生物学性状与品质的胁迫

采用盆栽试验,研究了黑土土壤镉-豆磺隆复合污染对小麦生物学性状与品质的影响。结果表明,不同浓度的镉、豆磺隆复合对小麦辽春10号(TriticumaestivumL)生物量的影响表现出协同作用,而且随着镉浓度的增加,小麦株高、地上部鲜重与干重以及根的鲜重与干重表现出下降的趋势,其中当镉的浓度达到100mg·kg-1时,小麦生长迟缓,植株矮小等中毒症状比较明显,地上部鲜重变化最大,相对于对照下降了83.1%,根鲜重下降了72.0%,地上部干重下降了69.7%,根干重下降了63.0%,株高下降40.1%。加入豆磺隆后这种趋势更加明显,不同浓度豆磺隆表现出的抑制程度为:30μg·kg-1>10μg·kg-1>0。小麦积累镉的量,随着镉浓度的增加而增加,反映其品质不断下降。其中根部镉浓度增加的幅度很大,由41.2mg·kg-1增加到438.2mg·kg-1;但当投加镉的浓度达到100mg·kg-1时,小麦积累镉的量呈现下降的趋势;高浓度豆磺隆处理的小麦积累镉的量,低于低浓度处理的情况。     

镉锌复合污染对小麦籽粒镉累积的影响和有机肥调控作用

小麦盆栽试验结果说明,当外源Cd为10mg·kg-1时,Zn的加入减少了Cd在小麦籽粒中的累积,表明Zn对Cd有拮抗效应;当外源Cd为100mg·kg-1时,Zn的加入促进了Cd在小麦籽粒中的累积,表明Zn对Cd有协同效应。Cd-Zn复合污染对小麦籽粒产量的交互效应的试验结果也得出相同结论。施猪厩肥显著提高了Cd单一污染与500mg·kg-1Zn、100mg·kg-1Cd复合污染土壤上小麦籽粒Cd含量。应用同位素示踪法和离子交换平衡法证实,109Cd、65Zn为复合体系共存与单一存在相比较,HA(FA)-65Zn络合物稳定性有明显的提高,HA(FA)-109Cd络合稳定性明显降低,且HA(FA)-109Cd的稳定性小于HA(FA)-65Zn。盆栽试验还说明猪厩肥降低了1000mg·kg-1Zn与100mg·kg-1Cd复合污染土壤上小麦籽粒Cd含量,是由于高剂量Cd、Zn污染的毒性所致。利用有机肥调控镉锌复合污染必须考虑其污染水平与比例、交互效应、土壤有效态含量、有机肥的络合作用、络合物稳定性及其竞争机制与肥力效应。     

硬田头菇菌丝体对镉、铅及其复合污染的生长与富集响应

在PDA平板培养条件下,研究镉、铅及其复合污染对硬田头菇菌丝体生长的影响以及硬田头菇菌丝体对生长基质中镉、铅的生物富集作用.结果表明,在试验设置浓度范围内,菌丝生长势、菌落直径和菌丝体干重等均随着重金属浓度的增大而减弱(小)或降低.硬田头菇菌丝体对Cd、Pb均具有生物富集作用,并且随着重金属浓度的增大菌丝体中重金属含量逐渐增加.初步认为Cd、Pb复合污染促进菌丝体对Pb的吸收而抑制对Cd的吸收.