典型富硒植物中硒形态和生物可给性研究

为了评估生物营养强化技术在富硒农产品生产中的应用效果,本文对苏州硒谷科技有限公司提供的生物营养强化所得富硒植物材料中硒的含量、形态和生物可给性进行了测定。结果表明:生物营养强化技术可有效提高植物中硒的含量,检测样品中硒的含量达到0.91～110.8 mg/kg。富硒植物中硒的形态主要以硒代氨基酸形式的有机硒为主,其中富硒谷物和大豆中硒主要存在形态为硒代蛋氨酸(SeMet,44.2%～80.4%),富硒西兰花中硒主要存在形态为SeMet(27.8%)、硒代胱氨酸(SeCys2,25.9%)和硒甲基硒代半胱氨酸(MeSeCys,37.1%),壶瓶碎米荠中硒主要存在形态为SeMet(73%)和SeCys2(23.8%)。富硒植物中硒具有较高的生物可给性,其中富硒小麦和大豆达到90%,富硒玉米和西兰花达到80%,壶瓶碎米荠为50%。生物营养强化所得富硒植物具有硒含量高、有机硒比例大和较好的生物可给性,可作为人体补充硒的重要原料。     

煤矿型城市小学校园表层土壤重金属生物可给性与健康风险研究

采集某煤矿型城市39所小学校园0~15 cm表层土壤样品,采用PBET(Physiologically Based Extraction Test)体外胃肠模拟(in vitro)实验方法研究校园表土重金属生物可给量,并计算其生物可给性,分析该城市不同区域小学校园表土生物可给性差异特征,最后采用US EPA健康风险模型评估重金属通过手-口暴露途径对儿童的健康风险。结果表明:该城市小学校园表土Co、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn总量分别为:14.73、59.09、40.27、34.38、44.27和125.12 mg kg-1。胃阶段重金属生物可给量分别为4.88、2.10、4.98、6.31、5.73和13.51 mg kg-1,肠阶段生物可给量分别为:2.17、1.99、5.43、2.35、3.94和3.84 mg kg-1。重金属生物可给量在胃肠阶段差异较大,除Cu外,其他重金属可给量在胃阶段高于肠阶段。根据多元回归模型可在一定程度上利用重金属全量、pH、有机质含量预测重金属生物可给量。重金属生物可给性(BA)大小为:Co(46.16%)>Cu(31.83%)>Ni(27.94%)>Pb(26.47%)>Zn(14.38%)>Cr(8.81%)。基于生物可给量评估重金属对儿童的健康风险明显低于基于全量的风险评估,重金属总非致癌风险商(HI)和总致癌风险商(TCR)分别下降了93.68%和78.81%,各种评估指标均在安全阈值之内,对儿童的健康危害较小。     

生物炭对土壤不同形态钾素含量的影响及机制初探

为了探讨生物炭对土壤不同形态钾素含量的影响及其机理,通过土壤培养试验,设置空白对照(CK)、1%含量生物炭(B1)、2%含量生物炭(B2)、3%含量生物炭(B3)四个生物炭水平。研究了施用生物炭对于我国南方两种不同土壤(黄棕壤和灰潮土)不同形态钾素含量变化差异及理化性质差异的影响。结果表明:按土壤质量施加1%、2%和3%的生物炭均能提高两种土壤各有效态钾含量水平,并且在此范围内有效态钾含量有随生物炭用量的增加而增加的趋势。但是不同土壤有效态钾增加量有所不同,黄棕壤有效态钾增加量要高于灰潮土。分析认为供试土壤有效钾含量增加的主要原因是生物炭中所含有的钾素直接带入以及生物炭施入后引起土壤理化性质、解钾菌数量等的变化,间接提高了一部分土壤吸附固定态钾的有效性。     

In vitro系统评价胃肠液pH及土液比对铅、镉、砷生物可给性的影响

土壤中铅、镉、砷可能直接通过人的口部无意摄入进入人体,危害人体健康,而各研究者评价土壤重金属对人体健康风险所用的实验参数有别,结果缺乏可比性,因此探讨不同评价方法对结果的影响具有重要意义。以污染的棕钙土和红壤为研究对象,应用in vitro方法研究分析胃肠阶段不同土液比、pH以及土壤性质对铅、镉、砷生物可给性的影响。结果表明,重金属的生物可给性与in vitro系统中的pH、土液比、土壤类型以及重金属本身有关。在胃阶段,随着土液比升高,3种重金属生物可给性趋于降低;不同土液比处理下,红壤中铅生物可给性大于棕钙土,而砷则相反,红壤和棕钙土中镉的生物可给性差异不明显。在肠阶段,随着土液比升高,3种重金属生物可给性也趋于降低（除了红壤镉以外）,土液比1∶100的3种重金属生物可给性均显著大于1∶10。不同pH处理下,铅的生物可给性随pH的升高逐渐降低,而pH对镉和砷的生物可给性的影响与土液比有关。因此,肠胃实际吸收的重金属可能与摄入水量、食物成分与组成以及食物摄入引起的肠液pH变化有关。     

不同pH条件下腐植酸对土壤中砷形态转化的影响

为了探索在不同pH条件下腐植酸对土壤中砷形态转化及生物毒性的影响,应用油菜盆栽试验,检测砷加入土壤后15 d、45 d、90d土壤中AE-As(水溶态、可交换态和碳酸盐结合态)Fe,Mn-As(铁/锰氧化物结合态),O,S-As(有机物及硫化物结合态),Res-As(残渣态)的含量及油菜生物量.结果表明,外源水溶态砷加入土壤后均迅速向相对稳定的形态转化,15 d时A3H1(pH9.5,腐殖酸用量为0g/kg)和A3H4(pH9.5,腐殖酸用量20 g/kg)处理的AE-As含量分别为13.40 mg/kg、9.23 mg/kg,转化率分别为78.7％、82.51％;在90 d时,A3H4处理的AE-As、Fe,Mn-As含量分别为6.28 mg/kg、1.23 mg/kg,仅为处理A3H1处理的53.9％和10.7％,O,S-As、Res-As含量分别为20.24 mg/kg、41.21 mg/kg,是处理A3H1的165％和127％.说明腐植酸更有利于土壤中AE-As向其他相对稳定的形态转化,主要体现在O,S-As的增加,腐植酸对碱性土壤中砷向较稳定形态转化的促进作用更加显著,而且与腐植酸的施用量呈正相关.外源砷在碱性条件下对植物的毒害更大,腐植酸用量在10 g/kg土时就可以有效降低砷的毒害.     

腐植酸共聚物土壤改良剂对土壤化学性能的影响

研究了以腐植酸共聚物作为土壤结构改良剂改良赤红壤后对该土壤化学性能的影响。实验结果表明,改良后的土壤比表面积、电荷量、阳离子交换量随共聚物在土壤中施入量的增加而增大,土壤的酸性减弱,pH提高。共聚体系中丙烯酸组分投料比的增加对土壤比表面积的影响不同于对电荷量及阳离子交换量的影响。     

外源铅胁迫对不同土壤上水稻生长及铅形态的影响

采用温室水稻盆栽试验研究2种土壤上水稻铅的生物有效性及土壤铅形态的变化。结果表明:铅对2种土壤水稻干物重和籽粒重量的影响表现为,随铅处理浓度升高,水稻干物重和籽粒重量明显下降。黄红壤上种植的水稻干物重和籽粒重量高于青紫泥。不同铅处理下水稻各器官铅含量表现为根>茎>叶>壳>籽粒。2种土壤上NH4OAc提取的有效态铅含量与外源铅的量呈显著正相关。随外源土壤铅含量增加土壤pH显著下降。随土壤铅含量增加土壤铅的生物有效性增强,水稻对铅的吸收明显增加,水稻可食部的铅含量升高。采用连续提取法分析了土壤铅的形态,结果表明,青紫泥铁锰氧化态和有机态的铅含量高于黄红壤,水溶态、交换态和碳酸盐态含量低于黄红壤。铅在黄红壤上的移动性较青紫泥高。     

不同茶园土壤中外源铅的形态转化及其生物有效性

为了明确外源铅进入不同茶园土壤后其形态的转化及其生物有效性,采用盆栽试验及连续浸提形态分级方法,研究了外源铅在不同茶园土壤中的形态分布规律及其在茶树体内的累积分布规律。结果表明,不同母质茶园土壤中铅总量及各形态的含量有明显差异,无外源铅污染的情况下,临安凝灰岩与金华红壤母质茶园土壤以残渣态占主导地位,嵊州玄武岩和梅家坞鞍山母质茶园土壤则以铁锰态铅占主导地位,4种土壤的交换态含量均较低,均在总量的10%以内。当受外源铅污染后,4种茶园土壤中各形态铅均有不同程度的增加,转变为以铁锰态为主,碳酸盐态及可交换态含量在总量中所占比例明显增加,但不同母质土壤类型差异较大。在小于500mg·kg-1土的外源铅污染下,交换态以嵊州玄武岩、临安凝灰岩增幅最大,金华红壤最小;但外源铅达到2500mg·kg-1土时,金华红壤中的交换态铅急剧增加。低浓度外源铅对金华红壤、梅家坞鞍山斑岩茶园土中的茶树生长发育有促进作用,但对嵊州玄武岩和临安凝灰岩茶园土壤中的茶树生长刺激作用并不明显。高浓度的外源铅则对4种土壤中的茶树生长均产生明显的抑制作用,且碳酸盐态与交换态对茶树生长的抑制作用最大。对新梢中的铅而言,金华红壤茶园土壤以有机态铅对其贡献最大,其余3种母质茶园土壤均以碳酸盐态贡献最大;对老叶与茎杆中的铅而言,嵊州玄武岩母质茶园土壤以有机态贡献最大,其余3种土壤均以铁锰态贡献最大;对须根中的铅而言,梅家坞鞍山斑岩茶园土以有机态贡献最大,其他3种土壤均以铁锰态贡献最大。     

腐植酸钾与速效磷肥结合形态对磷的有效性影响

本文研究了速效磷肥及其与腐植酸钾的混合物和反应产物在土壤中培养60天中磷的有效性.结果表明,反应产物的效果最好.其施入土壤后10～15天磷就几乎不再被固定,60天中有效磷含量基本保持平稳状态,60天后比单施磷肥多14.6%,比混合物多12.7%,抑制磷的固定率是混合物的8.4倍,相对提高了磷肥的有效性.化学研究表明,反应产物水溶磷减少,枸溶磷增加,但这种枸溶磷不是简单的CaHPO4,而是以腐植酸-磷酸盐复合物的形式存在,这可能是反应产物在土壤中有效磷能够维持平稳状态的主要原因之一.     

土壤对砷的缓冲性与砷的生物效应及形态分布

本文研究了邯郸市马头镇草甸褐土对不同浓度的外源Ａｓ的缓冲性及其对小麦生长的影响，并且分析了Ａｓ在土壤中的形态，从而了解外源Ａｓ在土壤中形态分布，转化规律及对作物的生物效应，为正确评价土壤中Ａｓ污染程度及科学预测预报提供依据。     

腐殖酸钾对生姜生长、钾素吸收及钾肥利用率的影响

研究了腐殖酸钾对生姜生长、钾素吸收及钾肥利用率的影响。结果表明,生姜植株干物质积累量和钾素积累量随生姜生长发育而增加,变化动态可以用Logistic方程拟合。施用腐殖酸明显提高了根系活力,增加了植株钾素吸收量和干物质积累量,比空白对照增产8.88%。施用腐殖酸钾显著促进了根系生长发育,提高了钾素积累速率和钾素积累量,并最终提高产量,比空白对照增产61.29%,比等量氧化钾对照增产9.92%。施用腐殖酸钾显著提高了钾肥农学利用率和钾肥吸收利用率,而钾素干物质生产效率和钾素收获指数都有所降低。     

Efficacy of Potassium Humate and Chemical Fertilizers on Yield and Nutrient Availability Patterns in Soil at Different Growth Stages of Rice

Potassium humate (PH) is a promising natural resource to be utilized as an alternative for increasing crop production. A pot experiment was conducted during 2009 and 2010 to assess the efficacy of application of potassium humate (0, 5, and 10 mg kg^?1 soil) alone and in combination with chemical fertilizers (75% and 100% recommended dose of nitrogen–phosphorus–potassium) on yield and nutrient availability patterns in soil at different growth stages of rice. Two doses of zinc, viz. 0 and 12.5 mg kg^?1, were also applied. Sole and combined application of potassium humate with nitrogen–phosphorus–potassium (NPK) and zinc significantly (p < 0.05) improved the yield and availability of nitrogen, phosphorus, potassium, sulfur, zinc, and dehydrogenase activity in soil. Application of 10 mg kg^?1 potassium humate along with 100% NPK and 12.5 mg kg^?1 zinc sulfate proved significantly superior when compared to 75% and 100% of NPK alone.     

腐殖酸钾对生姜生长、钾素吸收及钾肥利用率的影响

研究了腐殖酸钾对生姜生长、钾素吸收及钾肥利用率的影响。结果表明,生姜植株干物质积累量和钾素积累量随生姜生长发育而增加,变化动态可以用Logistic方程拟合。施用腐殖酸明显提高了根系活力,增加了植株钾素吸收量和干物质积累量,比空白对照增产8．88％。施用腐殖酸钾显著促进了根系生长发育,提高了钾素积累速率和钾素积累量,并最终提高产量,比空白对照增产61．29％,比等量氧化钾对照增产9．92％。施用腐殖酸钾显著提高了钾肥农学利用率和钾肥吸收利用率,而钾素干物质生产效率和钾素收获指数都有所降低。     

广州市郊区蔬菜中铅的含量特征及其健康风险评估

对广州市郊区某蔬菜生产基地的蔬菜样品铅元素的含量进行分析测定,评价其污染程度,并评估人群经食用蔬菜摄入铅的健康风险。结果表明,蔬菜铅的平均含量为0.08mg·kg-1,超过《农产品安全质量无公害蔬菜安全要求》所规定铅的限量值（0.2mg·kg-1）的比率为12.9%。蔬菜铅的单项评价指数均小于1,辣椒除外（2.05）,这表明除个别蔬菜品种外,广州市郊区蔬菜铅的等级为安全。蔬菜铅含量表现为叶菜类〉瓜果类,与其他种类相比,叶菜类蔬菜对珠江三角洲地区人体健康造成的风险较大。据广东省不同地区、家庭经济收入水平每标准人经食用蔬菜日均铅摄入量（Daily intake,DI）均未超过FAO/WHO人均日摄入可允许限量标准（Provisional tolerable daily intake,PTDI）,铅的THQ（Target hazard quotients）靶标危害系数均小于1,表现为THQ城市=THQ高〉THQ中〉THQ低=THQ农村,这说明城市人群经蔬菜暴露途径摄入铅的潜在健康风险较高。     

我国南方某典型有机化工污染场地土壤与地下水健康风险评估

以某典型有机化工污染场地为例,开展了多层次健康风险评估,推算了土壤与地下水的筛选值和修复目标值,确定了污染修复范围及修复量。结果表明:土壤与地下水均存在不同程度的有机污染,关注污染物氯仿、四氯化碳、苯、氯苯在0~1 m的土壤修复目标值分别为0.03、0.05、0.35、6.51 mg/kg;1~3 m的土壤修复目标值分别为0.07、0.30、0.90、13.49 mg/kg;3~5 m的土壤修复目标值分别0.14、0.46、1.69、20.45 mg/kg;5~9 m的土壤修复目标值分别为0.25、0.79、2.99、36.27 mg/kg,地下水修复目标值分别为0.32、0.51、3.43、21.80 mg/L。土壤中氯仿、四氯化碳、氯苯的超标点位随深度增加而增多,其风险或危害随之增大;地下水污染区域集中,GW6号点位4种污染物均超标,其中氯仿污染最严重,致癌风险高达1.11×10–3,非致癌危害商为9.8。     

工业遗留场地复合型污染分层健康风险评估研究

以某典型有机物-重金属复合型污染场地为研究对象,根据该场地水文地质特征将土层划分为回填土(0~4.1 m)、粉质黏土(4.1~6.5 m)、粉土(6.5~8.5 m)和粉砂(8.5~13.8 m)等4层,运用HERA软件分别进行健康风险评估,推算了土壤和地下水的风险值及修复目标值,并以此划分修复范围和确定修复技术。结果表明,土壤中存在严重的有机污染(苯和甲苯)和重金属(Cr(Ⅵ))污染,苯的最大致癌风险为0.000 155,甲苯的最大非致癌危害商为2.14;Cr(Ⅵ)在下层土壤中不存在暴露途径危害人体健康,而仅在表层回填土中存在致癌和非致癌危害商(0.014 2和97.6);地下水中关注污染物健康风险在可接受范围内;苯、甲苯在各土层中的修复目标值分别为:回填土层0.434、708 mg/kg;粉质黏土层0.807、2 460 mg/kg;粉土层1.42、4 440 mg/kg;粉砂层2.51、8 140 mg/kg;Cr(Ⅵ)仅在回填土层计算出修复目标值为0.251 mg/kg。苯、甲苯等挥发性有机物分层修复目标值随土层深度增加而变大,Cr(Ⅵ)等重金属修复目标值不遵循这个规律,因此,分层健康风险评估更适用于挥发性有机物健康风险评价。     

沈抚灌区土壤重金属污染健康风险初步评价

采用现场采样及室内测试方法对沈抚灌区农田土壤中Cu、Hg、Ni和Cd等重金属的含量进行了测定分析,利用污染指数法对灌区土壤环境质量进行了评价,并应用美国环保局推荐的健康风险评价模型对灌区土壤重金属通过土壤摄食途径所引起的健康风险作了初步评价。结果表明,灌区土壤中重金属的平均浓度范围分别为Cu：22．1～40．8mg·kg^-1,Hg：0．036-0．310mg·kg^-1,Ni：29．8～44．4mg·kg^-1,Cd：0．145～0．956mg·kg^-1。4种重金属浓度平均值大小为Ni〉Cu〉Cd〉Hg;土壤中Cu、Hg、Ni和Cd所引起的成人和儿童的平均个人风险均低于可接受水平10^-6,且在这两类调查人群中,健康风险大小顺序均为Cd〉Ni〉Hg〉Cu;儿童比成人更易受到土壤重金属的影响,致癌风险是成年的3倍;灌区土壤环境质量环境评价结果显示,灌区土壤重金属污染处于轻微水平。     

北京地区人群对多环芳烃的暴露及健康风险评价

我国北方地区多环芳烃（PAHs）污染严重,为了定量研究PAHs对人群的健康风险,以北京地区人群为研究对象,以美国国家环境保护局（USEPA）的多途径一多介质暴露模型为框架,计算各年龄亚群通过14种暴露途径对PAHs的暴露量。结果表明,儿童、青少年和成人对15种PAH化合物（PAH15）的日均暴露量分别为1．83、1．44、1．20μg·kg^-1·d^-1。暴露途径中食物暴露为主导（占88．7％）,其次是呼吸暴露（6．3％）和皮肤暴露（4．9％）。终身暴露量的81％来自成人阶段。3环、4环、5环和6环化合物对总暴露谱的贡献依次减少。不确定分析结果表明,至少50％人群对PAH15暴露量在2～4μg·kg^-1·d^-1范围内,暴露量极高和极低的人均很少。健康风险评价结果表明,北京人群由于PAHs暴露引起的平均致癌风险为3．1×10^-5a^-1,根据动态预期寿命损失方法来估算健康风险,北京地区人群由于PAH15终生暴露所导致的预期寿命损失为193min。PAHs对北京人群健康的影响不容忽略。     

宁波土壤中多环芳烃的健康风险评价

以宁波地区土壤中多环芳烃的含量调查结果为基础,采用美国能源部风险评估信息系统的暴露量化方法和美国环保局健康风险评估手册的风险表征方法,评估了土壤中16种多环芳烃对户外劳作者的健康风险。结果表明,宁波户外劳作者由于土壤中多环芳烃引起的平均非致癌危害指数为1.09×10-5,平均致癌风险值为3.17×10-7,可判定对人体健康的危害较小。宁波地区致癌多环芳烃含量最高暴露点致癌风险值为1.45×10-6,没有超过致癌风险水平上限（10-4）,说明致癌风险尚在可接受范围内。多环芳烃中苯并（a）芘对综合致癌风险贡献最大,贡献率高达65.6%,应注意防范土壤中该污染物引起的健康危害。宁波户外劳作者受到的非致癌危害和致癌风险主要由直接摄入途径和皮肤接触途径贡献,两种途径对非致癌危害和致癌风险贡献率分别达到89%和100%,呼吸摄入引起的非致癌危害和致癌风险则相对较小。