微量元素砷与硒的相互关系

50年代之前，人们对砷、硒的研究集中在它们的毒性上，直至1957年硒、1975年砷才被正式确定为人和动物的必需微量元素。1938年巴西Moxon等首次发现硒和砷之间存在互作效应，他们用含11mg硒/kg的小麦和砷酸盐饮水喂养动物证明，亚砷酸盐和砷酸盐能有效地抑制硒中毒。当砷浓度为2．5mg/L时，硒中毒效果明显；而砷的浓度增大到smg/L时，硒中毒效果几乎被完全抑制。这以后，砷和硒的相互作用逐步被展开了研究。1砷与硒间的持抗作用硒与砷括抗的机理到目前为止尚不清楚，推测可能通过以下几个途径：1．1砷与硒可互相促进排泄Ganther和Baumann（…     

腐植酸调节砷酸盐生菜毒性作用研究

为探究不同砷酸盐处理条件下生菜中砷的累积规律,以及腐植酸对生菜砷酸盐毒性的调控作用。分析了生菜自身代谢对培养液pH的调节作用,以及腐植酸协同砷酸盐作用下培养液中pH的变化,采用高效液相色谱串联电感耦合等离子体质谱法对生菜体内砷酸盐累积变化规律进行动态监测,同时采用叶绿素分析仪、氨基酸分析仪与最小偏二乘分析相结合的方法,探索生菜生长表现以及相关品质指标变化,进一步研究腐植酸添加对上述各指标的调节作用。研究表明:非砷酸盐处理组生菜正常生长会引起培养液pH显著升高,随着砷酸盐添加浓度的逐渐升高溶液中的pH逐渐下降,当砷酸盐添加浓度为10 mg·L~(-1)时,pH下降最为显著,降低至3.87,腐植酸添加对砷酸盐的生菜产酸胁迫具有不同程度的缓解作用。同时,研究发现生菜各组织中无机砷的含量均随着砷酸盐处理浓度的增加而在各生长时期呈现出不同的增加趋势。在CK(不加砷对照处理)及CKHA(不加砷但添加腐植酸处理)组,生菜根、茎、叶中砷的形态主要以五价砷为主,并且随着腐植酸添加浓度增加,无机砷含量在生菜各生长时期均呈现不同程度的下降。然而,在不同砷酸盐处理组,各生菜植株内主要以亚砷酸盐As(Ⅲ)形式存在。当砷酸盐添加浓度为0.5 mg·L~(-1)时,生物量、株高、根长以及叶绿素的相对含量均高于CK组,说明低浓度的砷酸盐可促进生菜生长,高浓度砷酸盐均不同程度地对生菜生长产生抑制作用,适量浓度的腐植酸添加则不同程度地促进了生菜生长,并对高浓度砷酸盐的生菜毒性作用有所缓解。在生菜叶中砷含量未超标的CK、V-0.5(添加0.5 mg·L~(-1)砷酸盐)、V-1(添加1 mg·L~(-1)砷酸盐)处理组中,V-0.5处理组的维生素C和可溶性糖含量最高,硝酸盐含量最低,说明低浓度砷酸盐提高了生菜的品质。而在砷酸盐处理组,当腐植酸添加浓度为5 mg·L~(-1)时,生菜的维生素C、总酚含量最高,硝酸盐含量相较V-10(添加10 mg·L~(-1)砷酸盐)处理组显著降低,具有提高生菜品质的作用。PLS-DA分析及VIP得分表明,应对砷酸盐胁迫的主要差异表达氨基酸类型为谷氨酸(GLU)和精氨酸(ARG),腐植酸添加使得GLU和ARG的表达水平明显上调。砷酸盐能降低生菜生长环境的pH,腐植酸具有降低生菜产酸胁迫的作用,砷酸盐添加浓度低于3.5 mg·L~(-1)时,在各生长时期,生菜叶中砷含量均不超过国家限量标准,腐植酸对生菜叶中无机砷含量的调控具有时效性,腐植酸可上调与抗逆相关的GLU和ARG的表达水平。     

生物体砷代谢解毒机制的研究进展

近年来砷污染问题引起了世界各地的广泛关注,砷通过地下水饮用、食物链传递进入人体,对人体产生伤害。因此,必须采取措施控制砷进入动植物和人体的数量,改变砷在生物体内的赋存形态,从而降低砷对人体产生的毒害。本文综述了砷在生物体内的基本代谢过程;砷代谢过程中的关键酶：砷酸盐还原酶、亚砷酸甲基转移酶的结构及功能。通过调控砷代谢过程中的关键酶活性,可改变砷在生物体内的形态配比和毒性,从而降低砷对人体产生的健康风险。     

湖南6种母质发育水稻土对镉和砷的吸附和解吸特征

以湖南省典型母质发育的鳝泥田、红泥田、河砂泥田、麻砂泥田、酸紫砂泥田和灰泥田等6种水稻土为研究对象,采用单元素一次平衡法研究土壤对镉、砷的吸附与解吸特性及其影响因素。结果表明：供试水稻土对镉、砷的等温吸附曲线均呈非线性;供试土壤吸附平衡时,溶液中镉或砷的浓度与土壤对镉或砷的吸附量关系用Langmuir、Freundlich和Temkin等3种模型拟合均达显著水平,决定系数(R²)为0.842～0.994,其中以Langmuir方程的拟合(R²均值0.964)更优,但不同水稻土不同元素的最优方程有所差异,灰泥田的镉和酸紫砂泥田的砷用Temkin方程的拟合度较高,鳝泥田、红泥田和河砂泥田的砷用Freundlich方程的拟合度较高;土壤对镉的吸附量大于对砷的吸附量;以Langmuir方程拟合所得不同水稻土镉、砷最大吸附量(X_m)比较,整体上镉以灰泥田的(1379.9mg/kg)最大,酸紫砂泥田的(527.8 mg/kg)最小;砷以红泥田的(587.4 mg/kg)最大,灰泥田的(266.6 mg/kg)最小;土壤镉、砷解吸量随...     

砷污染对水稻的影响及其转化措施

砷化合物是有毒物质,人体中毒剂量为10～50mg,致死量为100～300mg,但人摄入砷化物后,数日至一周内经尿液排出75%,其余经粪便排出,目前尚无资料证明砷在体内可长期蓄积,只能残存于头发、指甲、骨组织中数年.按照江苏省无公害农产品要求,稻谷砷含量指标为0.7mg/kg,在这个标准内,人食用是安全的.但是经砷污染的稻田,其稻苗生长虽受到严重影响,而稻谷的砷含量仍低于0.7mg/kg,未超过无公害农产品稻谷的安全指标,因此,研究砷污染对水稻农艺性状和籽粒产量的影响就农业领域而言仍显得十分重要.1999年宜兴市屺亭镇由于饲料添加剂氨苯胂酸的生产,导致500多亩水稻不同程度受害,并影响至今.     

辩证地看待砷制剂在畜牧业上的应用

１砷应用的历史回顾１．１砷的存在形式砷的化学性质非常复杂，很少以元素状态存在，多以化合物的形式出现（Ｎｉｅｌｓｏｎ，１９７５）．自然界中主要含砷矿物有砷黄铁矿（ＦｅＡｓＳ）、雄黄矿（ＡｓＳ４）和雌黄矿（Ａｓ２Ｓ３）等。常见的无机砷化合物有Ａｓ２Ｏ３（俗称砒霜，中医称信石）、砷酸铅、砷酸钙、砷酸钠、亚砷酸钙、亚砷酸钠等。常见的有机砷化合物（简称“胂”）主要有对氨基苯砷酸３一硝基一４一羟基苯砷酸、盐酸二氨基二羟偶砷苯（酒尔佛、６０６）等。１．２砷的应用概况我国历史上很早就有关于砷化物入药的记载。它具…     

苗期水稻吸收和转运砷的基因型差异研究

采用营养液培养的方法,研究了在根表无铁氧化物膜形成的情况下,苗期水稻对生长介质中三价砷和五价砷吸收及向地上部转运的基因型差异。水稻植株分别暴露在含20(M五价砷和含五价砷、三价砷各10(M的营养介质中14d,对水稻生物量的影响存在显著的基因型差异,在6个水稻基因型中,砷处理促进了根系的生长,但抑制了地上部的正常生长,只有基因型94D-22除外,2周的砷暴露对其生长虽然有抑制作用,但这种抑制效应并不显著;不同程度的砷暴露并没有对根中砷浓度、地上部砷浓度产生明显影响(94D-22除外),但基因型之间砷浓度的变化趋势与有铁膜形成时相比存在明显差异。营养液中三价砷和五价砷共存时,基因型94D-22茎叶中砷浓度最高(69.5mg/kg),是其他基因型的1.8～3.1倍,并且94D-22对砷的吸收能力和转移能力也最大,KY1360和94D-64对砷的转移能力最弱,这与有铁膜形成且经过整个生长季的水稻对砷吸收和转运能力的影响结果不同。     

不同修复措施对砷污染土壤处理效果及土壤理化性质的影响

通过稳定化处理、淋洗处理与生物修复处理砷污染土壤,探讨不同修复措施对土壤总砷水浸浓度、总砷酸浸浓度、容重、pH、质地、渗透系数与电导率的影响。结果表明:3种修复措施均对土壤总砷水浸与酸浸浓度产生显著影响,经稳定化处理、淋洗处理与生物修复处理的污染土壤总砷水浸均值由1.10 mg/L分别降低至0.05、0.48与0.92 mg/L;经稳定化处理、淋洗处理与生物修复处理的污染土壤总砷酸浸均值由4.35 mg/L分别降低至0.38、0.45与3.99 mg/L。稳定化处理显著提高了土壤容重、pH、电导率,显著降低土壤渗透率系数,并使土壤质地由壤土变为砂土;淋洗处理显著提高土壤渗透系数,显著降低土壤pH;生物修复处理显著提高土壤渗透系数。     

不同水稻品种对镉、砷的吸收累积特征

采用田间试验方法,对污染稻田内15个水稻品种的镉、砷吸收累积特征进行了研究。结果表明:15个供试品种的稻米镉含量范围为0.04～0.06 mg/kg,均未超过食品安全国家标准;砷含量范围为0.15～0.28 mg/kg,其中C两优386、晶两优1212、泰优390和深两优475的稻米砷含量超过食品安全国家标准。镉的转运效率以深两优475最高,五优308最低,砷的转运效率以深优9595最高,Y两优9918最低。15个品种稻米镉、砷富集系数均低于1.0,说明该土壤上稻米对镉、砷的富集能力较弱。     

氮肥形态及用量对土壤砷生物有效性的影响研究

通过盆栽试验,探讨了高砷红壤中施用碳酸氢铵、尿素和硝酸钙3种不同形态氮肥对土壤砷生物有效性及小白菜吸收砷的影响。结果表明:在175、350mg·kg-1两种施氮水平下,不同形态氮肥的施用均显著(P<0.05)促进了小白菜(Brassica chinensis)植株的生长,生物量的增加幅度为104.5%～224.3%;氮肥施用显著增加了土壤中有效态砷含量和植物对砷的吸收(P<0.05),与对照相比,不同形态氮肥处理下土壤有效态砷含量增加了30.5～49.4倍,其中,以施氮量为350mg·kg-1Ca(NO3)2处理增幅最大,NH4HCO3的350mg·kg-1施氮处理的增幅较小;在3种氮肥形态的2种施氮量处理下,植物地上部砷吸收量比对照增加0.75～4.32倍,且以175mg·kg-1NH4HCO3和350mg·kg-1Ca(NO3)2的施氮处理较高,而350mg·kg-1CO(NH2)2和175mg·kg-1Ca(NO3)2施氮处理的植物砷浓度及吸收量均相对较低。随着化学氮肥的施用,发生了土壤残渣态的砷向易溶态等其他形态砷的转化和释放,导致作物吸收砷及相应的环境风险增加。     

微量元素砷的生物学特性及其应用

砷元素属于“类金属”,不溶于水和强酸,几乎没有毒性.若其暴露在空气中,其表面极易氧化成剧毒的三氧化二砷;在自然界中,砷主要以硫化物形式存在,有时也以单体形式存在.砷分布广泛,但蕴藏量低.砷作为生长促进剂在畜牧业中已开始研究和应用.1 砷在动物体内的代谢及生理、药理作用在动物体内含有微量的砷,经常发现于甲状腺、肠、脑、皮肤、毛发内,有时也发现于肝脏和脾脏内.砷不断地与饲料一起进入动物机体,可溶性无机砷化物易从消化道、呼吸道等粘膜、创伤表面及破损的皮肤吸收;5价砷易通过胃肠道被吸收,3价砷易透过皮肤被吸收.砷     

吉林西部土壤砷的形态分布及其与土壤性质的关系研究

按照生态地球化学土壤样品元素形态分析方法,将土壤无机砷分成水溶态、离子交换态、碳酸盐态、腐植酸结合态、铁锰氧化物结合态、强有机结合态和残渣态.通过对吉林西部36个表层土壤样品的测试,分析了土壤不同形态砷的分布和不同形态砷与土壤性质的关系.研究表明,洮南市不同形态砷的分布为:残渣态(65.30％)＞腐植酸结合态(17.39％)＞铁锰氧化物结合态(10.70％)＞碳酸盐态(2.23％)＞水溶态(2.17％)＞强有机结合态(1.17％)＞离子交换态(1.04％).通榆县不同形态砷的分布为:残渣态(56.66％)＞腐植酸结合态(23.82％)＞铁锰氧化物结合态(11.08％)＞碳酸盐态(2.81％)＞水溶态(2.18％)＞离子交换态(1.98％)＞强有机结合态(1.46％).残渣态砷是吉林西部土壤砷的主要形态.土壤水溶态砷和铁锰氧化物结合态砷与土壤pH值皆呈极显著正相关;残渣态砷与土壤有机质皆呈极显著负相关,而与土壤阳离子交换量呈极显著正相关.离子交换态砷、碳酸盐态砷、铁锰氧化物结合态砷和强有机结合态砷与土壤矿质元素的关系不大,而水溶态砷、腐植酸结合态砷和残渣态砷与土壤矿质元素的关系密切.     

微波萃取-原子荧光光谱法测定稻米中砷化学形态

采用微波萃取、高效液相色谱-氢化物发生-原子荧光光谱法联用技术建立了稻米中了三价砷As(Ⅲ)、五价砷As(V)、一甲基砷酸(MMA)、二甲基砷酸(DMA)等4种形态砷的分析方法。结果表明,稻米中4种形态砷的加标回收率为80%～110%,批内及批间相对标准偏差为0.3%～4.8%,方法检出限为1.6~4.0μg/kg。将该方法应用于实际样品的测定,分析结果显示,稻米样品中含有一定量的三价砷As(Ⅲ)和少量的二甲基砷酸(DMA),其形态之和已接近我国国标中关于稻米产品中砷限量标准的规定。     

有机酸对As(Ⅴ)在土壤中老化的影响

为了明确不同类型有机酸对土壤中砷释放及迁移转化等行为的影响,应用模拟试验方法,研究了添加乙酸、草酸、柠檬酸和腐植酸对砷在第四纪红壤中老化的影响。研究结果表明,在温度为25℃、湿度为最大田间持水量70%条件下,有机酸类型对砷在第四纪红壤中老化过程的影响不显著,但有机酸添加量对培养期间土壤有效态和结合态砷的含量具有显著影响。当乙酸的添加量为50、100 mg·kg~(-1)时,对As(Ⅴ)在土壤中的老化均有抑制作用;添加量达到200 mg·kg~(-1)时,对As(Ⅴ)的老化具有促进作用。而草酸和柠檬酸的添加量为50 mg·kg~(-1)时,对As(Ⅴ)的老化具有促进作用;添加量为100、200 mg·kg~(-1)时均抑制As(Ⅴ)的老化。腐植酸对外源砷在土壤中的老化具有抑制作用,且其对砷老化的影响远大于其他类型有机酸。当添加量在50~200 mg·kg~(-1)时,乙酸和草酸对土壤中专性吸附态砷含量有显著影响;添加量为50、100 mg·kg~(-1)时,柠檬酸和腐植酸对弱结晶水合铁铝氧化物结合态砷均有显著影响;添加量为200 mg·kg~(-1)时,乙酸、柠檬酸和腐植酸对结晶水合铁铝氧化物态砷影响显著。综上,在本试验条件下,As(Ⅴ)在第四纪红壤上老化不受有机酸类型的影响,而受有机酸添加量的影响。     

不同磷浓度对钝顶螺旋藻吸附、吸收和转化砷酸盐的影响

采用室内培养实验,首先用0~300μg·L-1砷酸盐[As(Ⅴ)]处理钝顶螺旋藻(Spirulina platensis),分析了螺旋藻对As(Ⅴ)的吸附和吸收特性,并在300μg·L-1 As(Ⅴ)处理下,研究了不同磷浓度(P正、1/10 P正、1/25 P正、1/50 P正)对螺旋藻吸附、吸收和转化As(Ⅴ)的影响。结果表明,在本研究As(Ⅴ)处理范围内,螺旋藻的干重与对照没有显著差异。随着As(Ⅴ)浓度的升高,藻体富集的总砷含量增加,当As(Ⅴ)处理浓度为150~300μg·L-1时砷富集量为1.006~1.569 mg·kg-1,超过了国家保健(功能)食品的砷污染限量1.0 mg·kg-1(GB 16740—1997)。随着培养基中磷浓度的降低,螺旋藻体内吸收的砷含量呈现增多趋势。在正常磷(P正)和1/10 P正条件下,螺旋藻体内的砷均为As(Ⅴ);当磷浓度降低至1/25 P正时,藻细胞中的砷有3.28%为As(Ⅲ);当磷浓度降低为1/50 P正时,螺旋藻吸收的砷增加至1.457 mg·kg-1,其中有9.24%和37.35%分别转化为As(Ⅲ)和二甲基砷(DMA),表明降低培养基中磷浓度促进了螺旋藻体对As(Ⅴ)的吸收、还原和甲基化,但藻细胞中砷的主要形态仍为As(Ⅴ)。在正常磷浓度培养下,藻体富集的砷以藻细胞表面吸附为主,通过磷酸盐缓冲液脱附可去除95%以上螺旋藻富集的砷。     

海藻中无机砷两种检测方法适用性的探讨

采用国家颁布的海藻制品卫生标准和食品中无机砷检测标准方法对海藻中的无机砷进行检测,结果发现无机砷的超标问题突出。为了探讨海藻中无机砷超标的真实原因,对GB／T5009．11—2003中规定的用氢化物原子荧光光度法和银盐法测定海藻中无机砷含量的适用性进行了探讨。通过对两种检测方法所采用的消化处理过程进行比较,结果显示：同一种紫菜经过60℃水浴中消化18h处理后测定的无机砷含量明显高于在70℃水浴中消化1h处理后的无机砷含量,对于干紫菜,前者为后者的1．58～5．17倍;而对于湿紫菜,前者为后者的4．55～5．17倍。同时,试验中用小分子有机砷进行加标试验,结果表明：二甲基胂酸、甲基胂酸二钠等小分子有机砷对两种测定方法的影响很大,会把小分子有机砷作为无机砷检测出来,且检出回收率很高。因此,作者认为,由于海藻食品中小分子有机砷含量较高,GB／T5009．11—2003规定的两种检测方法均不适用于海藻类中无机砷的检测。     

砷对冬小麦根系生长和养分吸收的影响

[目的]研究砷对冬小麦根系生长和养分吸收的影响,揭示砷对小麦根系的毒害作用与机理。[方法]采用水培试验,设定砷浓度分别为0、5、10、15、20 mg/L,培养30 d,测定小麦根长、根体积和根系活力,分析根系中砷的累积量和养分元素含量。[结果]小麦根系能够累积较高浓度的砷,根系砷含量最高达4 506.11 mg/kg。砷显著抑制了小麦根系总吸收面积、活跃吸收面积、根长、根体积,降低了根系的生物量。溶液砷浓度为5～10 mg/L时,小麦根系中P、K、Mg和Mn、Cu、Zn的含量有增加的趋势;溶液砷浓度为15～20 mg/L时,小麦根系P、Mn、Zn的含量与对照相比均降低。小麦根系N的含量受溶液砷浓度影响不显著,砷显著降低了小麦根系Fe的含量。[结论]砷的毒害作用主要体现在抑制小麦根系生长,降低根系活力及生物量;砷对小麦根系中N、K、Ca和Mg等的含量影响较小,对Fe、Mn、Cu和Zn等微量元素含量影响较大;15～20 mg/L砷处理时,砷与P的竞争作用明显,抑制小麦根系对磷的吸收。     

多种藻类对As(Ⅲ)的耐受性及吸附研究

[目的]筛选到在自然条件下能有效去除水体中砷污染的微藻。[方法]以4种微型绿藻(小球藻Chlorella sp.(zfsaia)、Chlorellaminata、Chlorella vulgaris和羊角月牙藻Selenastrum capricormulum)为材料,选取6个不同浓度的As(III)(0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0mg/L)进行培养处理,以生物量、叶绿素a含量等生理指标研究这4种藻类对砷的耐受性及其吸附情况。[结果]小球藻Chlorella sp.(zf-saia)对砷的毒害有敏感性,当砷浓度超过10 mg/L时,其生长受到抑制,EC50值为17.32 mg/L;当砷浓度在0～20 mg/L范围内,羊角月牙藻Selenastrum capricormulum、小球藻Chlorella minata和Chlorella vulgaris生长不受影响,对砷具有较高的耐受性,24 h后,它们对砷的去除率分别达77.02%、72.18%和81.36%。[结论]该研究表明藻类在治理含砷废水和作为砷污染废水的指示性植物等方面具有良好的应用前景。     

土壤中的砷对蔬菜苗期生长的影响

以辣椒(Capsicum annuum L.)、茄子(Solanum melongena)、黄瓜(Cucumis sativus L.)、小白菜(Brassica rapa L.Chinensis Group.)为研究对象,在经过砷污染处理的土培条件下,分别测定了这4种蔬菜的根长、株高和干物质量,分析了土壤中的砷对蔬菜苗期生长的影响。结果表明,不同蔬菜对砷的敏感度不同,土壤中的砷对同一蔬菜苗期不同器官的影响也不同。但是,当土壤中添加的砷含量为100 mg/kg时,辣椒和茄子的根长与株高开始呈下降趋势;黄瓜的株高超过根长;小白菜的株高几乎等于根长。当土壤中添加的砷含量超过100 mg/kg时,4种蔬菜的根长与株高总体而言都呈下降趋势。可以推断,土壤中砷含量为100 mg/kg左右很可能是蔬菜苗期耐受砷胁迫的临界值。     

P、Fe及水分对土壤砷有效性和小麦砷吸收的影响

为探讨外源调控措施对土壤中砷的结合状态和植物砷吸收的影响,利用室内盆栽试验,研究了外源添加不同的磷酸盐、FeCl_3和不同水分条件下土壤中砷的有效性和小麦砷吸收的变化。研究结果显示,加Fe能显著降低土壤pH值、土壤溶液中砷的含量及土壤中非专性吸附态和专性吸附态砷的含量,降低植物对砷的积累。施加不同形态磷酸盐后,土壤溶液中砷的浓度显著增加,其中以KH_2PO_4和Ca(H_2PO_4)_2处理条件下增加效果更明显。加磷处理也能显著增加小麦地上部砷含量,但对土壤不同提取态砷的含量影响不明显。不同土壤含水量并不能引起土壤pH的显著变化,饱和水处理时土壤溶液和土壤各提取态砷的含量略高于干湿交替处理。小麦地上部分砷的含量与土壤溶液砷浓度和土壤中专性吸附态砷含量分别呈极显著(P0.01)和显著(P0.05)正相关,而与无定形Fe-Al氧化物结合态和晶质Fe-Al氧化物结合态均呈显著负相关(P0.05)。小麦地上部生物量与专性吸附态和晶质Fe-Al氧化物结合态砷之间呈显著正相关(P0.05),与无定形Fe-Al氧化物结合态和残渣态砷含量之间呈显著负相关(P0.05),其中与无定形Fe-Al氧化物结合态砷含量的相关性达极显著水平(P0.01)。地上部砷含量和生物量之间呈极显著负相关(P0.01)。结果表明:不管是在加磷还是不加磷的条件下,FeCl_3均能显著降低土壤溶液中砷的含量和小麦对砷的吸收;三种磷酸盐处理显著增加了土壤溶液和小麦地上部砷的含量,小麦地上部对砷的积累在三种磷酸盐处理之间没有显著差异。