硅酸盐对污染土壤铬、铅形态和小白菜吸收分布及其健康风险的影响

为保障蔬菜的品质安全,通过土壤盆裁试验,研究硅酸盐对Cr、Pb单一污染及Cr-Pb复合污染土壤中小白菜(Brassica chinensis)的生物量、土壤中Cr、Pb形态及小白菜体内Cr、Pb积累量的影响.结果表明,在受到较高水平的Cr～Pb污染时,小白菜对Pb的富集能力要明显高于Cr,被小白菜吸收的Cr、Pb都主要累积在根部.施用硅酸盐能通过减少土壤中有效态Cr、Pb的含量,从而减少小白菜对Cr、Pb的吸收,且施用效果明显,其中2.0 g/kg效果最好,但该处理严重抑制小白菜生长,不适于生产应用.而Si_1处理(1.00 g/kg)能在不影响产量的前提下极显著地降低小白菜茎中Cr、Pb的质量分数,并使叶中Pb的质量分数降至国家标准限量值附近或低于限量值,因此该处理在生产上极具应用前景.     

施肥和外源砷对小白菜生长和抗性生理的影响

通过盆栽试验,研究了施用有机肥料与氮、 磷、 钾肥以及不同浓度砷对小白菜（Brassica campestris L. ssp. Chinensis L.）株高、 根长、 单株鲜重、 砷含量以及小白菜植株脯氨酸（Pro）、 丙二醛（MDA）、 超氧化物歧化酶（SOD）、 过氧化物酶（POD）等的影响。结果表明: 在施肥条件下外源砷10 mg/kg促进小白菜生长,鲜重最高,株高、 根长增加,外源砷继续提高则抑制小白菜生长; 小白菜砷含量随外源砷提高而增加,施肥则促进砷吸收; 小白菜Pro和MDA含量随外源砷提高而增加,施肥则有助于降低Pro和MDA含量; 小白菜POD活性在不施肥处理下随砷浓度的提高呈上升下降的变化趋势,且以砷 50 mg/kg时最高; 在施肥条件下随砷浓度的增加而增强; 小白菜SOD活性在有机肥处理下随砷浓度的增加而增强,在不施肥、 施氮磷钾肥以及氮磷钾肥和有机肥混施处理下随砷浓度的升高呈上升下降的变化趋势,均以砷 50 mg/kg处理最高。     

模拟酸雨和镍复合污染红壤中莴笋的生长与抗氧化反应

采用盆栽实验,研究了在模拟酸雨、镍单一或复合污染的红壤中,莴笋的生长和叶片中抗氧化酶活性、活性氧和丙二醛含量的变化。结果表明,单一酸雨污染或酸雨与25 mg/kg镍的复合污染对植株生长无明显影响;酸雨增强了50-100 mg/kg镍对莴笋生长的抑制效应。复合污染下,酸雨为pH4.5时,莴笋叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）的总体活性较单一镍污染高,而酸雨为pH3.5时则两者活性降低。复合污染下,叶片过氧化物酶（POD）活性升高,抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性降低,且随酸雨pH降低,变化的幅度增大;同时,O2^＊ˉ的产生加快,H2O2和MDA含量升高,表明叶片组织遭受了氧化胁迫和膜脂过氧化损伤,这可能是复合污染下莴笋生长受阻的重要原因。     

不同改良剂对铬污染土壤中小白菜生理、生化特性的影响

为了研究不同种类改良剂对铬污染土壤中小白菜生理生化特性的影响,采用盆栽试验监测在不同浓度的铬污染的土壤中小白菜(Brassica parichinensis)的叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性以及丙二醛(MDA)含量的变化。研究发现,不同浓度的铬污染土壤中,3种改良剂添加使叶绿素含量及SOD酶活性发生变化并高于对照组而POD酶活性降低,使铬对CAT酶活性的抑制作用得到缓解。石灰、石灰+活性炭用量的增加使MDA含量先降低后升高,而活性炭的施入减少MDA的含量。通过比较,3种改良剂的改良效果为活性炭>石灰+活性炭>石灰。     

外源水杨酸对锰污染红壤中玉米的生长与抗氧化酶活性的调节作用

采用盆栽实验方法研究了外源水杨酸（SA）对锰污染红壤中玉米的生长、脂质过氧化程度、活性氧水平以及抗氧化酶活性的影响。结果表明,过量锰明显降低玉米植株干重,显著提高了茎叶和根中锰的含量。SA促进锰胁迫下玉米的生长,但对植株中锰的含量与分布无影响。过量锰处理下,玉米叶片超氧阴离子（O.2-）和过氧化氢积累显著增加,脂质过氧化、电解质渗透率和脯氨酸含量显著升高;而SA和过量锰复合处理下,这些指标则显著降低。过量锰诱导超氧化物歧化酶（SOD,EC1.15.1.1）、过氧化物酶（POD,EC1.11.1.7）活性升高,抑制过氧化氢酶（CAT,EC1.11.1.6）和抗坏血酸过氧化物酶（APX,1.11.1.11）活性;SA处理促进锰胁迫下SOD和POD活性进一步升高,减小CAT和APX活性下降的程度。这些结果提示,SA调节抗氧化酶活性,保护组织细胞免遭氧化损伤,是SA缓解过量锰对玉米毒害作用的重要生理原因。     

纳米羟基磷灰石对铅污染土壤中小白菜铅吸收特性和生理生化特征的影响

通过盆栽试验探讨施用纳米羟基磷灰石(NHAP)对铅污染土壤中小白菜生长及品质的影响。研究表明,施用NHAP能有效提高铅污染土壤中小白菜的生物量,并能减少小白菜地上部和地下部对铅的吸收。施用NHAP还能缓解铅对小白菜的胁迫作用,表现为叶片叶绿素含量和维生素C含量升高,丙二醛(MDA)含量下降;NHAP还能增加小白菜抗氧化酶含量水平,提高过氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的含量,提高小白菜清除活性氧的水平,抑制脂质过氧化作用,从而保护细胞膜的结构,维护其正常的生理生化功能。结果表明,施用纳米羟基磷灰石能有效促进铅污染土壤中小白菜的生长,并且提高其品质,这对于改善铅污染土壤质量,提高小白菜产量及品质具有很好的作用。     

不同浓度Hg2+ 、Cr3+ 和Pb2+单一胁迫对绿豆膜脂过氧化物含量及抗氧化酶活性的影响

研究了不同浓度Hg2+、Cr3+ 和Pb2+胁迫条件下,绿豆花荚期叶片中膜脂过氧化物（MDA）含量及抗氧化酶,包括(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT))活性的变化情况。结果表明,Hg2+、Cr3+和Pb2+胁迫后,随着浓度的升高,绿豆叶片中MDA含量也逐渐升高,与对照相比均呈差异显著性;在Cr3+和Pb2+胁迫下,绿豆叶片中SOD酶活性随着浓度的升高呈现升高的趋势;在低、中浓度Hg2+胁迫下,SOD酶活性低于对照,但高浓度下,SOD酶活性高于对照;Hg2+处理后,POD随着浓度的增加,表现出先升高后降低又升高的趋势;低、中浓度Cr 3+处理使绿豆叶片内POD活性降低,但在高浓度时表现出POD活性增强;随着Pb2+处理浓度的增加,POD活性逐渐降低;Hg2+ 和Cr3+处理使CAT活性升高,但Pb2+处理后,CAT活性随浓度的升高先下降,再升高,然后又下降。研究表明Pb2+对绿豆的生态毒性较大。     

Cr、As、Pb、Cd复合污染对茶树叶片酶活性和细胞膜透性的影响

通过盆栽实验,研究了土壤中Cr、As、Pb、Cd复合污染对茶树叶片酶活性和细胞膜透性的影响。结果表明,茶树叶片酶活性和细胞膜透性的变化趋势基本一致,均随浓度的增加而增加,说明茶树在本实验浓度范围内对4种重金属的复合污染具有耐受性;极差分析表明,对SOD活性和细胞膜透性影响顺序为CrAsPbCd,对POD和CAT活性影响顺序为CrAsCdPb;方差分析表明,Cr对茶树SOD、POD、CAT活性和细胞膜透性的影响极显著;As对SOD、POD和细胞膜透性影响极显著,对CAT活性影响显著;Cd、Pb对POD活性和细胞膜透性的影响显著,而对SOD和CAT活性的影响相对较小,说明茶树对Cr、As污染更敏感,耐受能力较Cd、Pb弱。     

不同用量腐植酸对苹果幼苗生长及生长环境的影响

风化煤腐植酸含有多种活性官能团,对农作物生长发育具有重要意义。将风化煤腐植酸施用于基质,并研究不同用量风化煤腐植酸对苹果幼苗生长发育及生长环境的影响机制,可为风化煤腐植酸资源在苹果栽培种植中高效利用和促进苹果幼树生长提供理论依据。温室条件下,以6叶的M9T337苹果幼苗为试材,外源添加不同添加量（0、0.1、0.5、1.0、1.5和2.0 g/kg）的腐植酸到基质中,平衡一周后,将长势一致的6叶苹果幼苗移栽至盆中,研究腐植酸对苹果幼苗生物量、叶片抗氧化酶活性、叶绿素、基质酶活性、基质养分及微生物等的影响。结果发现：（1）不同用量的腐植酸均可增加苹果幼苗的株高、干重和鲜重,其中1.5 g/kg处理的效果最明显,较对照组分别提高了68.5%、70.6%和53.3%;(2)腐植酸可提高叶片中抗氧化酶的含量并且降低丙二醛（MDA）的含量,1.5 g/kg处理苹果幼苗的超氧化物歧化酶（SOD）、超氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）的含量分别比对照提高219.9%、63.0%、361.4%,MDA的含量下降了54.4%;(3)添加腐植酸可增加基质土壤中过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和磷酸酶的含量,...     

超声波活化风化煤腐植酸对小白菜吸收Pb、Cd和土壤酶活性影响

采用土培盆栽试验研究不同超声波活化风化煤腐植酸添加量0,10,20,40,60g/kg(以风化煤计)对小白菜吸收重金属铅、镉和土壤酶活性的影响。结果表明:在加风化煤量40g/kg条件下,有效降低了土壤中铅、镉的可移动性,使小白菜中铅、镉含量明显降低;在加风化煤量20～40g/kg条件下,明显降低了土壤中铅、镉的生物毒性,提高了土壤酶(过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶)活性。故施适量的超声波活化风化煤(20～40g/kg)可有效减轻土壤中重金属铅、镉单一污染对小白菜的毒害,从而为铅、镉单一污染的小白菜区域增施腐植酸肥提供理论依据。     

铅镉高污染土壤的钝化材料筛选及其修复效果初探

本研究以重金属高污染农田土壤(全Pb含量为1 277 mg/kg,全Cd含量为39.0 mg/kg)为研究对象,通过土培试验和玉米苗期盆栽试验,探讨海泡石、石灰、腐植酸、钙镁磷肥、磷矿粉、生物质炭等常用稳定材料不同剂量及复配组合对高污染土壤重金属的钝化修复效应。土培试验结果表明,石灰对Pb和Cd钝化效果最好,其次是海泡石,但两者表现为较高添加量处理间没有显著差异;而低剂量生物质炭和腐植酸显著增加土壤有效态Pb和Cd含量,高剂量生物质炭具有较好的钝化效果。盆栽试验表明,海泡石与石灰配施钝化效果较好,与对照相比,土壤氯化钙提取态Pb、Cd含量分别降低了97.5%、81.4%;玉米根和地上部Cd含量分别降低48.5%、34.0%,Pb含量分别降低35.6%、29.6%;但海泡石与磷材料配施显著增加玉米根Pb含量,对玉米Cd吸收没有显著影响。以上结果表明,重金属高污染农田土壤添加合适的改良剂,可较大幅度降低土壤重金属有效性和植物重金属吸收性。     

Cd、Pb、Cu、Zn、As复合污染对杂交水稻苗的联合生理毒性效应及临界值

通过室内土培试验,研究了不同浓度的Cd、Pb、Cu、Zn、As等5种重金属复合污染对水稻苗的联合生理毒性效应,并对其临界值进行了探讨。结果表明:5种重金属污染对水稻苗的联合生理毒性效应随其污染浓度的增加而显著增强,剂量—效应关系明显。除处理(1)外,其余各处理对水稻苗体的诸项生长指标的抑制均达到了极显著的程度(P<0.01),且对根长的抑制明显大于苗长。随着复合重金属污染浓度的增大,水稻苗叶片中叶绿素含量急剧减少;丙二醛(MDA)含量迅速增加;POD和SOD酶活性呈先升后降的变化趋势。铅锌尾矿和矿毒水污染对水稻苗生长和各项生理生化指标的影响也均达到了极显著程度,但在二者污染下,POD和SOD酶活性均高于对照,铅锌尾矿的毒性效应大于矿毒水。以酶活性为参考指标,可以将土壤环境质量二级标准上限值设定为土壤中Cd、Pb、Cu、Zn、As等5种重金属对该水稻品种的临界毒性效应值。     

修复剂调控铅镉污染棉田对土壤微生物多样性的影响

为探讨重金属铅(Pb)、镉(Cd)污染下棉粕腐植酸和聚丙烯酸钾修复剂对土壤微生物多样性的影响,采用田间桶栽试验,进行了棉粕腐植酸、聚丙烯酸钾以及两者复合施用修复污染棉田土壤的研究,通过高通量测序分析了土壤微生物多样性的变化,并利用傅里叶红外光谱进行了土壤化学结构的修复响应分析。结果表明:与未施用修复剂处理相比,施用棉粕腐植酸和聚丙烯酸钾减少了表层土壤Pb、Cd含量,其中两者复合处理可分别减少62.6%和52.3%;改变了土壤微环境进而影响了土壤微生物多样性,不同处理共发现土壤细菌25个门,69个纲,149个目,273个科,442个属,其中优势菌门主要为变形菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门和放线菌门。聚丙烯酸钾处理增加了土壤中变形菌门的相对丰度,棉粕腐植酸和复合修复处理增加了酸杆菌门和芽单胞菌门的相对丰度。由此可见,铅镉复合污染土壤中微生物多样性丰富,优势菌群相对稳定,聚丙烯酸钾和棉粕腐植酸通过改变土壤微环境进而影响菌群丰度。     

硅酸盐钝化剂在土壤重金属污染修复中的研究与应用

土壤重金属污染治理是目前我国土壤污染治理的重点,黏土矿物、单硅酸盐及硅肥等硅酸盐钝化修复材料是重要的土壤重金属化学稳定剂。本文通过综述硅酸盐钝化剂的分类与特点,阐明了硅酸盐钝化剂在土壤重金属污染修复过程中的吸附、沉淀及植物-微生物作用机理与影响因素,提出将土壤重金属污染修复与农作物增产相结合,开发具有枸溶、缓释特性,对重金属具备吸附、沉淀与生物抑制功能且有利于农作物生长的长效硅酸盐土壤重金属钝化剂具有重要的实际意义。     

工业和农业污染稻田土壤重金属的赋存形态及水稻吸收运移比较

[目的]稻田土壤重金属污染是当前农产品安全生产关注的重要问题.本文比较分析工业和农业污染源稻田土壤重金属的赋存形态及水稻吸收运移,以期为稻田土壤重金属污染控制提供参考.[方法]在长江中下游地区调查选取工业源和农业源重金属污染稻田各27块,在水稻成熟期使用抖根法采集根际土壤及水稻根系和籽粒样品,采用Tessier七步提取...     

印度芥菜(Brassica juncea L.)重金属耐性机理研究进展

印度芥菜可富集/忍耐Cd、Zn 等多种重金属, 是研究植物修复技术的一种模式植物。高浓度的重金属离子会改变植物的基因表达、细胞形态、细胞结构, 最终使植物生长受抑, 甚至死亡。印度芥菜高效的抗氧化系统、损伤修复系统以及对重金属的螯合、区域化可部分解除重金属的毒性, 缓解重金属离子的毒害作用。利用基因工程技术在印度芥菜中导入重金属耐性及运输相关基因可大幅度提高其重金属富集能力, 在重金属污染修复方面具有广阔的应用前景。     

不同钝化剂对Cu、Cr和Ni复合污染土壤的修复研究

利用盆栽试验研究了不同钝化剂(沸石、牡蛎壳、鸡蛋壳、硅藻土和聚丙烯酰胺(PAM))对生长在重金属污染土壤上的青菜(Brassica chinensis L.)生物量、重金属吸收以及超氧化物歧化酶的活性(SOD)和丙二醛(MDA)含量的影响,同时,通过对土壤p H和土壤重金属提取态的分析,探讨了钝化剂影响青菜生物量和重金属吸收的可能原因。结果表明:钝化剂加入可显著降低青菜地上部分Cu、Zn、Ni和Cd的含量及其氧化性损伤和脂膜损伤(SOD和MDA指标显著降低)。施入钝化剂后,土壤p H显著提高,重金属提取态Cu、Zn、Pb、Ni和Cd普遍降低(硅藻土处理除外)。相关性分析表明,土壤p H与提取态重金属Pb、Zn、Ni和Cd呈显著的负相关,而青菜中的重金属Zn、Ni和Cd的含量与土壤提取态含量呈显著正相关。综合考虑,单一钝化剂牡蛎壳和沸石+牡蛎壳+鸡蛋壳(FMJ)组合对降低青菜重金属吸收的效果尤为显著,可推荐作为重金属复合污染土壤的改良剂。本研究为重金属中轻度污染菜地的土壤修复提供了一种新方法。     

Mikrosondenuntersuchungen an unterschiedlich stark mit Schwermetallen belasteten Böden. 2. Gehalte an Schwermetallen und anderen Elementen in Huminstoffaggregationen,Streustoffen und Holzkohlepartikeln

Electron microprobe studies on soil samples with varying heavy metal contamination. 2. Contents of heavy metals and other elements in aggregations of humic substances, litter residues and charcoal particles EMA point analysis show that the organic matter constituents of heavy metal contaminated soils are highly enriched with heavy metals. The maximal trace element accumulation were for Cu up to 13,000 mg/kg, for Zn up to 48,000 mg/kg, for Cd up to 2,100 mg/kg and for Pb up to 193,000 mg/kg. The affinity for the accumulation of the different heavy metals in aggregations of humic substances can be described by the sequence Cu > Pb ? Cd > Zn ? Ni > Co. In very strongly acidified humic top soil horizons the Pb and Cd accumulation in the organic matter constituents is in competition with the accumulation in Fe and Mn oxides. The heavy metal contents (especially of Cu) of the organic matter are often correlated with the content of organically bound calcium. The EMA results also show that high heavy metal amounts occur in combination with Ca-accumulations in the epidermis and the outer bark parenchym of decayed roots. EMA point analysis of the interior of fungus sclerotias show that sclerotias can contain high amounts of heavy metals, in particular lead (up to 49,700 mg Pb/kg). From statistical results of EMA point analysis follows that lead and other heavy metals attached to humic substances are not only bound as metal organic complexes but also as organic metal phosphate complexes. Also charcoal particles of polluted soils contain high amounts of heay metals. The accumulation affinity is quite similar to that of humic substances.     

玉竹对土壤Cd Pb的吸收和耐性研究

以盆栽玉竹为试验材料,分别用不同浓度的Cd、Pb进行处理,研究玉竹的生物量、重金属积累和部分生理指标的变化。结果表明,当土壤Cd浓度≤1mg.kg-1或Pb浓度≤1000mg.kg-1时对玉竹的生长有促进作用,超过这个浓度范围就表现为抑制作用。玉竹叶、茎、根对两种重金属的吸收都呈极显著正相关,且根的吸收能力大于茎和叶,玉竹对Pb有较强的抗性。Cd、Pb处理后,玉竹叶片SOD酶和POD酶活性的增加能在一定程度上减轻重金属胁迫引起的膜脂过氧化伤害,但长时间的Cd胁迫会对植株产生明显的抑制作用。Cd、Pb处理会使玉竹叶片脯氨酸含量在短时间内上升,但是高浓度的重金属处理和长时间的胁迫环境则会导致脯氨酸含量下降。MDA含量均随着Cd、Pb处理浓度的升高而增加,并且时间越长,增加越多。