硒的土壤生态环境、生物地球化学与食物链的研究现状

综述了硒的自然生态环境及全球土壤中硒含量与分布、形态及转化 ,决定植物硒含量及食物链系统中硒水平的关键因素 ,植物对硒的吸收和积累与遗传因子的关系 ,硒在植物组织中主要的存在形式 ,植物中硒的形态与生物有效性和生物利用率研究的意义 ,对食物链中的硒水平进行调控的方法及今后硒研究的前沿问题。     

土壤-植物系统中硒的迁移转化及低硒地区食物链中硒的调节

阐述了土壤中硒的存在形态及其与植物吸收的关系,论述了植物对硒的吸收和代谢机制、硒在植株体内的存在形态及其生物学效应,讨论了低硒地区食物链中硒水平调节的方法和效果,提出了土壤-植物-食物链系统中硒素研究的前沿问题。     

富硒藻类研究进展

微量元素硒不仅是人和动物必需的营养元素,也是植物生长发育不可缺少的元素。硒酸盐在水体中溶解度高于其他环境介质,导致水生生物对无机硒(硒酸盐)有更高的利用率。藻类能吸收无机硒,可将无机硒有效地转化为有机形态。藻体内的硒主要以硒蛋白、硒核酸、硒多糖等生物大分子以及硒代半胱氨酸和硒代蛋氨酸等生物小分子有机化合物存在。在水生生态系统中,藻类是硒的主要吸收者。富硒藻类通过食物链将硒传递至浮游动物、贝和鱼等动物体内,能提高其抗氧化能力,从而导致其对重金属耐受性增强。本文综述了藻类在自然界硒生物有机化中的地位和作用,藻类对硒的富集方式及代谢途径,硒在藻类中的生物学效应,富硒藻类的开发利用现状及今后的发展方向,较全面地综述了富硒藻类研究进展。     

中国低硒带生态环境中硒的环境行为研究进展

本文综述了目前与低硒带硒生物地球化学循环有关的研究结果。从这些研究中可以看出,低硒带的形成主要由表层土壤对低硒母质层的继承性,演化趋势主要决定于降水输入和淋溶流失二个自然过程的相对通量及土壤对硒的保留程度,后者在很大程度上依赖于土壤铁锰氧化物含量,土壤中硒的挥发损失可能并不重要。土壤-植物系统中硒的小循环中,环境腐植酸物质对土壤硒的环境行为和生物有效性产生了显著影响。     

砷在海洋食物链中的生物放大潜力及发生机制探讨

砷是世界范围内危害最大的环境污染物之一,也是近海区域一种常见污染物。本文综述了近年来砷在海洋生态系统中累积、转化及传递的最新研究进展。海洋生物普遍具有较高含量的砷,这些砷主要为低毒性的有机砷形态。砷在许多海洋食物链/网中被生物放大,造成高营养级生物中的砷富集,可对生物与人类健康产生潜在危害;这与砷在淡水食物链/网中普遍被生物减小的现象形成鲜明对比。海洋鱼类和贝类等生物可将吸收的无机砷通过生物转化合成砷甜菜碱等有机砷形态,而有机砷比无机砷具有更高的食物链传递能力,可导致海洋鱼类富集更高浓度的砷。因此,砷在海洋生物中的有机形态可能有助于砷沿着海洋食物链/网富集,在某些情况下被生物放大。今后应该加强对不同砷形态在海洋食物链/网中传递及相应影响因素的研究,并通过室内模拟实验与野外调查相结合进行验证,从而加深对砷的生态毒理和生物地球化学作用的科学认识,对准确评估预测砷的生态风险和保障海洋生态安全有重要意义。     

植物硒蛋白不同提取方法的综述

硒(Se)是生物必需的一种微量元素,其生物学功能主要是以硒蛋白的形式表现的,植物硒蛋白具有抗氧化、抗癌、提高免疫力等功能.综述了硒在植物中的存在形态、硒蛋白的分类及提取方法,并提出今后的研究方向.参21.     

环境治理对红枫湖水生食物链中汞积累的影响

于2015年以贵州省贵阳市饮用水源地红枫湖的水生食物链作为研究对象,通过测定不同营养级生物的汞含量及稳定碳氮同位素,并结合2007年红枫湖的数据,对比红枫湖水体的汞含量及水生食物链中的汞含量、食物链长度及生物放大率的变化。结果发现:相比于2007年,湖水中的总汞浓度降低了40%,但鱼体总汞和甲基汞含量分别增加了140%与210%,甲基汞在总汞中占的比例平均增加了18%。食物链长度增加一级,汞的生物放大率降低。可能的原因是:2008年政府对红枫湖进行综合治理后,水体富营养化程度降低,湖中食物链结构发生改变,鱼类生长速度减慢,使得鱼体内汞的生物稀释作用减弱,鱼体的汞含量相对升高。同时,高强度捕捞,使得鱼样个体普遍偏小,导致生物放大率较低。     

湖南省龙山县耕地土壤硒含量特征及其影响因素

硒是人体及动物必需的微量营养元素之一.在龙山县耕地区系统地采集了326件表层土壤样品进行分析测试,研究了区域内土壤硒含量空间分布特征、空间变异特性、垂向分布特点及其影响因素,分析了土壤有效态硒的影响因素.结果表明,研究区土壤硒平均含量为0.33 mg·kg^-1,土壤有机质平均含量为20.7 g·kg^-1,土壤呈酸性.土壤硒含量呈中等空间变异,垂向分布呈表层富集的规律.研究区内硒含量主要受成土母质与土地利用的双重影响,有机质含量与硒含量呈显著正相关关系(P<0.01).土壤硒形态以腐殖酸结合态与强有机结合态为主,有效硒组分占比较低,土壤硒的生物有效性受硒全量和酸碱度影响较大,可以通过人为方式适当调整土壤酸碱度,提高硒生物有效性,有效提升土地利用价值.     

土壤中微/纳塑料的生物健康效应和食物链传递风险

微/纳塑料污染已成为亟待解决的全球性环境问题。微/纳塑料进入土壤后会长期累积在土壤中,并对土壤生态系统健康产生不良影响。该文从土壤生物健康效应和食物链传递风险角度综述了近年来国内外土壤微/纳塑料调查研究进展,分类介绍了土壤中微/纳塑料对植物、动物和微生物的影响及在陆地生物和食物链中的传递,并展望了土壤中微/纳塑料的未来研究方向。该文指出,微/纳塑料广泛存在于不同功能的土壤中,可以被植物吸收和动物摄食,通过食物链传递进入人体。未来需要加强土壤中微/纳塑料污染过程与生物健康效应研究,加强对微/纳塑料在土壤生态系统和食物链中传递的风险评估,为土壤中微/纳塑料的监测、管控和治理提供科学指导和技术方法参考。     

大骨节病区硒元素分布的调控机理研究——以四川省阿坝地区为例

分析了阿坝地区的岩石、饮用水、农作物及其根系土中硒的不同存在形态的分布,并结合生物有效性深入研究了硒元素分布与大骨节病病因的联系和调控机理.阿坝地区的环境(岩石、土壤、水)中全硒浓度、农作物中硒的富集系数和水溶性硒占总硒的含量均远低于非病区;硒在氧化还原条件(Eh平均值143.27 mV)和酸碱度(pH 6.51—8.48)的控制下主要以亚硒酸态的稳定形式存在.元素铝、铁等的富集可能会促进硒的沉淀和络合,制约硒的生物有效利用率,进而导致人体硒摄入不足,最终激发人类微小病毒B19(HPV B19)的毒性,引发大骨节病.通过采取土壤增施硒肥、改善水质、改变膳食结构等方法可以有效地提高环境中硒的水平及其生物有效性,以缓解大骨节病的病情及发病率.     

环境水样中Se(Ⅳ)/Se(Ⅵ)的分析方法研究进展

硒是生物体中不可缺少的微量元素,具有双重生物效应.摄入量不足,会引发缺硒性疾病,而摄入量过多,又会引起硒中毒,其在人体中的日均摄入量安全范围为40—400μg·d~(-1).近些年来,由于硒的污染日趋严重,硒在环境水体(包括淡水、海水、工业废水和生活污水)中的形态分布及其含量测定备受关注.本文在对硒的来源、物理化学性质、生物效应及环境行为总结的基础上,重点综述了环境水体中Se(Ⅳ)/Se(Ⅵ)的分离富集和分析测定方法,并就硒的形态分析进行了展望.     

持久性有机污染物在食物链中积累与放大研究进展

研究持久性有机污染物(Persistent organic pollutants,POPs)在食物链中的积累与放大是进行环境风险评估和有效污染控制的生态学基础.本文综述了POPs的基本特征,POPs在食物链中的生物积累与放大的机制、影响因素以及POPs在食物链中积累与放大的模型等的研究进展.国外学者对POPs在水生食物链的积累与放大方面研究较多,并提出了较为完善的预测模型,而有关POPs在陆生食物链中的生物积累与放大的研究报道较少.大部分学者并未对完整食物链进行过系统而完整的研究.与国外相比,国内学者对POPs在水生陆生食物链中的生物积累、生物放大和预测模型探讨较少.目前POPs对环境和人体健康危害越来越严重,开展对POPs在食物链中积累、放大及相关预测模型更深入更完整的研究,已成为当前生态学和环境科学研究的重点课题和前沿领域.     

天津市蓟州区土壤硒的有效性及影响因素

以天津市蓟州富硒区土壤为研究对象,对土壤中硒含量、有效硒含量及硒的形态特征进行分析,并对土壤有效硒的影响因素进行研究.结果表明,蓟州富硒区土壤总硒的含量范围0.14—0.65 mg·kg~(-1),均值为0.37 mg·kg~(-1),高于蓟州区环境背景值0.23 mg·kg~(-1)和全国土壤硒元素的平均值0.29 mg·kg~(-1).土壤有效硒的均值为0.021 mg·kg~(-1),有效度为5.63%.研究区土壤硒元素以强有机结合态和残渣态为主,两种形态的平均含量分别为0.14 mg·kg~(-1)和0.11 mg·kg~(-1),占总硒的比例分别为44%和35%,水溶态、离子交换态和碳酸盐结合态的硒含量较少,仅占总硒含量的4.6%,1.7%和0.9%.土壤中有效硒的含量近似等于水溶态、离子交换态和碳酸盐结合态硒的含量之和,且两者的差异性检验结果显示并无显著性差异.土壤中有效硒与硒全量、pH和有机质均呈显著的正相关关系,偏分析结果表明有效硒主要受土壤硒含量和pH的影响.     

低硒带土壤中硒的挥发过程研究

本文探讨了低硒带土壤中(黑龙江富裕县,河北丰宁县)硒的挥发程度及影响因素。经过干燥-再湿润的土壤样品,利用超微量硒的分析技术能够直接测出挥发性硒。土壤中硒的挥发程度与土壤湿度、温度及培养时间有关。当对土壤添加营养物质时,观察到添加含硒置较高的牛肉膏-蛋白胨营养液时硒的挥发程度显著提高。添加不同形态的硒,发现硒代蛋氨酸,硒代胱氮酸及含硒植物蛋白的土壤中硒的挥发程度显著高于对照组。而添加无机硒酸盐对土壤中硒的挥发程度影响不大。研究结果表明土壤中硒的挥发过程主要由微生物活动和硒的生物可利用度所决定。     

皖南茶区土壤硒含量及其与茶叶中硒的关系

采集皖南泾县茶区7个主要茶园和安徽茶树良种场土壤和茶叶样品,分析土壤-茶叶间硒分配与分布的特点以及茶叶中硒含量与土壤和茶树品种的关系。结果表明,皖南泾县茶区土壤硒平均含量为( 0. 413±0. 146 )mg·kg-1,高于我国土壤表层硒平均含量背景值,在我国自然茶园中属正常偏高水平。硒在土壤剖面的分布受生物富集性、土壤pH值、土壤有机质含量等因素的影响。春茶含硒量高于秋茶,春茶含硒量为0. 096 ~0. 216mg·kg-1,多数属中等含硒水平。茶叶含硒量是土壤含硒量、茶叶采摘季节、茶树品种等因素共同影响的结果。因此通过选育硒富集力强的良种茶树、合理配施硒肥、调节土壤pH值及养分状况以及适时采摘茶叶等措施,可以实现富硒绿茶生产。     

藻类对甲基汞的富集与传递研究进展

甲基汞是一种高毒性的污染物,其易累积在水生生物体内,从而对水生生态系统和人体健康产生危害.作为水生生态系统的初级生产者,藻类控制着进入食物链的甲基汞浓度和总量.藻类对甲基汞的显著富集作用及水生食物链传递过程导致其在高营养级生物中显著累积.因此,厘清藻类在甲基汞的富集与食物链传递过程中的作用对于揭示甲基汞的生物累积和预测甲基汞的环境风险具有重要意义.本文概述了藻类对甲基汞的富集与食物链传递特征与机制,总结了影响富集与食物链传递的生物与环境因素,讨论了全球变暖和富营养化等环境变化对藻类富集与传递甲基汞的影响,并展望了藻类富集甲基汞研究的发展方向.     

富硒土壤-蔬菜中硒、镉含量和镉形态的分布及其相关性

本文以海口富硒土壤及其主栽的芥菜、卷心菜为对象,同时与非富硒区对照,对富硒土壤-蔬菜系统中硒镉含量和镉形态及其相关性研究表明:系统中硒镉两种元素以不同的表现形式体现一定的相互影响效应.     

持久性有机污染物在大气与植物间交换过程研究进展

大气、植物间持久性有机物污染物(POPs)的交换行为是控制POPs进入食物链,及影响其全球范围内迁移、分布的重要环节.本文着重介绍了大气、植物间POPs交换过程方面的研究现状;总结了其影响因素,主要包括POPs本身的理化性质(lgKOA)、植物特性(叶片表面形态、脂质含量、表皮的可渗透性)以及环境温度;提出了目前大气、植物间POPs交换过程研究中存在的部分问题,以及今后可能的发展方向.     

东海外海海域生物体内总汞蓄积差异性研究

为了解东海外海海域不同种类生物体内总汞的蓄积差异性,使用直接测汞仪测定在东海外海海域捕捞的不同种类生物可食组织中的总汞含量,从不同生物的食性、食物链层级、栖息水层等方面对其总汞含量差异性进行了初步比较分析。研究发现,东海外海海域22个品种共计104个样本中,总汞含量范围在0-0.557mg?kg~(-1)之间,平均值为0.103mg?kg~(-1),均低于GB 2762—2017标准限量值。不同食性生物体内的汞含量的差异关系为:底栖动物食性鱼类(0.153 mg?kg~(-1))浮游生物食性鱼类(0.093 mg?kg~(-1))鱼食性鱼类(0.084 mg?kg~(-1));汞可通过海洋食物链产生生物放大作用,处于食物链上层营养级的物种通过捕食行为使汞在食物链传递过程中产生一定的富集和放大效应;不同栖息水层的生物体总汞含量均值分布趋势为:泥沙底层(0.122 mg?kg~(-1))底层(0.067 mg?kg~(-1))中下层(0.060 mg?kg~(-1))中上层(0.041 mg?kg~(-1)),说明鱼体内的汞含量与其栖息水层密切相关,尤其是生活在泥沙底层或底层和中下层的生物体内的汞含量高于生活在中上层的生物,如短鳍红娘鱼(Lepidotrigla microptera,0.178 mg?kg~(-1))汞含量平均值高于竹荚鱼(Trachurus japonicus,0.042 mg?kg~(-1))。结果表明,东海外海海域生物体内总汞蓄积含量差异性与生物的种类、生活习性及其所处食物链结构和长度等因素有关。     

陕西紫阳富硒核心区周边土壤中硒的赋存形态分析

硒在自然界中以多种无机和有机形式存在,不同形态的硒以不同的地球化学特征影响着地质环境中硒的迁移、循环、生物可利用性和毒性,硒形态的研究对于硒的迁移、开发利用、毒性防御具有重要的指导意义.陕西省紫阳县是继湖北恩施后发现的第二大富硒区,且有较理想的硒汇集利用地质地理条件.本文采用改进的7步连续化学提取技术,研究了紫阳富硒核心区周边农作土壤硒的结合态分布,旨在为推动紫阳地区硒资源的开发利用和硒中毒防御提供基础数据.