不同产地野生鱼腥草根、茎、叶中常量和微量元素含量的比较研究

为开发和利用鱼腥草提供一定的科学依据,研究采用微波消解技术处理样品,利用电感耦合等离子发射光谱法测定了我国广西,湖南和云南三个不同产区鱼腥草地下茎,叶片和花中S,P,K,Ca,Mg,Fe,Zn,Cu,Mn和Se等十种常量和微量元素的含量.研究结果表明:不同产地鱼腥草元素的含量呈现地域差异,鱼腥草不同部位元素的含量存在差异.同一部位不同元素的含量也不尽相同.鱼腥草中含有丰富的S,P,K,Ca,Mg.分析结果的平均回收率在95.3%~102.8%之间.该方法简单,快速,可靠,灵敏度高,且多元素可同时测定,能满足实际样品分析要求.测定结果为进一步探讨鱼腥草中元素的含量与其功能的相关性提供了参考.表3,参14.     

大湾区根茎类蔬菜-农田土壤系统中10种重金属吸收特性及其种植安全性研究

为确保粤港澳大湾区农用地安全有效利用和蔬菜安全高质生产,有必要针对该区域农田土壤特性和主要蔬菜品种的重金属吸收特性开展相关研究。以大湾区5种常见的根茎类蔬菜芋头(Colocasia esculenta)、生姜(Zingiber officinale)、白萝卜(Raphanus sativus)、胡萝卜(Daucus carota)和莲藕(Nelumbo nucifera)为代表,开展了蔬菜-土壤对应的田间采样,测定了138对蔬菜及其产地土壤样品中10种重金属的含量并分析其相关性。结果显示,蔬菜中10种重金属的浓度大小为FeZnMnCuNiPbCrAsCdHg;而在土壤中的浓度大小依次为FeMnZnPbCrCuNiAsHgCd。结合我国内地、港、澳三地蔬菜及土壤重金属限量标准计算样品超标率后发现,同一元素的样品超标率在蔬菜和土壤中不一致的现象普遍存在。总体上为Cd、Cr、As、Hg这4种元素的土壤超标率高于蔬菜超标率,而Pb为蔬菜超标率略高于土壤超标率。由根茎类蔬菜对不同元素的富集系数可知,其对10种元素的吸收能力大致为CdZnCuMnNiAsPbHgCrFe。Cd元素相对其它元素而言更易被根茎类蔬菜吸收,而Fe元素相对来说更不易被根茎类蔬菜吸收。同一元素在蔬菜与土壤中的含量相关性呈显著正相关的仅为Cd、Hg和Ni,而其他7种元素在蔬菜与土壤中的含量相关性并不显著,说明大湾区根茎类蔬菜重金属污染来源存在多样性,对不同元素的吸收机制不同。土壤中各元素含量相关性显示,Cd、Cr、Pb、Cu、Fe、Mn、Ni、Zn含量之间都存在显著正相关,说明这几种元素来自同一来源的可能性很大,导致土壤和蔬菜重金属含量存在复合污染关系。总的来说,用现行标准评价大湾区根茎类蔬菜产地土壤质量时,极有可能将能种出安全根茎类蔬菜的土壤评价为有污染风险的土壤。有必要进一步制定针对大湾区农田及作物特性的土壤环境质量评价标准,在保障农产品质量安全的前提下使日益紧缺的土地资源得到充分利用。     

兰州市大气污染对植物中游离脯氨酸含量的影响

对兰州市大气污染对植物叶片中脯氨酸的含量进行测定和分析.结果表明:同一树种在不同污染区中脯氨酸的含量不同,存在极显著性的差异.同一污染区各种绿化植物中脯氨酸的含量也存在显著性的差异.5种树种的抗污染能力为:杨树>小叶黄杨>椿树>国槐>圆柏.根据污染区植物的生理反应,说明兰州市主要功能区的大气污染程度为:兰炼厂区>兰化厂区>橡胶厂>西关>西站>交大>兴隆山.     

山西省稷山和永济两地矮牡丹体内无机元素含量的比较

采用原子吸收分光光度法和比色法测定了山西省稷山和永济两地区矮牡丹体内和生境土壤中的10种元素(K、Mg、Mn、Fe、Ni、Zn、Cu、Cd、Cr、Pb),分析比较了各种元素在不同地区矮牡丹体内和生境土壤中的分布规律及不同地区矮牡丹对无机元素的吸收富集能力.结果表明,两地区矮牡丹体内和生境土壤中无机元素含量无显著性差异;土壤及植株不同器官间元素含量也无显著性差异;两地区矮牡丹对不同元素的富集系数有显著差异,差异主要表现在对Cd(永济0.457,稷山0.213)和Ni(永济0.093,稷山0.167)的富集上,植株不同器官之间的富集系数无显著差异.表4参9     

野生苦刺花元素含量的测定分析

采用电感耦合等离子体发射光谱法测定了云南野生蔬菜苦刺花中的硫(以S计),磷(以P计),钾(以K计),钙(以Ca计),镁(以Mg计),铁(以Fe计),锌(以Zn计),铜(以Cu计),锰(以Mn计)9种矿质元素的含量.实验表明:苦刺花中含有对人体有益的P,K,Ca,Mg,Fe,Zn,Cu等矿质元素.苦刺花中各矿质元素之间存在差异,这种差异与土壤中各元素含量和植物对元素的吸收有关.用ICP-AES测定辣椒中微量元素对此类资源的充分利用有重要的指导意义.表1,参24.     

血液组分的快速分离及元素分布特征研究

人体血液中元素水平与人类健康息息相关,由于血浆和不同血细胞的组成和功能各不相同,对不同污染物的负载量可能存在巨大差异。因此,建立血液样本中不同组分的分离方法,对于进一步开展污染物内暴露水平研究至关重要。本研究采用Percoll不连续密度梯度离心法建立了一种血液样本不同组分的分离方法,通过优化Percoll密度梯度和离心条件实现了外周血样本中血浆、血小板、白细胞和红细胞的同步快速分离。该方法可以简单快速地分离多种血细胞组分,获得的细胞纯度较高,呈单细胞分散状态。基于该分离方法,进一步利用微波消解结合电感耦合等离子体质谱和原子吸收光谱测定了4种血液组分中5种金属元素的含量,研究了其在人体外周血中的分布特征。结果表明,不同元素在血液不同组分中的分布存在较大差异,Ca、Mg和Cu在血浆中的含量明显高于血细胞,而Fe、Zn在红细胞中含量最高。该分离方法为污染物内暴露水平的研究提供了技术支持和研究思路。     

不同地区、不同品种(系)小麦锌、铁和硒含量分析

采用微波消解ICP-AES法和原子发射荧光光谱测定不同地点小麦中的锌、铁、硒含量.发现不同小麦品种(系)以及姊妹系之间微量元素含量存在差异;不同地点土壤环境中种植的小麦微量元素也有差异;小麦对各种元素的吸收会相互影响,对锌、铁两种元素的吸收互相促进,锌、铁与硒互相拮抗.结果表明基因型和土壤均影响小麦的微量元素含量.研究基因型差异并筛选富含微量元素的小麦品种成为今后小麦遗传育种的一项重要工作.     

新疆沙冬青和蒙古沙冬青叶片及其生境土壤中15种无机元素的含量比较

采用单道扫描等离子体发射光谱仪(ICP)和微波消解仪测定了新疆沙冬青和蒙古沙冬青两种珍稀植物的叶片及生境土壤环境中15种无机元素(Al、B、Ca、Cu、Fe、Mg、Mn、Na、Ba、La、Co、Ni、Pb、Rb和Ti)的含量,其中两种沙冬青叶片及生境土壤中含量最大的元素均为Ca,最小的均为Co.应用两个独立样本检验(Independent-samples T Test)中的曼-惠特尼U检验法(Mann-Whitney U)分析15种无机元素的差异性,结果显示,两种沙冬青的土壤环境相似;叶片的无机元素除了5种元素(B、Fe、Co、Ni和Ti)呈现显著性差异以外,其余元素含量差异不显著;通过比较叶片和土壤的元素含量发现,15种元素均呈现显著性差异;通过叶片内无机元素的浓度与生境土壤中该元素浓度的比值比较,发现Pb和Ti两种元素的叶片内浓度与生境土壤中浓度比值存在显著差异.图1表7参25     

不同处理方法对降水中污染元素来源评估的不确定性讨论——以西藏拉萨和纳木错为例

在降水元素测试中对降水样品的前处理通常有两种方法:样品直接酸化和过滤后酸化.不同的处理方法会得到不同的结果,并最终影响到对元素来源的解释.为明确这两种处理方法对降水中重金属元素来源评估的影响,本文选取青藏高原的典型城市拉萨市和典型的背景区纳木错,对采集的24个降水样品用上述两种方法进行处理,并对两组样品中的15种金属元素的含量和富集因子进行了对比.结果表明,两个研究点过滤后样品元素含量都显著低于未过滤样品的元素含量,其中拉萨未过滤降水样品中的常量元素Al和Fe的含量分别比过滤后样品中的含量高约50和20倍,表明降水中的Al和Fe主要以颗粒态存在.相应地,典型污染元素如Cu、Zn和Cd等在两种样品中的含量变化相对较小,表明这些元素在降水中主要以溶解态存在.同样地,纳木错降水样品中元素也存在类似的变化特征.由于上述原因,拉萨和纳木错过滤后的降水样品中大部分元素(如Ni、Zn和Cd)的富集因子值高于未过滤样品中的值.因此,对降水样品过滤会导致一些典型污染元素的富集因子值增高,进而高估人类活动对这些元素的贡献.所以,用未过滤的降水样品进行元素富集因子研究得到的结果会更接近实际情形.     

不同海岸梯度上短枝木麻黄小枝金属元素含量及其再吸收率动态

对福建东山赤山林场不同海岸梯度上短枝木麻黄小枝中的钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、钠(Na)、铁(Fe)、锰(Mn)和锌(Zn)元素含量及其再吸收率动态进行了研究.结果表明,海岸梯度对短枝木麻黄小枝中各元素含量及其再吸收率均具有显著影响.在各海岸梯度上,K再吸收率为正值,且基干林带的再吸收率显著低于其它样地,Fe和Zn为负值,Ca、Mg和Na再吸收率在防护林带前沿为负值,而在后沿林为正值,Mn则相反.这表明,基干林带严重的环境胁迫显著降低了短枝木麻黄小枝的养分再吸收率.短枝木麻黄成熟小枝中的K、Mg含量与其再吸收率存在显著正相关,而Na和Fe与其再吸收率存在显著负相关,其它元素与其再吸收率之间没有显著相关性.除K外,各元素在衰老小枝中的含量与相应元素再吸收率之间均存在显著负相关,表明元素再吸收程度越高,其再吸收率就越高.Ca、Mg、Na和Fe再吸收率之间具有显著的正相关关系(P<0.01),Zn除与Mn再吸收率呈显著正相关外,与其它元素均表现为负相关,Mn则与其它元素再吸收率之间没有显著相关性.因而短枝木麻黄小枝中不同类型的养分状况对其再吸收率具有不同的影响.表5参42     

聚乙烯醇-海藻酸钠固定香菇废弃物吸附Pb和Cd的最佳配方

选用香菇废弃物作为生物吸附剂,用聚乙烯醇(PVA)-海藻酸钠(SA)同定香菇粉制成PVA-SA固定香菇,以吸附溶液中铅(Pb)和镉(Cd)的能力为主要评价指标,结合成球性、机械强度和耐酸性等,通过正交试验确定出吸附Pb的PVA-SA固定香菇最佳配方是8%PVA+1%SA+3%香菇粉+2%CaCl2的饱和H3BO3,对Pb的吸附率为95.4%,吸附Cd的PVA-SA同定香菇的最佳配方是5%PVA+1%SA+3%香菇粉+2%CaCl2的饱和H3BO3,对Cd的吸附率为63.7%.二小球的成球性、机械强度和耐酸性都较好.Langmuir等温吸附模型能最好地拟合香菇吸附Pb的热力学过程,相关系数R2达0.993 9;Freundlich模型能更好地描述香菇吸附Cd的热力学过程,R2为0.999 3.Freundlich等温吸附模型适合描述PVA-SA同定香菇吸附Pb和Cd的热力学过程,R2分别为0.958 7和0.982 3.自由香菇对Cd的理论最大吸附量qm-Langmuir (2.832 1 mg g-1)小于PVA-SA固定香菇的理论最大吸附量qm-Langmuir (6.447 5 mg g-1),自由香菇吸附Pb的Freundlich模型参数k(0.312 7)小于PVA-SA固定香菇吸附Pb的k(0.431 0),香菇固定后吸附Cd和Pb的能力有所提高.PVA-SA固定香菇吸附Pb和Cd的吸附平衡时间分别为3 h和7 h,比自由香菇吸附Pb和Cd的平衡时间(1 h)长.伪二级动力学模型能很好地拟合固定香菇吸附Pb和Cd的动力学过程,R2分别为0.999 9和0.994 6,由该模型计算出的对Pb和Cd的平衡吸附量理论值分别为0.453 6 mg g-1和0.2060 mg Cd g-1.伪二级动力学模型能很好地拟合同定香菇吸附Pb和Cd的动力学过程,由该模型计算出的固定香菇对Pb和Cd的平衡吸附量理论值分别为0.453 6 mg g-1和0.206 0 mg g-1,自由香菇对Pb和Cd的平衡吸附量理论值分别为1.817 2 mg g-1和0.842 5 mg g-1.PVA-SA固定香菇吸附Pb/Cd的伪二级动力学反应速率常数k2为1.324 1/1.253 1,自由香菇吸附Pb/Cd的k2为0.780 510.213 0,自由香菇吸附Pb/Cd的k2大于固定香菇的k2,表明固定香菇吸附Pb/Cd达到平衡所需要的时间比自由香菇所需要的时间长.图3表6参16     

不同使用年限蔬菜大棚土壤重金属含量变化

调查了 1、5、8、1 1a棚龄蔬菜大棚土壤中重金属元素As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Fe、Mn、Mo、Ni、Pb和Zn的含量。结果表明 :同一使用年限的蔬菜大棚 0～ 40cm土层内重金属元素含量差异很小 ;与棚外土壤相比 ,除 1a棚龄的土壤外 ,多数土壤重金属含量随大棚使用年限的延长而有所增加 ;研究地区的蔬菜大棚土壤尚未发生重金属污染超标现象 ;大量施肥 (复合肥 )可能是导致蔬菜大棚土壤中重金属含量升高的主要原因     

太阳辐射减弱麦田根际土壤酶与有效微量元素的相关性分析

由于大气气溶胶浓度增加地表太阳辐射减弱地球变暗。采用遮光网模拟太阳辐射减弱,设置60%、40%、20%、15%、0%的遮光递度,大田种植冬小麦,测定了冬小麦拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期根际土壤过氧化氢酶、转化酶、脲酶的活性以及根际土壤Cu、Fe、Mn、Zn等有效微量元素的含量。采用相关性分析、通径分析和主成分分析等方法分析了太阳辐射减弱后土壤酶活性和土壤有效微量元素的相关性。结果显示,太阳辐射减弱,降低了小麦根际有效Fe、Zn和Mn的含量以及脲酶活性。有效Cu元素除了孕穗期有所增加外其它时期也均为降低。过氧化氢酶和转化酶的活性的变化没有明显规律性。太阳辐射减弱使得土壤过氧化氢酶活性与有效Fe、Zn极显著的正相关,脲酶与Zn也达显著水平。Zn和Fe对土壤酶的直接通径系数和间接通径系数都较大。太阳辐射减弱改变了土壤酶和微量元素在土壤肥力中的权重,最大肥力权重脲酶被过氧化氢酶所取代。结果表明,太阳辐射减弱影响了土壤根际有效微量元素含量和土壤酶的活性,提高了土壤酶和微量元素之间的相关性,反映土壤肥力微小变化的敏感土壤质量指标有一定的变化,脲酶的肥力权重降低,过氧化氢酶的肥力权重增加。     

太湖、巢湖沉积物中重金属污染的总量特征及其区域性差异

选取太湖、巢湖污染较为严重的区域为研究对象,采集季节性沉积物柱状样,以0.5cm的间距高精度分割样品,分析其中的Fe,Mn,Cu,Zn等重金属元素的含量,对沉积物中重金属的总量特征及季节性变化特征进行了分析,得出以下结论:太湖、巢湖沉积物中重金属的总量均呈现出Fe>Mn>Zn>Cu的特征,季节性变化幅度为Mn>Fe>Zn>Cu,重金属元素的地球化学性质对其季节性变化有很大的影响.同时,不同的区域背景差异(如元素丰度、污染状况等)导致了太湖、巢湖采样点沉积物中重金属元素季节性特征的差异.     

吉林西部碱尘的通量与物质特征分析

选择吉林西部两个典型地区，抽样采集碱尘样品，根据实测结果对日常形成的碱尘进行了通量测定；依据两个采样点的自然地理状况和实测采样记录，提出了吉林西部碱尘具有两种源区类型的认识，即以大布苏湖为代表的萎缩湖泡型和以姜家甸草场为代表的草场退化型。同时，通过对比分析不同时间和采样点的碱尘通量及源区特征，提出了吉林西部碱尘通量与风力条件、日照条件、pH值、物理性粘粒比例正相关，与植被覆盖度、地表物质粒级负相关。对碱尘元素分析结果表明，Ca、Na元素含量明显偏高，Fe、Al元素含量变化则较大；碱尘组成元素含量由多到少的顺序为：Ca、Na、Fe、Al、K、Mg、Ti，与普通尘暴元素组成有着明显的差别。     

Löwenzahn Taraxacum officinale Web. als (städtischer) Bioindikator

Investigations of the dandelion, Taraxacum officinale Web. in Poland, Romania and Germany showed that the species concentrates various elements dependent on the intensity of the pollutants. In this study, we followed up the question of whether T. officinale enriches pollutants by the atmospheric deposition on the leaves or via the soil. Therefore, samples from at least 10 plants and a soil sample at 57 sample sites were collected from a grid of 500 m × 500 m. In addition to the analysis of the total soil sample, the (mobile) ion pool of the soil (DIN V 19739) was analysed. The elements Al, As, Ba, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cu, Fe, Ga, K, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, Rb, Sr, Ti, Tl, V, and Zn were determined through the use of spectrometry with inductive coupled plasma (ICP-MS and ICP-OES). The results are compared with the element concentrations of washed and unwashed leaf samples in T. officinale. We could only find two direct correlations (Ti and Zn) between the element content, of the entire soil samples, but 14 correlations (As, Ba, Cd, Cu, Ga, K, Mn, Mo, Na, Ni, Rb, Ti, Tl und Zn) between the ion pool of the soil and the washed samples. The grid point data interpolation by ArcInfo showed a similar distribution pattern for the unwashed leaf elements Al, Ce, Fe, Ti and V (r≥0.75). The elements Al, Ce, Fe, Ti, and V are washed out at the same ratio. Thus, although the concentration of these elements were significantly reduced by the washing procedure, the correlations were not influenced. The admissibility of the grid point data interpolation for a distribution map of the town area was investigated, as well. It is shown that the element content varies with the land use (meadow, field, rural areas), the sampling point and the local pollutants. However, none of the discussed elements, Al, Ce, Fe, Ti, and V, is significantly influenced by the land use. The data allows one to make the conclusion that the elements of Al, Ce, Fe, Ti and V are dependent on the dry and wet deposition on the leaves of T. officinale. These elements are taken up not only by the roots, but also by the surface of the leaves. This is evident because there is no correlation between one of these elements in the leaves and the ion pool of the soil.     

Effect of acid rain on the fractionation of heavy metals and major elements in contaminated soils

Acid rain is a serious environmental problem worldwide. In the present study, we investigated the effect of acid rain (1:1 equivalent basis H₂SO₄:HNO₃) at pH values of 2.0, 4.0 and 7.0 on the fractionation of heavy metals (Cd, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb and Zn) and major elements (K, Na, Ca, and Mg) in contaminated calcareous soils over a 2084 h period. Heavy metals and major elements in soil samples were fractionated before and after 2084 h kinetic release using a sequential extraction procedure. Before kinetic studies the predominant fractions of K, Na, Ca, Mg, Cd and Ni were mainly associated with carbonate fraction (CARB), whereas Fe, Mn and Zn were associated with the Fe–Mn oxide fraction (Fe–Mn oxide). The highest percentage of Pb and Cu were found in the exchangeable (EXC) and organic matter (OM) fractions, respectively. After kinetic study using different simulated acid rain solutions, the major fractions of heavy metals (expect of Cu) and Na was the same as before release. Upon the application of different acid rain solutions, K and Mg were found dominantly in Fe–Mn oxide fraction, whereas Ca was in the EXC fraction. The results provide valuable information regarding metal mobility and indicated that speciation of metals (Cu and Zn) and major elements in contaminated calcareous soils can be affected by acid rain.     

Determination of heavy metal levels in medicinal plant Hemerocallis minor Miller by X-ray fluorescence spectrometry

Contamination of edible plants by toxic metals is a threat for human health. We applied for the first time applied the non-destructive X-ray fluorescence spectrometry (XRF) to determine concentrations of heavy metals, i.e., Fe, Ti, Mn, Cr, Cu, Ni, Zn, Sr and Ba in plant Hemerocallis minor Miller and soils. Because this plant is used in folk medicine, the metal content assessment is important for specifying relevance of application to produce drugs. This paper considers the distribution of elements between different parts of plant (rhizome, stalk, leaves and flowers). The contents of metals were determined as varying in flowers and leaves depending on the time of sampling. The acquired concentrations of elements have been compared with toxic levels provided in literature.     

耕地土壤中交换态钙镁铁锰铜锌相关关系研究

应用主成份分析、聚类分析和相关性分析对沈阳市郊区1994个耕地土壤样本(0-20cm)的交换态钙、镁、铁、锰、铜、锌含量进行研究，结果表明，影响钙与镁、铁与锰、铜与锌分布的主因子分别在相同的主成份组中，钙与镁、铁与锰、铜与锌之间的相关系数较大，铁、锰、铜、锌之间均为极显著正相关关系，钙与铁、锰、铜、锌均为负相关关系，说明元素的生物地球化学属性对其地理分布有较大的影响。