我国土壤环境基准研究与展望

土壤环境基准的研究,对于环境保护和食品安全具有极为重要的战略意义。为了推动我国今后在国家层面上开展土壤环境基准的系统研究,本文还对土壤环境基准的概念和内涵进行了阐述和辨析,并首次提出了分类开展土壤环境基准的设想并进行尝试性分类。在此基础上,对我国土壤环境基准研究现状和动态进行了概述,提出了今后本领域的研究方向、路线和重点。     

海河干流柱芯不同粒径沉积物中有机质和磷形态分布研究

采用欧洲标准测试委员会制定的SMT法(标准测试方法)对海河干流不同粒径级柱芯沉积物中各种形态的磷进行分级提取和测定,并在此基础上讨论不同深度、不同粒径沉积物中磷形态分布特征.结果表明,在邢家圈和张家嘴两采样点,海河沉积物颗粒组成以细砂、极细砂为主,占总量的40%～60%.沉积物中总磷含量在560～1100μgP·g-1之间.在所有不同粒径沉积物中钙结合态磷(HCl-P)含量最高,占总磷的60%～80%,可交换态磷(Ex-P)含量极微,占总磷的2%～3%,不同粒径下各形态磷含量的高低顺序为:钙结合态磷(HCl-P)>有机磷(OP)>铁铝氧化物结合态磷(NaOH-P)>可交换态磷(Ex-P);张家嘴采样点表层沉积物中磷形态含量高于其他沉积深度磷含量,表明近年来,沉积的磷主要以人为输入为主;钙磷含量随粒径变化复杂,其他各形态磷的含量均随沉积物粒径变小而增高.此外,对各形态磷之间以及各形态磷与沉积物理化性质之间的相关性进行了讨论.     

柠檬酸对纳米氧化铁诱导水稻根表铁膜形成及对水稻铁吸收转运的影响

本研究利用水培模拟实验探讨了柠檬酸对纳米氧化铁(NPs,γFe_2O_3)诱导水稻根表铁膜的影响,同时研究了其对铁(Fe)在植株体内吸收转运的影响。结果表明,低浓度柠檬酸包被和未包被处理NPs能够显著增加水稻根生物量,但对水稻地上部生物量影响不显著。NPs能够诱导根表铁膜形成,然而铁膜量随着柠檬酸浓度增加而下降,可能是由于柠檬酸降低NPs的Fe2+释放量造成的;但是2.10 mg·L~(-1)柠檬酸包被NPs能显著提高根表铁膜量。根表铁膜主要以无定型为主(除柠檬酸包被处理外),晶格态仅占铁膜总量的24.88%~48.12%;其中,由于根表铁膜的晶格构造与NPs类似,可能晶格态铁膜主要来源于NPs的直接吸附沉淀。柠檬酸的加入显著降低Fe在根表和根中累积,但是增加了Fe在地上部的累积;然而,柠檬酸包被NPs处理能够增加Fe在根表和植株地上部的累积,但降低Fe在根系中的累积。2.10 mg·L~(-1)柠檬酸(包被和未包被NPs处理)能够减弱Fe从根表向根内的转移,但是增强了Fe从根向地上部的转移。不同NPs处理条件下,Fe在水稻植株不同部位均存在富集现象,根表和地上部的富集系数显著高于根内。     

鲫鱼脑AChE活性对水体中石油污染土壤和孔雀石绿的响应

在室内模拟条件下.通过20 d的暴露实验,研究了鲫鱼(Carassius aurtus)幼体脑乙酰胆碱酯酶(AChE)活性对水体中存在的石油污染土壤以及孔雀石绿污染的响应.结果表明,水体中低浓度石油污染土壤或孔雀石绿存在时,均会导致鲫鱼脑AChE的活性的增加.随着水体中石油污染土壤数量的增加,AChE活性的变化趋势是先快速升高,降低后又有显著升高.在较低暴露水平(1.000和5.000 g·L-1)下,AChE活性显著高于对照组;当暴露水平大于5.000 g·L-1后,其AChE活性开始降低,于20.000 g·L-1暴露水平时降到对照水平,然后开始升高.50.000 g·L-1的石油污染土壤作用下,AChE活性最强,是对照组的1.6倍.水体中的石油污染土壤对鲫鱼脑AChE活性总体表现为诱导作用.相反,鲫鱼脑AChE的活性随孔雀石绿浓度的升高的变化趋势表现为,先缓慢升高,然后快速降低.当暴露浓度为0.023 mg·L-1时.AChE活性最大,但激活率仅为13%,与对照组相比没有显著差异.从0.058 mg·L-1开始,AChE活性开始降低;到0.116 mg·L-1时.AChE活性降到最低,为对照组的79%.总体来说,在所设置的浓度范围内,孔雀石绿对鲫鱼脑AChE的影响不大.从变化趋势上看,水体中孔雀石绿污染对鲫鱼脑AChE活性的抑制效果大于诱导.总之,鲫鱼脑AChE对水体中石油污染土壤较敏感,是较适宜的生物标志物.     

金属硫蛋白作为重金属污染生物标志物的研究进展

金属硫蛋白(MT)是一类普遍存在于生物体内的低分子量、富含半胱氨酸、热稳定性、可诱导型非酶蛋白,具有维持生物体内金属含量动态平衡和重金属解毒作用双重机制.大量研究表明,MT可作为重金属污染的生物标志物,用来预测生物体受重金属暴露的状况和重金属污染的压力,且对制定预防性的管理措施、及时监控环境污染皆具有重要的现实意义.本文根据国内外文献资料查阅及综合分析,主要阐述了金属硫蛋白的基本结构、多态性、生理功能及其作为生物标志物在环境污染检测与诊断方面的研究与应用.并展望其今后研究方向.     

疏浚深度和光照对海河表层沉积物氮磷释放的实验研究

采用混合均匀的海河表层底泥并以自来水为上覆水进行室内沉积物氮、磷静态释放模拟实验,研究了疏浚深度和光照对沉积物总磷和氨氮释放的影响.结果表明,实验期间(2007年7月20日至2008年1月8日),无论光照与否,与未疏浚相比,完全疏浚能使上覆水总磷平均浓度从0.27～0.41 mg·L-1显著降低至0.02～0.03 mg·L-1(P<0.05),但疏浚深度对上覆水氨氮浓度无显著性影响(P>0.05).与避光组相比,光照可使部分疏浚组和未疏浚组上覆水总磷平均浓度分别降低0.05和0.26 mg·L-1,但对沉积物氨氮释放的影响不明显(光照组氨氮浓度略高于避光组).其余水质指标监测结果表明,光照组的水温、电导率均值比避光组分别高约0.3℃和20μS,光照组和避光组的pH值无显著差别.此外无论光照与否,电导率均随疏浚深度的增加逐渐降低,pH值变化与疏浚深度关系不大.     

青城子铅锌尾矿区植物对重金属的吸收和富集特征研究

通过实地调查分析了青城子铅锌矿尾矿废弃地的优势植物对Cu、Cd、Pb和Zn的吸收、转运和富集特征.结果表明,烟管头草(Carpesium cernum)对Cd、地榆(Sanguisorba officinalis)对Cd和Cu、苦荬菜(Ixeris clenticulata)对Cd、Zn地上部富集系数和转移系数均大于1.0,兴安毛连菜(Picrise davurica)、万寿菊(Tagetes erecta)、白花败酱(Palriniavillosa)的地上部Pb含量都超过1 000mg·kg-1,达到Ph超富集植物临界含量标准.同时,这些植物对重金属污染有很强的耐性能力,对污染土壤治理和植被重建具有一定的实践意义.     

四溴双酚-A对小麦种子发芽及根伸长的影响

在实验室人工控制条件下就小麦种子发芽及根伸长对不同浓度的四溴双酚-A(TBBPA)的毒性响应进行了动态观测.结果表明,在所选暴露浓度范围内,TBBPA并未对小麦种子的发芽率产生明显影响;各TBBPA暴露浓度下小麦芽生长的比生长速率(μ,芽)随时间的变化趋势相同,均在污染暴露16 h时达到峰值.而各污染暴露浓度下根伸长的比生长速率(μ,根)随时间的变化却略有差异,其在污染暴露12～20 h这一时间段内趋于稳定且随着TBBPA暴露浓度的加大这一趋势逐渐明显;随着染毒浓度的增加,小麦芽生长的μ,芽先升高,在0.02 mg·L-1时达到峰值,此时TBBPA对芽生长的促进作用达到顶峰,接着μ,芽又大幅度降低.随着暴露浓度的增加小麦根伸长的比生长速率(μ,根)同样先升高后降低,当暴露浓度为0.05 mg·L-1时μ,根值最大,TBBPA对根伸长的促进作用达到顶峰.     

二氧化钛纳米颗粒对玉米幼苗吸收镉及其植物毒性的影响

为研究二氧化钛纳米颗粒(Ti O₂ NPs)对镉(Cd)的植物毒性及吸收分布的影响,于2020年5—7月采用土壤盆栽试验,探究了不同浓度Ti O₂ NPs(0、50、200 mg·kg^-1)和Cd(0、2、10、50 mg·kg^-1)处理对玉米幼苗生长、叶绿素含量、抗氧化酶活性及Cd吸收的影响。结果表明：200 mg·kg^-1Ti O₂ NPs的施用可显著(P<0.05)提高50 mg·kg^-1Cd胁迫下玉米幼苗的干质量。在Cd浓度为50 mg·kg^-1时,外源添加200 mg·kg^-1Ti O₂ NPs可使玉米幼苗的叶绿素a和叶绿素b含量分别显著(P<0.05)增加42.48%和35.55%。在Cd和Ti O₂ NPs的共同暴露下,随着Ti O₂ NPs浓度的增加,超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(A...     

猪粪制备的生物炭对西维因的吸附与催化水解作用

以猪粪为原料,在不同温度下制备生物炭,并对其进行除灰处理,研究了不同处理温度和灰分含量的生物炭与西维因的相互作用。猪粪制备的生物炭含有无机矿物、不定型有机质和结晶态芳香碳,且随处理温度升高,灰分含量增加,BET比表面积增加。生物炭对西维因的吸附表现为非线性,等温线符合Freundlich方程,且随生物炭制备温度的升高,非线性增强。生物炭除灰后,吸附作用大大增强,表明有机碳与无机成分复合造成其一部分吸附点位的损失。生物炭对西维因的吸附由亲脂性分配与特殊作用力构成,随着生物炭不同以及西维因浓度的变化,吸附机制发生变化。生物炭可提高溶液pH,pH随生物炭添加量和处理温度而升高,生物炭含有的矿物对西维因水解具有催化作用,其水解速率及程度与生物炭灰分含量呈正相关。