Cu污染土壤对菠菜的特征影响研究

对蔬菜的重金属吸收特征进行研究一方面可了解重金属在植物中的迁移及富集过程,另一方面也可为减少重金属进入食物链,危害人体健康提供理论依据。本文研究了Cu污染对菠菜的生长吸收以及生理特征的变化。结果显示,50mg/kgCu处理对菠菜的生长有一定的促进作用,菠菜体内Cu含量随着处理浓度的增加而增加,但<100mg/kg处理下Cu含量并无显著差别(P>0.05),菠菜对Cu的吸收对Zn也具有一定的促进作用,而过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)呈现先升高后降低的趋势,分析显示POD酶活性变化可作为检测菠菜受到Cu污染的生理指标之一。     

异丙甲草胺对蚯蚓体重及酶活性的影响

采用自然土壤法,研究了异丙甲草胺对蚯蚓体重及体内纤维素酶、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的影响.结果表明,蚯蚓体重及纤维素酶活性在异丙甲草胺作用下均受到抑制;蚯蚓体内SOD、CAT、POD活性对异丙甲草胺响应不同,CAT活性受影响最大,POD次之,SOD最小.异丙甲草胺浓度对蚯蚓体重及体内纤维素酶和CAT活性影响显著,对SOD和POD则无显著性影响;处理时间对蚯蚓体重及体内纤维素酶、SOD、CAT和POD活性均有极显著影响;而异丙甲草胺浓度和处理时间二者交互作用对蚯蚓体内CAT和POD活性有极显著影响,对蚯蚓体重及体内纤维素酶和SOD活性则影响不大.     

向日葵对锶的富集特征与耐受机制研究

为探明向日葵(Helianthus annuus L.)对金属锶的富集特征和耐受机制,本试验施加不同浓度锶(25、150、750和1500 mg·kg-1)土培处理30 d,研究了向日葵幼苗体内锶的富集和分配特征及对植物生长和膜脂过氧化产物MDA(丙二醛)含量、SOD(超氧化物歧化酶)、POD(过氧化物酶)、CAT(过氧化氢酶)活性的影响.结果显示:(1)向日葵幼苗的根长、株高、根生物量和地上生物量随着土壤中金属锶浓度的升高呈先增加后降低的趋势;(2)向日葵的根、茎、叶均能富集金属锶,不同器官表现为根叶茎.向日葵的生物富集系数与不同器官金属锶富集浓度呈显著负相关,且根部金属锶浓度与富集系数的相关性最强;(3)MDA含量随着锶浓度升高呈先减少后增加的趋势,而抗氧化酶SOD、POD和CAT活性均随着锶浓度升高呈先增加后减少的趋势.SOD和POD活性在高浓度金属锶处理中受到了抑制,而高水平的CAT活性表明向日葵清除活性氧的能力增强.以上结果表明,向日葵的根、茎、叶均能积累锶,根部的富集能力最强,且根部的抗氧化酶系统对金属锶胁迫更为敏感,其中较高的CAT活性表明在向日葵耐受锶胁迫机制中起到关键作用.此研究为金属锶污染土壤的植物修复以及向日葵对锶的耐受机制提供理论依据.     

Cu2+对两种生态型鸭跖草Cu积累和抗氧化酶的影响

在Hoagland培养基中加入CuSO4模拟Cu2 污染环境,比较了不同Cu2 浓度([Cu2 ])对鸭跖草(Commelina communis L.)耐性生态型和敏感生态型的耐性、Cu积累和抗氧化酶[过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)]的影响.结果表明,两种生态型鸭跖草的Cu2 中毒临界浓度和中毒症状有明显的差异,[Cu2 ]≥40祄ol/L时,耐性生态型鸭跖草的耐性明显高于敏感生态型.耐性生态型鸭跖草叶和根中的Cu2 含量都明显高于敏感生态型,根中更为明显.不同生态型甚至同一生态型不同器官的POD、CAT、SOD活性对Cu2 的敏感性不同.一般来说,根对Cu2 的敏感性高于叶;POD活性对Cu2 的敏感性高于CAT和SOD.根比叶在清除丙二醛(MDA)的过程中起更重要作用.耐性生态型鸭跖草叶和根中CAT、POD和SOD活性、叶中MDA的变化并没有与根中MDA含量的变化趋势(大幅增加)保持一致,表明除了抗氧化酶外,可能还存在其他机制影响耐性生态型与敏感生态型鸭跖草在Cu2 耐性上的差异.     

李氏禾耐铜胁迫的积累特征及生理响应

在重金属铜(Cu)的胁迫作用下,通过水培李氏禾(Leersia Hexandra Swartz)研究其对Cu的耐受积累能力及生理响应特征,为植物修复Cu污染土壤提供理论支撑。结果表明:在不同Cu处理浓度下,李氏禾茎和叶部分对Cu的最大积累量可达到841. 65 mg/kg;高浓度Cu胁迫作用下,李氏禾叶片中的叶绿素含量降低,丙二醛(MDA)含量显著增加,叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(CAT)、过氧化氢酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的酶活性呈先升后降的趋势。随着Cu处理浓度的增加,脂质过氧化作用加剧,生长细胞受到严重损伤,李氏禾生长受阻,生物量下降。李氏禾虽不是典型的Cu超富集植物,但却对高浓度的Cu污染水体有较好的富集效果,可作为Cu污染区域的潜在修复植物。     

镉胁迫对忍冬抗氧化酶活性及内源激素含量的影响

为研究Cd胁迫下忍冬(Lonicera japonica Thunb.)抗氧化酶活性和内源激素水平的响应变化,采用土培试验,设置不同Cd处理(0、2.5、5、10、25、50和100 mg/kg),分析植株生物量、叶片丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性以及生长素(IAA)、赤霉素(GA₃)、脱落酸(ABA)的含量。结果表明：2.5 mg/kg Cd处理时地下部生物量增加20.93%,超过25 mg/kg Cd处理时地下部、地上部生物量均显著下降,最多降低了28.78%和40.92%。在各Cd处理下,叶片MDA含量没有受到显著影响;SOD和POD活性显著增强,CAT活性先升高后降低,APX活性没有受到显著影响。叶片IAA、GA₃含量、GA₃/ABA和IAA/ABA先升高后降低;ABA含量升高,比对照最多增加55.88%。相关性分析表明,忍冬叶片中抗氧化酶SOD、POD活性与GA₃含量存在显著负相关性,与ABA含量...     

外源亚精胺缓解荇菜(Nymphoides peltatum)Cr6+毒害的生理研究

研究了不同浓度的Cr^6 胁迫下，荇菜叶中叶绿素含量、可溶性蛋白含量、O2^-产生速率、保护酶——超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的动态变化及外施亚精胺后对上述各指标的影响．结果表明：(1)单一Cr^6 处理下，叶绿素和可溶性蛋白含量在Cr^6 浓度为1mg／L时达到最大值，而后迅速下降；外施亚精胺(Spd)可显著提高二者的含量，延缓它们的下降速度．(2)单一Cr^6 处理下，SOD、POD、CAT活性分别在2、4、2mg／L Cr^6 处理下达到最大值．而后下降；外施亚精胺可提高这三种保护酶的活性，使其上升或稳定时期变长，从而降低O2^-等活性氧的产生速率．由此可见外源亚精胺可缓解Cr^6 对荇菜的胁迫效应．     

石油烃、Cu2+对沙蚕的毒性效应及对其抗氧化酶系统的影响

在实验室模拟条件下,研究了石油烃和不同浓度的Cu2 对沙蚕(Nereis diversicolor)种群的毒性效应及对其抗氧化酶系统活性的影响.结果表明:石油烃和Cu2 对沙蚕均表现出较强的毒性,暴露3d后,其LD50值分别为117.5μL·L-1和864.0μg·L-1.Cu2 单因子污染暴露5d后,沙蚕体内过氧化物酶(POD)的活性受到显著影响,表现出先受到抑制后缓慢增加的趋势,超氧化物歧化酶(SOD)的活性也发生显著变化,其变化趋势为先被诱导而后抑制.石油烃以其约为半致死剂量水平单因子暴露5d后,POD的活性并未被显著诱导,SOD的活性则低于对照组.在石油烃与Cu2 复合污染的条件下,暴露5d后沙蚕体内POD和SOD活性表现出相同的变化趋势,即先下降后上升.通过比较,还发现沙蚕体内SOD的活性变化更能灵敏地反映出污染物对沙蚕的毒性作用.     

纳米铁对蚯蚓蛋白质含量和抗氧化酶系的影响

采用人工土壤法,研究了不同暴露浓度下纳米铁对赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)体内蛋白质含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)等抗氧化酶活性的影响。结果表明:当纳米铁浓度在10~500 mg/kg时,纳米铁对蚯蚓体内蛋白质含量未产生显著性影响(P0.05)。2 000 mg/kg组比对照组蛋白质含量有明显增加,最高时比对照组增加了74%。蚯蚓体内CAT、SOD和GSH-PX对纳米铁浓度响应不同,在10~100 mg/kg时CAT、SOD和GSH-PX均无响应,当纳米铁浓度在500~2 000 mg/kg时这3种酶的活性变化趋势基本一致,都呈现先增加后降低的趋势。     

Cd、Cu单一污染对小麦体内活性氧消除系统影响

采用溶液培养法,研究不同浓度Cd、Cu单一污染对小麦SOD、POD、CAT活性及MDA含量的影响。结果表明:(1)SOD和CAT活性对Cd胁迫反应较敏感,而POD活性变化不大,叶片中有效的活性氧自由基清除系统的平衡被打破,MDA含量增加;(2)Cu胁迫下,小麦叶片中MDA含量的变化趋势与根部的相反,在Cu处理浓度为25、50mg/L时,叶片中有效的活性氧自由基清除系统的平衡未被打破,MDA含量保持在较低的水平;而根部恰好相反,该系统出现了失衡现象,MDA含量偏高。     

城市生活垃圾热水解产物对土壤酶活性及菠菜生长的影响研究

通过两种预处理工艺生产营养土(城市生活垃圾经过热水解+高温好氧堆肥的营养土A和城市生活垃圾经过热水解的营养土B),采用盆栽对比试验法,研究利用营养土种植菠菜过程中土壤酶活性和菠菜生物量的变化及其对土壤理化性质和作物生长的影响。结果表明:营养土A和营养土B均能有效提高菠菜种植过程中土壤的脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性,并且其随着营养土施用量的增加而增加趋势;在菠菜生长的同一阶段,施用营养土A的土壤酶活性高于营养土B的处理组和对照组,其中脲酶最高值为9.10 mg/g,出现在土壤与营养土的质量配比为5:1的处理组(30 d)。两种营养土的施加均对中性磷酸酶活性有一定的抑制作用。施用营养土A和营养土B均可以显著提高菠菜的生物量,特别是施用营养土A时,土壤与营养土的质量配比为5:1实验组的菠菜鲜重为64.19 g,与未施用营养土的对照组相比,增加132.32%。施用营养土A和营养土B能够影响土壤酶活性,增加菠菜生物量,营养土A的增产效果更为明显。     

不同草本植物间作对Cd污染土壤的修复效果

为了研究不同草本植物间作对空心菜Cd吸收效果及污染土壤中Cd移除率的影响,采用盆栽试验,以空心菜茎叶Cd消减率与土壤中Cd移除率为主要指标,研究了空心菜在Cd污染土壤中单作及与10种草本植物（高丹草,苏丹草,狼尾草,黑麦草,苦卖菜,菊苣,籽粒苋,三叶草,紫花苜蓿,紫云英）间作的Cd积累效应与对Cd污染土壤的修复效果.结果表明：不同间作处理对空心菜茎叶与根中Cd含量有显著影响,其中,空心菜与高丹草、苏丹草、狼尾草间作后,空心菜茎叶Cd含量显著降低,空心菜茎叶Cd的消减率分别达到34.0%、35.8%、34.3%;菊苣、籽粒苋、三叶草、紫花苜蓿及紫云英与空心菜间作对空心菜茎叶Cd吸收有不同程度促进作用.间作的不同草本植物对土壤中Cd的吸收间有显著差异,地上部Cd含量范围1.81~12.87mg/kg,最大相差7.1倍;不同间作植物茎叶中Cd含量大小为：苦荬菜 > 菊苣 > 苏丹草≈黑麦草 > 高丹草≈狼尾草 > 紫花苜蓿≈籽粒苋 > 三叶草≈紫云英.不同草本植物与空心菜间作对土壤Cd移除率为0.35%~1.49%,其中,高丹草、苏丹草、狼尾草对土壤Cd的移除率分别达到1.46%、1.49%和1.48%;高丹草、苏丹草、狼尾草间作不仅可以有效降低空心菜Cd含量,同时对污染土壤中Cd具有较高的移除率,在Cd污染农田土壤的间作修复中具有较好的应用价值.     

Application of closed-vessel microwave digestion method for the determination of multi-elements in environmental samples by sequential ICP-AES

A closed-vessel microwave digestion method is described for the rapid dissolution of environmental samples such as foods, soils and sediments. Depending on the sample type, 0.1-0.2 g sample was decomposed with HNO3/H2O2 or HNO3 / H2O2/HF acid mixture in a PTFE digestion vessel by using microwave heating for 2-3 min at 500W of microwave power. The solution, or to which 0.5 g of boric acid was added, was diluted to 25-50 ml and directly determined by sequential ICP-AES. The accuracy of the procedure was validated by the analysis of six standard reference materials for 10 elements. Ail results were in a good agreements with the certified values.     

接种功能内生细菌对蔬菜亚细胞菲积累的削减作用

蔬菜多环芳烃（PAHs）污染威胁人群健康.通过水培试验,研究了接种具有菲降解功能的植物内生细菌Diaphorobacter sp. Phe15对空心菜及其亚细胞组分中菲积累的影响,揭示了空心菜体内多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）的响应及其与PAHs积累的相关关系.Phe15可定殖在空心菜体内,不同部位菌株Phe15细胞数量表现为根表>根内>茎叶.接种菌株Phe15有效地降低空心菜及其亚细胞组分中菲含量,根部最高降低93.69%,叶部最高降50.26%,亚细胞水平上细胞液中降低最多.接种菌株Phe15提高了空心菜不同部位及其亚细胞组分中POD和PPO活性,且酶活性与菲含量之间呈负相关关系,表明这两种酶活性的提高可降低空心菜体内菲积累.研究结果从亚细胞层面揭示了功能内生细菌削减植物体内PAHs积累的作用规律及机制,为利用功能内生细菌削减作物PAHs污染风险、保障污染区农产品安全等提供了理论依据.     

叶菜对Cd的富集特征及敏感性分布

为了解不同土壤中不同品种叶菜对Cd的吸收富集特征及敏感性分布规律,通过盆栽试验研究了10种叶菜(油菜、空心菜、茼蒿、苋菜、菠菜、油麦菜、芹菜、生菜、韭菜、小白菜)在江西红壤和天津潮土中,对不同处理Cd浓度[空白,0 mg/kg,CK;低浓度,0.3 mg/kg,C1;高浓度,0.6 mg/kg,C2]下对Cd的富集,并对Cd的富集系数进行了敏感性排序.结果表明:高浓度Cd会抑制叶菜生长,株高和鲜质量显著变化;低浓度Cd处理对叶菜的生长具有“刺激作用”,大部分叶菜株高显著上升. w(Cd)为0.3 mg/kg时,在天津潮土中,油菜对Cd的富集系数最高为0.336,茼蒿的富集系数最低为0.014,芹菜的富集系数最低为0.022,得出油菜对不同浓度的Cd最敏感,芹菜和茼蒿较不敏感.在江西红壤中,苋菜对Cd的富集系数最高为1.165,芹菜的富集系数最低为0.103,得出苋菜和油菜对不同浓度的Cd较敏感,芹菜较不敏感.因此,可在天津潮土中种植茼蒿和芹菜,在江西红壤中种植芹菜,将茼蒿和芹菜作为不易吸收较高浓度Cd的叶菜品种.      

ICP-AES法测定煤矸石中的Ni、Fe、Mn、Cr

取1.000g矸石样品于聚四氟乙烯坩埚中,加入5mLH2O2放置过夜,加6mL浓HCl,4mL浓HNO3,在微波炉中消解至近干,再加2mLHF,继续消解至粘稠状,用温热稀HCl溶解残渣,转入50mL容量瓶中,加1%HNO3定容,用ICP-AES法测定煤矸中Ni、Fe、Mn、Cr。在选定的测定条件下,检出限分别为0.013mg/L、0.0044mg/L、0.0014mg/L和0.0069mg/L;精密度的相对标准偏差分别为2.9%、3.4%、3.1%、2.1%;准确度实验铬的回收率在97.5%～106.0%之间。     

Ecological effects of crude oil residues on the functional diversity of soil microorganisms in three weed rhizospheres

Ecological effects of crude oil residues on weed rhizospheres are still vague. The quantitative and diversity changes and metabolic responses of soil-bacterial communities in common dandelion （Taraxacum officinale）, jerusalem artichoke （Silphiurn perfoliatum L.） and evening primrose （A colypha australis L.） rhizospheric soils were thus examined using the method of carbon source utilization. The results indicated that there were various toxic effects of crude oil residues on the growth and reproduction of soil bacteria, but the weed rhizospheres could mitigate the toxic effects. Total heterotrophic counting colony-forming units （CFUs） in the rhizospheric soils were significantly higher than those in the non-rhizospheric soils. The culturable soil-bacterial CFUs in the jerusalem artichoke （S. perfoliatum） rhizosphere polluted with 0.50 kg/pot of crude oil residues were almost twice as much as those with 0.25 kg/pot and without the addition of crude oil residues. The addition of crude oil residues increased the difference in substrate evenness, substrate richness, and substrate diversity between non-rhizospheric and rhizospheric soils of T. officinale and A. australis, but there was no significant （p〉0.05） difference in the Shannon＇s diversity index between non-rhizospheric and rhizospheric soils of S. perfoliatum. The rhizospheric response of weed species to crude oil residues suggested that S. perfoliatum may be a potential weed species for the effective plant-microorganism bioremediation of contaminated soils by crude oil residues.     

大气中的硝酸及其相关因素

采集了173个大气样品,测定其HNO_3含量,同时测定了O_3、NO_2、NH_3、t、RH,并对数据进行了多元逐步回归处理。结果表明,O_3与HNO_3相关最好。与HNO_3呈正相关的是O_3、NO_2、t;呈负相关的是NH_3、RH。通过HNO_3、NH_3的浓度,计算了平衡常数,证明在低湿度下大气中存在固态NH_4NO_3与气态HNO_3、NH3的平衡。     

氮肥水平对不同土壤CH4排放的影响

鉴于氮肥施用对农田CH₄排放的影响还有很大不确定性,室外盆栽试验于2002年在南京农业大学实施.选取3个供试土壤,各土壤设置对照和低、中、高3个不同氮肥水平,施入尿素量分别为0 g/盆钵(对照) ,0.64g/盆钵,(低氮水平) ,1.28g/盆钵(中氮水平) ,1.93g/盆钵(高氮水平) .结果表明在水稻生长季,不同氮肥(尿素)施用量对稻田土壤CH₄排放影响表现为不同土壤之间,及不同氮肥水平之间CH₄排放均存在显著差异.无氮肥施入的情况下,3种土壤的CH₄季节性累积排放量存在显著差异,分别为6.7g/m²,12.6g/m² 和8.3g/m².施加氮肥后,3种土壤的CH4排放量随氮肥施入量的增加,均表现为降低趋势,不同土壤CH₄排放量存在差异,土壤背景氮含量最高的F(江苏溧水)土壤的CH4排放都比相应氮肥水平下的G(江苏涟水)和H(江苏农科院)土壤的CH₄排放低1倍左右.更进一步发现从低氮到中氮水平,3种土壤CH₄排放量随氮肥用量的增加降低幅度最大,而此时各土壤的NH₄-N含量随氮肥用量增加明显提高,推断造成CH₄排放降低的主要可能原因是各土壤的氨态氮含量的增加所致.从中氮到高氮水平3种土壤的CH₄排放量的变化不尽相同,G和H土壤的CH₄排放量随氮肥用量的增加而降低,而F土壤在中氮和高氮水平下的CH4排放量没有明显变化,值分别为30g/m².     

镉抗性菌株的筛选及对番茄吸收镉的影响

通过在培养基中加入一定浓度的镉(CdSO₄8H₂O, Cd 200mg/L),从土壤中分离到3株具有很强的镉抗性细菌,经初步鉴定,它们分别属于假单胞菌属和芽胞杆菌属(编号分别为NJ3、NJ9、RJ16).将分离到的3株菌分别接种到添加镉(200mg/kg)的土壤并进行番茄盆栽试验,结果表明,供试抗性菌株均能显著促进植株生长,活化植株根际镉,接RJ16菌株处理的番茄地上部植株干重、根际有效镉含量及植株吸收的镉含量分别比不接菌对照增加64.2%,46.3%,107.8%,而接NJ3和NJ9菌株处理的番茄植株吸收的镉与对照植株吸收的镉没有显著差异.