农业环境水样中痕量镉离子的分离富集研究

从酸碱度、工作液流速、洗脱剂和洗脱体积、洗脱剂流速4个方面研究了中孔分子筛Ti-MCM-48材料对农业环境水样中重金属镉离子的分离富集性能。结果表明,在水样p H=6.0时,镉离子能被完全吸附;在5 m L 1.0 mol/L HCl条件下,洗脱效果最佳。利用该方法测定农村环境水中的镉离子,加标回收率在93.52%~106.21%之间,镉单项指标符合国家Ⅰ类水质标准。     

8-羟基喹啉螯合离子交换纤维富集-GFAAS法测定灌溉水中痕量镉

[目的]建立8-羟基喹啉螯合强碱性阴离子交换纤维分离富集—石墨炉原子吸收光谱(GFAAS)法测定灌溉水中镉(Cd)的方法,为农业灌溉水中镉的监测提供更简便快速的检测技术.[方法]用8-羟基喹啉螯合灌溉水中痕量镉,经由强碱性阴离子交换纤维富集,然后用GFAAS法测定;并对pH、8-羟基喹啉用量、待富集液体积及流速、洗脱剂的浓度及用量、干扰离子等富集与洗脱条件进行探讨,同时通过加标回收试验检验方法的稳定性;应用优化的富集测定方法和常规原子吸收分光光度法同时对20份灌溉水样品进行痕量镉检测,验证其适用性.[结果]当待富集液体积小于1000mL、pH=6,8-羟基喹啉用量为4 mg、上柱流速小于15 mL/min时,镉可被有效富集,且其富集效果不受K+、Na+、Ca2+、Mg2+共存离子的干扰,用10mL浓度为2.0 mol/L的硝酸能完全洗脱,洗脱液能满足GFAAS法测定的要求;用优化的富集测定方法进行样品加标回收率试验,回收率为96.0%~99.5%,相对标准偏差(RSD)在2.0%~4.1%,检出限为0.03 μg/L;该方法对灌溉水样品进行痕量镉检测的灵敏度远大于常规原子吸收分光光度法.[结论]建立的8-羟基喹啉螯合离子交换纤维富集-GFAAS法分离富集效果好、灵敏度高、操作简便、结果稳定可靠,且对镉的检测不受其他共存离子的干扰,可应用于灌溉水中镉的检测.     

贵州草海小龙虾体内重金属富集与环境的关系

【目的】探究贵州草海小龙虾不同部位重金属的富集情况及与其生活环境间的关系,为小龙虾的安全健康养殖和水体重金属污染状况的科学评估提供依据。【方法】采集草海不同样地的水样、底泥和小龙虾样品,并对草海小龙虾进行不同浓度重金属Cu~(2+)和Cd~(2+)室内富集试验,运用原子吸收法测定小龙虾不同部位Cu、Cd、Pb、Zn、Hg等5种重金属的含量,采用Pearson相关性分析、方差分析对小龙虾不同部位重金属富集情况与样地环境进行分析。【结果】5种重金属元素在小龙虾样品、底泥和水样中均有检出,检出率100%,5种重金属在小龙虾不同部位含量由大到小均呈现出内脏虾壳虾肉的规律;Pearson相关性分析结果表明小龙虾样品中的Cd、Pb、Zn含量与底泥中的相应元素具有显著正相关,与水样具有一定相关性但相关性不显著;室内不同浓度重金属Cu~(2+)和Cd~(2+)富集试验显示,随着重金属离子的浓度增高,小龙虾内脏中的重金属含量升高,虾壳、虾肉、螯肢变化不明显。【结论】小龙虾不同部位对重金属的富集能力不同,小龙虾体内重金属含量的高低与环境中重金属含量密切相关。     

大孔树脂对沙枣多酚的动态吸附解析性能研究

【目的】筛选适宜沙枣多酚纯化的大孔树脂。【方法】通过静态吸附与解析试验,从AB-8、NKA-9、NKA、D4020、X-5和D101中筛选可用于沙枣多酚纯化的大孔树脂,并研究其对沙枣多酚的动态吸附和解析性能。【结果】NKA-9树脂对沙枣多酚的饱和吸附量为19.58mg/g,吸附等温线符合Langmuirh和Freundlich方程,动力学曲线符合Langmuir方程,饱和吸附时间为7h左右;NKA-9大孔树脂纯化沙枣多酚的最佳工艺条件为:上柱液pH4,上柱液中沙枣多酚质量浓度1.00mg/mL,上样液体积25.12mL,上样流速1.0mL/min,洗脱液乙醇体积分数60%,洗脱剂体积18.84mL,洗脱剂流速1.0mL/min。【结论】NKA-9型大孔树脂表现出较好的吸附性能与解析效果,能很好地富集纯化沙枣多酚。     

纳米Al_2O_3分离富集与石墨炉原子吸收光谱法测定天然水中的痕量Cr(Ⅲ)

采用纳米Al2O3分离富集系统与石墨炉原子吸收光谱法联用测定环境水样中的痕量Cr(Ⅲ),并系统地研究了静态条件下纳米Al2O3材料对Cr(Ⅲ)的吸附性能及影响Cr(Ⅲ)吸附和解吸的主要因素。结果表明:Cr(Ⅲ)在pH 8.5、超声波处理时间为5 min时可被纳米Al2O3定量吸附;使用0.5 mL 1.5 mol.L-1 HCl即可将纳米Al2O3吸附的Cr(Ⅲ)完全洗脱;在优化条件下本方法对Cr(Ⅲ)的检出限(3σ)为4.6 pg.mL-1;RSD为0.75%(n=7,ρ(Cr(Ⅲ))=20 ng.mL-1);富集倍数可达70倍。将该方法应用于自来水和天然雪水样品中痕量Cr(Ⅲ)的分析,加标回收率92%～106%;用标准物质环境水样(GBW08607)分析验证该方法的准确性和重现性,结果测定值和标准值吻合较好。     

氮添加对美洲黑杨镉吸收、富集与分配的影响

【目的】研究氮添加条件下美洲黑杨不同器官Cd富集和分配的变化,探讨氮沉降对美洲黑杨重金属富集、转移、分配的影响。【方法】以美洲黑杨(Populus deltoides)为对象,采用盆栽控制实验的方法,研究不同Cd污染处理(0、2.5和5 mg/kg)下,不同氮添加水平(0、5、10和15 g/(m2·a))对美洲黑杨各器官中Cd含量、积累量及分配模式的影响。【结果】镉污染条件下,氮添加对美洲黑杨多数器官的镉富集具有促进作用,这种促进效应因污染程度的不同有一定的差异;氮添加会增加美洲黑杨镉的富集系数,并降低镉向地上部分的转移;不同Cd污染条件下,美洲黑杨根系中镉含量随根序的增加而降低,适度添加氮(如10 g/(m2·a))能促进镉在低级根中的富集。【结论】在不同重金属污染条件下,适度的外源氮添加有利于促进美洲黑杨的生长,提高美洲黑杨的镉富集效率,有利于提高其对重金属污染土壤的修复能力。     

D-101大孔树脂分离纯化葛根异黄酮的工艺探讨

【目的】探索D-101大孔树脂分离纯化葛根异黄酮的最优工艺。【方法】采用紫外分光光度法测定异黄酮质量浓度,以异黄酮损失率、洗脱率、收率、纯度等为指标,评价D-101大孔树脂分离纯化葛根异黄酮工艺中,上样液用量、上样液质量浓度、吸附流速、洗脱剂蒸馏水用量、洗脱剂乙醇体积分数及其用量对吸附和解吸效果的影响,从而确定最优工艺。【结果】D-101大孔树脂对葛根异黄酮有较好的分离效果,其最优工艺条件为:葛根异黄酮饱和吸附量为3.3倍树脂体积,上样液质量浓度7.20mg/mL,吸附流速为2mL/min,洗脱剂蒸馏水和体积分数30%乙醇的用量均为4倍树脂体积。利用该工艺精制后葛根异黄酮纯度、收率分别达80.74%和63.62%。【结论】采用D-101大孔树脂分离纯化葛根异黄酮简单可行,精制效果好,适于工业化生产。     

介孔SiO_2分离富集-火焰原子吸收法测定果汁中痕量铅

研究了介孔SiO_2分离富集-火焰原子吸收法测定果汁中痕量铅的新方法。探讨了溶液pH值、吸附温度、吸附时间、洗脱条件及共存离子对铅分离富集的影响。结果表明:在pH值为7.0、25℃吸附15 min条件下,Pb~(2+)可被介孔定量吸附,其静态饱和吸附容量为9.95 mg/g。吸附在介孔SiO_2上的可用0.05 mol/L EDTA完全洗脱。该方法线性范围0.2~10.0μg/m L,检出限为2.04 ng/m L,相对标准偏差(RSD)为3.4%(n=11,ρ=2.0μg/m L)。加标回收率为95.0%~97.5%。该方法可用于食品果汁样品中痕量铅的测定。     

耐镉细菌与土壤胶体作用对镉形态的影响

【目的】探讨耐镉细菌对红壤、赤红壤和棕色石灰土3类型土壤胶体镉吸附性能的影响及细菌—土壤胶体复合体上所吸附镉形态的变化,为重金属污染土壤的生物修复提供理论依据。【方法】从矿区镉污染土壤中筛选分离出一株耐镉细菌,同时提取红壤、赤红壤和棕色石灰土3种土壤胶体,研究接种耐镉细菌后3种土壤胶体吸附镉的变化及细菌—土壤胶体复合体上所吸附镉形态的变化。【结果】接种耐镉细菌能提高3种土壤胶体对镉的吸附,以红壤有机—无机复合胶体的提高幅度最大;接种耐镉细菌使3种类型土壤胶体上弱酸可溶态和残渣态的镉含量降低,而可还原态和可氧化态含量则提高。接菌后,红壤胶体和赤红壤（自然土）无机胶体上不同形态镉含量为残渣态〉可还原态〉弱酸可溶态〉可氧化态,而赤红壤（耕作土）胶体和棕色石灰土胶体则为可还原态〉残渣态〉弱酸可溶态〉可氧化态。【结论】接种耐镉细菌能促进土壤胶体上镉形态由无效态向有效态转化,提高镉的有效性。     

高耐镉硫酸盐还原菌的筛选及鉴定

为了筛选高效修复重金属镉污染的微生物菌株,从重金属污染水体中分离筛选到12株硫酸盐还原菌,对其形态特征、镉耐受能力及吸附能力进行了研究。结果表明,在含硫酸亚铁铵的固体富集培养基上,12株硫酸盐还原菌的菌落均为黑色,不产芽孢,革兰氏阴性,初步鉴定为脱硫弧菌属硫酸盐还原菌;其中,菌株S-3、S-5、S-10、S-11具有较强的镉耐受能力,在镉离子浓度为80 mg/L的培养液中仍可生长;菌株S-10和S-11的吸附能力较强,在镉离子浓度为80 mg/L的培养液中,对镉的吸附率分别为70.63%±1.856%和72.27%±3.163%,死菌体对镉离子也有一定的镉吸附作用,但吸附能力显著低于活菌体的吸附效果。     

实验模拟条件下不同粒径海泡石对渔业环境中重金属镉的去除效果研究

【研究目的】为了研究纳米级别的海泡石是否可用于去除渔业环境中的重金属镉。【方法】本研究在实验室模拟条件下,构建了暴露有2种环境浓度镉（50 µg/L和100 µg/L）的渔业水生生态系统,并比较了普通粒径和纳米粒径2种海泡石对渔业水体和水产品中重金属镉的去除效果。【结果】结果表明,在该生态系统运行的10天,镉从水体向鱼体产生生物浓缩过程;试验接下来利用0.03 g/L浓度的海泡石粉末对水体进行泼洒,发现纳米粒径的海泡石对镉的吸附去除能力优于普通粒径,吸附的稳定性也更好;经过吸附去除作用,鱼体可食部位肌肉中镉含量虽然与处理前（10天时）相比数值有所下降,但不显著,且高浓度处理组数值仍超过相关标准。【结论】虽然利用海泡石,特别是纳米粒径的海泡石可有效去除渔业水体中镉的浓度,但由于生物浓缩和积累效应,镉在鱼体中的含量并不会显著得到降低。建议在渔业养殖开始前就对镉的污染水体进行修复,以期达到渔业水质标准,从而保证水产品上市时的质量安全。     

耐镉细菌与土壤胶体作用对镉形态的影响

【目的】探讨耐镉细菌对红壤、赤红壤和棕色石灰土3类型土壤胶体镉吸附性能的影响及细菌—土壤胶体复合体上所吸附镉形态的变化,为重金属污染土壤的生物修复提供理论依据。【方法】从矿区镉污染土壤中筛选分离出一株耐镉细菌,同时提取红壤、赤红壤和棕色石灰土3种土壤胶体,研究接种耐镉细菌后3种土壤胶体吸附镉的变化及细菌—土壤胶体复合体上所吸附镉形态的变化。【结果】接种耐镉细菌能提高3种土壤胶体对镉的吸附,以红壤有机—无机复合胶体的提高幅度最大;接种耐镉细菌使3种类型土壤胶体上弱酸可溶态和残渣态的镉含量降低,而可还原态和可氧化态含量则提高。接菌后,红壤胶体和赤红壤（自然土）无机胶体上不同形态镉含量为残渣态＞可还原态＞弱酸可溶态＞可氧化态,而赤红壤（耕作土）胶体和棕色石灰土胶体则为可还原态＞残渣态＞弱酸可溶态＞可氧化态。【结论】接种耐镉细菌能促进土壤胶体上镉形态由无效态向有效态转化,提高镉的有效性。     

广西某铅锌矿区土壤镉、铅、砷形态分布对水稻重金属的影响

【目的】探讨铅锌矿区周边土壤镉、铅和砷形态分布对水稻重金属影响,为当地土壤重金属修复治理提供参考。【方法】采集广西某铅锌矿区周边农田土壤和水稻根、茎、叶、籽粒等样品,分析土壤镉、铅和砷的全量和形态分布水稻重金属含量,通过单因素污染指数方法评价土壤重金属污染状况,通过富集系数评价水稻根、茎、叶、糙米对土壤重金属富集能力。【结果】水稻田土壤镉、铅和砷污染严重,土壤镉含量变化为0.42~2.68 mg/kg,平均值为1.52 mg/kg;铅含量变化为118~1180 mg/kg,平均值为472.59 mg/kg;砷含量为11.6~351.0 mg/kg,平均值为109.81 mg/kg。其中土壤镉主要以交换态和碳酸盐结合态为主;土壤铅以铁锰氧化结合态和有机物结合态为主;土壤砷以残余晶格态为主。土壤重金属的主要富集水稻根部位,其中水稻根富集土壤镉系数均大于1、富集铅系数介于0.38~3.53、富集砷系数均小于1,糙米镉和铅含量超标,砷未超标。【结论】铅锌矿区的周边土壤镉、铅、砷含量严重超标;水稻田土壤镉对农作物有一定风险;铅对农作物铅超标存在潜在危害;土壤砷主要残余晶格态为主;水稻籽粒镉全部超标、铅部分超标、砷不超标。     

酸化松木粉对废水中重金属离子Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)吸附的动力学研究

【目的】利用生物吸附剂处理含铬和锌等重金属污染废水具有原料便宜,操作简单及吸附效率高等特点,本研究旨在从林木资源废弃物中筛选吸附效果优良的生物吸附剂。【方法】选用鱼鳞松松木粉为吸附剂原材料,使用硫酸对其表面进行酸化处理以提高其表面活性,然后研究溶液p H值、溶液温度、Cr(Ⅵ)及Zn(Ⅱ)初始浓度、吸附剂用量和吸附时间对酸化松木粉吸附重金属离子Cr(Ⅵ)及Zn(Ⅱ)的影响。【结果】酸化松木粉吸附重金属离子Cr(Ⅵ)及Zn(Ⅱ)的最优化条件为溶液p H 2.0,溶液温度40℃,铬和锌离子初始浓度20 mg/L,吸附剂用量1.0 g/L,吸附时间120 min。吸附动力学方程分析表明,酸化松木粉吸附重金属离子Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)能较好地符合准二级动力学方程。吸附等温模型分析表明,酸化松木粉吸附重金属离子Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)能较好地符合Langmuir吸附等温模型。【结论】酸化松木粉对废水中重金属离子Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的吸附效果良好,其吸附过程主要是发生在酸化松木粉表面的单分子层化学吸附。     

一株耐铅细菌J3的筛选分离及其生物学特性

【目的】筛选出高浓度铅耐受菌株,探明其生物学特性,为重金属污染环境的微生物修复提供理想菌株。【方法】采用选择性培养基从矿区重金属污染新鲜土中筛选耐铅菌株,并对其理化特性、耐受性及吸附铅能力等进行研究。【结果】筛选获得的菌株J3能在含铅量为1000mg·L-1的培养基中正常生长,在pH5.0～11.0、NaCl浓度1.5%～3.5%时生长良好;能在含有不同浓度四环素、红霉素、氯霉素、青霉素的环境下生长。随着培养基中初始铅浓度的增大,菌株对铅离子的吸附能力也随之增大,并在对数生长期吸附效果相对最佳。【结论】菌株J3对重金属铅有较强的耐受性和环境适应能力,将其用于实际修复具有一定的可行性。     

一株耐铅细菌J3的筛选分离及其生物学特性

【目的】筛选出高浓度铅耐受菌株,探明其生物学特性,为重金属污染环境的微生物修复提供理想菌株。【方法】采用选择性培养基从矿区重金属污染新鲜土中筛选耐铅菌株,并对其理化特性、耐受性及吸附铅能力等进行研究。【结果】筛选获得的菌株J3能在含铅量为1000 mg·L-1的培养基中正常生长,在pH 5.0～11.0、NaCl浓度1.5%～3.5%时生长良好;能在含有不同浓度四环素、红霉素、氯霉素、青霉素的环境下生长。随着培养基中初始铅浓度的增大,菌株对铅离子的吸附能力也随之增大,并在对数生长期吸附效果相对最佳。【结论】菌株J3对重金属铅有较强的耐受性和环境适应能力,将其用于实际修复具有一定的可行性。     

基于D-101大孔吸附树脂分离纯化新疆石榴皮中的总黄酮

【目的】研究采用D-101大孔吸附树脂分离纯化新疆石榴皮中的总黄酮。【方法】以单因素为研究基础,分析温度、pH、吸附穿透曲线及洗脱液浓度、料液比等因素,研究D-101大孔吸附树脂分离纯化石榴皮总黄酮的条件,并找到最佳工艺条件。【结果】D101大孔吸附树脂对石榴皮中黄酮类物质纯化的最佳工艺为:提取液pH为4、温度30℃、料液比1∶4(g/mL)、洗脱液乙醇体积为90%。该工艺富集纯化石榴皮黄酮类物质效果较好,石皮总黄酮的纯度由7.25％提高至17.32％。【结论】能有效的洗脱色素、叶绿素等非目标成分,科学合理的分离纯化石榴皮中总黄酮,且操作简单、安全、成本低廉。     

萝卜根系对环境中重金属铅、镉富集的修复作用

采用萝卜根系为材料对环境中重金属铅、镉的富集修复作用进行了研究。结果表明,根系对铅的富集净化过程在前12 h可能为快速的吸附过程,12 h后为慢速的化学沉淀和细胞吸收过程,且在高浓度处理条件下,化学沉淀过程相对较强。根系对镉的富集净化过程在前24 h以吸附为主,24 h后吸收过程比较显著。铅、镉复合处理时,根系对铅、镉存在竞争吸附作用和拮抗吸收作用,对铅、镉富集修复产生一定影响。     

基于RNA-Seq的镉、铅胁迫下间作续断菊根差异基因的转录组分析

【目的】初步探索间作系统中重金属超富集植物续断菊对镉、铅吸收、转运、结合的分子机制,为进一步进行超富集植物续断菊转录组差异表达基因分析及耐重金属相关基因、重金属转运相关基因挖掘奠定基础。【方法】本研究采用RNA-Seq技术对间作系统中续断菊根组织转录组进行分析。【结果】通过Illumina Hi Seq TM 2000测序和De novo组装共得到19.23 GB的过滤后数据和65 357个续断菊根Unigenes,对差异显著的基因进行分析共得到上调的基因有52个,下调的有116个。对获得的Unigenes进行功能注释,在Nr、Swissprot、KOG和KEGG四大数据库共注释到44 059个。【结论】间作显著提高了续断菊生物量、镉铅含量和转运系数;GO功能富集分析显示:差异表达基因归类为生物学过程、细胞组分和分子功能,间作使得续断菊对与重金属镉、铅的吸收、转运和结合的相关基因表达量有显著影响,结合和吸收功能增强;KEGG Pathway富集分析表明:这些差异表达基因主要参与生物素代谢、氧化磷酸化、自噬调控等途径。     

土壤灭菌和杀真菌剂对蚕豆生长与镉、铅累积的影响

【目的】研究重金属污染农田中的土壤微生物对蚕豆重金属累积的影响。【方法】以云南会泽铅锌矿周边重金属污染的农田土壤为基质,开展室内盆栽试验,在土壤灭菌和施杀真菌剂(苯菌灵)条件下,测定蚕豆的生长、矿质养分、镉、铅含量与累积量。【结果】杀真菌剂处理显著增加土壤碱解氮和蚕豆地上部氮的含量,降低蚕豆地下部磷和钾的含量,但对蚕豆株高和生物量影响不显著;导致蚕豆地上部的镉含量和植株镉累积量降低,降低蚕豆对镉的富集系数和转运系数。土壤灭菌处理显著降低土壤速效钾和蚕豆地下部钾的含量,降低蚕豆株高和生物量;导致蚕豆植株镉、铅含量、地下部铅累积量增加,而地下部镉累积量、地上部铅累积量下降;增加蚕豆对镉、铅的富集系数与镉转运系数,但减小铅的转运系数与生物转运因子。【结论】清除土壤微生物和抑制真菌均改变蚕豆植株的矿质养分、镉、铅含量与累积特征,影响蚕豆的生长,表明土壤微生物在蚕豆重金属耐性与累积中起着重要作用。