土壤和植物中总砷、无机砷及有机砷的测定方法

各种价态与形态的砷的毒性差异较大,毒性顺序为砷化氢>三价砷>五价砷>有机砷。虽然有机砷的毒性最小,然而在农药施用区似乎土壤中残存有机制约占总砷量的1/2或1/3。为了确切评价砷对环境的污染,对环境样品中有机砷、无机砷和总砷分别测定是非常必要的。本文介绍的方法是利用差减法即总砷减去无机砷获得有机砷,方法简便易行,回收率为82—92％,最低检出限0.1vg砷。曾利用所拟定的方法在长期施用有机砷的果树地区采集了近60个样品进行实测,取得了良好的社会效益和经济效益,对正确评价有机砷农药的环境污染提供了一定依据。     

土壤中耐砷细菌的筛选和砷还原基因多样性分析

采用琼脂平板培养法从湖南富砷土壤中筛选出43株耐砷细菌。16SrRNA序列分析结果表明所筛选菌分属于四个门：Actinobacteria、Proteobacteria、Firmicutes、Bacteroidetes,其中71．1％为革兰氏阳性菌。通过PCR和克隆测序等方法检测耐砷菌的砷还原相关基因（arrA、arsC、arsB／ACR3）及其基因多样性。检测结果显示：43株菌中,6．9％含异化砷还原基因arrA,30．2％含细胞质砷还原基因arsC,27．9％含As（Ⅲ）运载蛋白基因arsB／ACR3,这些基因在细菌中的出现频率较低。通过Mega软件构建系统发育树发现arrA基因的多样性可能受一定的地域差异影响,arsC基因在一些菌株中存在着基因水平转移现象,同时表明a变形菌可能更倾向于拥有Acr3型As（Ⅲ）载体蛋白,而arsB则多出现在芽孢杆菌中。     

水稻砷耐性差异及砷高耐性材料的筛选

为探讨不同水稻材料对砷吸收、积累的差异性,聚类筛选获取砷高耐性材料,以85份水稻亲本材料为研究对象,通过水培实验,分析砷处理下不同水稻植株生长性状和砷积累特征,比较不同水稻材料的砷耐性和砷积累量差异,并以3种耐性指数为指标,综合筛选砷高耐性材料.结果表明:(1)与对照相比,砷处理下水稻的生物量、总根长和株高受到不同程度的抑制.水稻地上部砷含量和积累量在2 mg/L砷处理下最大值分别是最小值的7.41倍和18.21倍,而在8 mg/L砷处理下最大值分别是最小值的10.01倍和49.90倍,说明材料间耐性差异显著,有利于砷高耐性水稻材料的筛选.(2)综合3种耐性指数进行聚类分析,得到华航35号、五山丰占、蒲江抗源-5-2、CHETUMALA-86、雅康2A和雅康3A等6种砷高耐性材料以及雅恢2119、Wxj-74、Wxj-380、MR183-2和IR28153等5种砷低耐性材料.在2 mg/L砷处理下,砷低耐性材料平均砷含量、积累量和生物量分别为高耐性材料的3.11、1.71和0.49倍,8 mg/L砷处理下,砷低耐性材料分别为高耐性材料的1.85、1.34和0.77倍,说明高耐性材料较低耐性材料能更好适应砷胁迫.(3)高砷浓度处理下的水稻地上部平均砷含量和积累量显著高于低砷浓度处理;两类耐性水稻材料在砷处理下地上部平均砷含量、积累量和生物量差异显著,表现为高耐性材料平均砷含量、积累量显著低于低耐性材料,而生物量显著高于低耐性材料.综上所述,通过不同砷浓度处理,根据耐性指数差异进行聚类,得到6种砷高耐性材料,可作为砷抗性育种的亲本材料,可为中轻度砷污染农田水稻生产提供砷耐性种质资源.     

含砷废水的硫化铁处理

本文对硫化铁除坤进行了研究,在比较宽广的pH值(2—9)范围内,硫化铁对砷(Ⅴ)、砷(Ⅲ)的去除率>99％,出水砷含量低于废水排放标准(≤0.5mg/l)。在适宜的pH值范围内,低浓度砷废水经硫化铁处理后出水砷含量还低于饮用水卫生标准(≤0.05mg/l)。这是由于硫化铁除砷有沉淀转化、凝聚和中和三种作用的结果。     

汞、砷复合污染对水稻生长及吸收汞、砷的影响

在温室条件下,采用水培方法研究汞、砷复合污染对水稻的生长及对汞、砷吸收的影响.实验结果表明:1)汞、砷复合污染可以显著地降低水稻生物量,汞、砷具有显著的交互作用.2)营养液中汞浓度大于0.5mg·L-1时,可显著降低水稻光合速率、二氧化碳气孔导度、蒸腾速率(p<0.001),而砷的影响不显著.3)随营养液中汞浓度的增加,水稻根部和地上部汞含量显著增加,砷对水稻吸收汞的影响不显著,二者无交互作用.随营养液中砷浓度的增加,砷在水稻根部和地上部的累积显著提高,营养液中的汞显著抑制了水稻根部对砷的吸收,二者表现为拮抗作用;而汞对砷在水稻地上部累积的影响则较复杂,随着汞浓度由0.5mg·L-1增加到1.5mg·L-1,水稻地上部砷含量表现出先降低再升高的趋势.     

砷化合物的摄入调控机制

流行病学结果显示慢性砷暴露可导致人群罹患皮肤癌、膀胱癌、肺癌等恶性疾病,但其致毒/癌机制尚不明确.目前关于砷暴露致毒/癌机理的讨论主要集中在砷的胞内作用途径,而较少关注砷摄入调控过程对其暴露致毒/癌的贡献.在生理条件下,部分砷化合物由于结构与磷酸根、葡萄糖、甘油等天然底物相近,可借由相应的载体被细胞摄入,摄入途径和效率存在显著的砷形态依赖性.此外,砷化合物的生物毒性效应与其赋存形态直接相关.可见,砷的摄入调控对于砷的暴露致毒/癌具有重要作用.本文主要综述了在哺乳动物体系中不同砷形态的摄入载体、载体调控及对应的砷摄入分布、效率和暴露毒性,在此基础上,强调了以往在砷致毒/癌机制研究中被忽视的砷摄入调控途径.然而,砷摄入调控过程中的诸多重要环节如砷胁迫下的摄入启动和调控机制等都是空白,需进一步系统深入地研究,为深入理解砷的致毒机制提供了新的视角和研究思路.     

重点源大气砷铅污染排放模型及特征

在我国的非常规性污染物质中,大气重金属砷、铅已越来越多地被关注和重视。文章综述了国内外人为源对大气中重金属排放的贡献,结果显示中国是全球人为活动向大气排放重金属最多的国家之一,燃煤和有色金属冶炼行业在相当长的时间内都将是最主要且最为重要的人为排放源。通过系统调研燃煤及有色金属冶炼业资源及产业布局状况,构建目前我国大气重金属相关清单模型,进行了我国重点源大气砷、铅排放清单分析,结果表明：（1）2000-2008年我国燃煤大气砷、铅排放量共为93733t,年均增长率为7．93％,2004-2008年有色金属冶炼业大气砷、铅排放量共为18836t,年均增长率为15．2％;（2）2000-2008年各经济部门中电力部门燃煤大气砷、铅放量始终最高,占燃煤大气排放总量的44．6％-57．1％,且呈逐年升高的趋势;（3）2000-2008年各省区中山西、河北、河南和湖南省是大气砷、铅的排放大户。其中,燃煤大气砷、铅排放量主要集中在人口密集、工业集中、经济发展速度较快的北部和中东部省区,包括山西、山东、河北、河南和江苏五省,占全国燃煤排放总量的39．1％,有色金属冶炼大气砷、铅排放量主要集中在我国有色金属工业较为发达的河南及湖南省,占全国有色金属冶炼业排放总量的47．3％。可以看出,我国需要高度重视大气重金属砷、铅的污染防治,加强排放控制基础能力建设,加快建立适合中国的大气砷、铅污染防治技术政策体系。     

链霉菌的抗砷特性及其对蜈蚣草富集砷的作用

本文研究了链霉菌Streptomyces sp.的耐砷特性及其对蜈蚣草富集砷的影响。结果表明,Streptomyces sp.可在100mmo·lL-1的砷酸盐溶液中生长,具有较强的抗砷毒害能力,且在48h内对As(Ⅴ)的还原率达96.5%。施用Streptomyces sp.能促进植物对砷的吸收,蜈蚣草地上部砷浓度为930mg·kg-1,地上部砷累积量达到对照组的2.09倍。加入Streptomyces sp.后,能促进根际土壤中As(Ⅴ)还原成As(Ⅲ),大幅度降低根际土壤残渣态砷含量,从48.15mg·kg-1下降至28.75mg·kg-1。Streptomyces sp.通过影响蜈蚣草根际环境,提高根际土壤pH,增加DOC含量,促使砷形态变化,从而增加砷生物可利用性。该菌可作为强化蜈蚣草修复砷污染土壤的材料。     

砷胁迫下蜈蚣草光合作用的变化

利用荧光成像技术研究了营养液培养条件下砷胁迫对蜈蚣草光合作用的影响。在0、5、10、20和40mg·L-1质量浓度的砷处理中,蜈蚣草地上部、地下部生物量无显著差异(P=0.01),变化范围分别为1.24～1.33,0.24～0.30g;地上、地下部砷质量分数变化范围分别为191～1129和160～548mg·kg-1,其质量分数的比值范围为1.20～2.35。砷胁迫下,全叶片蜈蚣草Fv/Fm变化范围为0.498～0.566,与对照(0.786)相比较下降超过30%;快速光曲线中最大潜在相对电子传递速率(Pm)、半饱和光强(Ik)随砷处理浓度的增加而下降,其变化范围分别为24.52～47.67和140.50～217.45μmol·m-2·s-1,下降比例分别为28%~49%和24%~35%;快速光曲线的初始斜率(α)随砷处理浓度的增加下降不明显,变化范围为0.17～0.22。以上结果显示尽管蜈蚣草对砷超量吸收并且有效向地上部分转移,但Fv/Fm显著下降反映蜈蚣草光合作用受到明显的砷胁迫。Pm、Ik的下降反映出蜈蚣草光耐受能力和电子传递能力在砷胁迫下逐渐减弱;α下降不明显反映蜈蚣草捕光能力在砷胁迫过程中始终维持较高水平,砷胁迫并未对蜈蚣草捕光系统造成显著伤害。     

饮水型砷中毒病区人群砷暴露量及尿砷的季节变化

地下水高砷暴露的健康危害是环境与健康领域面临的巨大挑战。水砷含量及暴露人群饮水量参数的季节性变化可能影响饮水砷暴露评估的准确性。本研究选择内蒙古饮水砷中毒病区为研究区,测定丰水期(2013年5月)和枯水期(2013年12月)居民饮用水和尿液各形态砷(三价无机砷iAs~(3+)、五价无机砷iAs~(5+)、一甲基砷MMA~(5+)和二甲基砷DMA~(5+)+)含量,研究砷暴露量和尿砷的季节变化。结果表明,丰水期水砷含量(134.4±25.8)μg·L~(-1)显著低于枯水期的(163.2±38.1)μg·L~(-1),且丰水期水中iAs~(3+)的含量(58.9±51.2)μg·L~(-1)也显著低于枯水期的(100.1±49.0)μg·L~(-1)。研究人群丰水期通过饮水的摄砷量为313.1μg·d~(-1),低于枯水期的378.6μg·d~(-1)。此外,丰水期居民尿液总砷含量(218.6μg·L~(-1))显著低于枯水期(283.1μg·L~(-1))。丰水期女性居民尿液iAs、MMA~(5+)和总砷含量随当季饮水iAs~(5+)含量的升高而显著降低,枯水期女性尿液MMA5+含量随当季饮水iAs~(3+)及iAs含量的升高而显著升高。可见,病区居民饮水砷暴露量与尿砷含量具有明显的季节差异性,饮水砷与尿砷的关系受饮水砷形态、季节变化及性别等因素影响。     

呼和浩特盆地西部大面积富砷地下水水质检测分析

经对呼和浩特盆地西部深层水１０００ｋｍ￣２、浅层水６００ｋｍ￣２范围内进行水质检测分析，发现其深、浅两层地下水均富砷，浅水有１８．８％、深水有４０．９％的水样砷含量超过国家饮用水卫生标准。测得水体总砷中以三价砷为主。溶解氧含量低，铁、锰离子为痕量，硫酸盐、亚硝酸盐氮含量也均低，同时有低硒、高氟现象，提示该地区为富含有机质的强还原环境，有利于砷的迁移富集，对饮水型砷中毒起着促进作用。     

离子色谱测定三价砷和五价砷的研究

本文对抑制电导离子色谱法测定三价砷和五价砷进行考察,对测定的条件如标样的配制、淋洗液的选择、三价砷的氧化进行了讨论.并推荐了一种三价砷和五价砷的快速、分辨率好的方法,该方法可望对废水中的砷进行测定.     

砷浓度、形态及碳酸氢盐对蜈蚣草吸收砷的影响

为了探讨超富集植物蜈蚣草在处理高砷地下水方面的可行性,研究了水培条件下砷的浓度、形态和碳酸氢盐(HCO-3)对超富集植物蜈蚣草吸收砷的影响。实验中使用了浓度为0.1～100mg·L-1的As(III)和As(V)溶液。HCO-3处理中,HCO-3浓度范围为0.5～20mmol·L-1,As(III)或As(V)的浓度为5mg·L-1。结果表明,在水培条件下,蜈蚣草具有明显的耐高砷特征。当介质砷含量高达100mg·L-1时,砷的去除率可达到80%,且对As(III)的吸收效率高于As(V)。植物体内砷形态研究表明,蜈蚣草体内2种形态砷的含量与外源砷形态有一定的关系,As(V)处理条件下,植物体中的As(V)比例较As(III)处理高。高浓度的HCO-3(20mmol·L-1)处理对蜈蚣草地上部分生物量没有明显影响,但是抑制了地下部分的生长,并且对砷的吸收表现出明显的抑制作用。     

利用氧化亚铁硫杆菌抗砷工程菌Tf—59（pSDX3）处理含砷金精矿

利用构建的氧化亚铁硫杆菌抗砷工程菌对含砷金精矿进行了有关试验，结果表明：含有抗砷质粒的氧化亚铁硫杆菌Ｔｆ－５９（ｐＳＤＸ３）的生长和产酸能力不低于对照菌Ｔｆ－５９加入硫酸亚铁和提高接种量可明显缩短生长延迟期，并加快脱砷速度；可将矿浆浓度从２０％提高到３０％，抗胂试验显示，当ｃ（ＮａＡｓＯ２）达到８０ｍｍｏｌ／Ｌ时，Ｔｆ－５９的生长受到严重预制，而对Ｔｆ－５９（ｐＳＤＸ３）的生长影响较少，说明Ｔｆ＝     

广西典型高砷背景地区石漠化土壤中砷形态及相关因子研究

广西的喀斯特地貌分布广泛,部分石漠化地区的土壤砷污染问题比较突出。为深入了解广西重金属高背景地区石漠化土壤中砷的变化特征及其影响因素,采集广西环江县地质背景相似的不同石漠化程度(无石漠化、轻度石漠化、中度石漠化、重度石漠化)的表层土样,分析土壤样品中砷含量及形态,并采用多元线性回归模型分析石漠化土壤中砷形态的主要影响因子。结果表明,随着石漠化程度的加剧,表层土壤中砷含量呈现出逐渐增加的趋势,但是在重度石漠化土壤中砷含量有所下降。石漠化土壤样品中砷含量较高的区域分布在轻度和中度石漠化的中坡和下坡。石漠化土壤中砷形态主要以残渣态为主,其次是可氧化态和可还原态,最低的是水溶态;砷的水溶态、可氧化态、可还原态在土壤中的含量随着石漠化程度的加剧呈现出逐渐减少的趋势。多元回归分析表明阳离子交换量是影响水溶态砷和可氧化态砷的主要因子,p H值是影响弱酸提取态砷和可还原态砷的主要因子,呈极显著正相关(P0.01),总砷含量与残渣态砷呈显著正相关(P0.05)。     

叶面喷施铈硅复合溶胶抑制生菜砷积累效应研究

采用水热合成法,利用正硅酸乙酯和硝酸铈分别制备了二氧化硅和二氧化铈溶胶。通过土培盆栽试验,在广东省汕头市莲花山钨矿区砷污染土壤上种植意大利生菜,研究了叶面喷施不同浓度二氧化硅、二氧化铈以及不同掺杂比的铈硅复合溶胶对生菜地上部生物量、叶绿素含量、砷含量以及生菜地上部砷积累量的影响。结果表明：叶面喷施不同浓度铈、硅溶胶及不同掺杂比的铈硅复合溶胶均可以缓解生菜砷毒害,表现为生菜的地上部鲜重升高了9%～58.8%,砷含量降低了23%～48%。叶面喷施低浓度的二氧化铈掺杂5mmol·L-1二氧化硅复合溶胶可以增加生菜叶片叶绿素含量,进一步提高二氧化硅缓解生菜砷毒害效果。其中以叶面喷施5mmol·L-12%铈掺杂二氧化硅复合溶胶生菜地上部鲜重最高为对照的1.6倍;砷含量最低为对照的51.4%。叶面喷施铈、硅复合溶胶不仅可以降低生菜可食用部位砷浓度,而且可以减少生菜地上部吸收积累砷总量,从而降低了砷通过食物链对人体健康的危害。与传统土壤施用硅肥相比,叶面施用硅溶胶具有经济高效的优点,为土壤砷污染控制提供了一种新的选择。     

砷甜菜碱的合成途径和代谢过程

砷污染问题引起全球高度关注,在中国、南亚和东南亚等地尤为严重。砷通过食物链传递对生态系统以及人类健康造成潜在危害。研究发现海洋鱼类具有独特的高砷甜菜碱(arsenobetaine, AsB)富集能力,人类通过摄食海洋鱼类会摄取大量的AsB,可能造成潜在的健康危害。然而,AsB在不同生物体内的生物转化(合成和降解)过程尚不清楚。本文对已知和推测的AsB合成和降解过程进行综述,探究海洋生物体内高AsB富集原因和可能的合成途径,哺乳动物体内的AsB代谢过程,以及环境中微生物在AsB降解过程中发挥的作用,加深我们对AsB沿食物链传递和代谢过程的认识,为防治砷污染,降低砷污染对生态与人体健康的风险提供理论依据,促进砷生态毒理学的发展。     

接种丛枝菌根真菌(Glomus mosseae)对旱稻吸收砷及土壤砷形态变化的影响

采用接种和不接种菌根真菌(Glomus mosseae)两种模式,研究了菌根真菌对旱稻中砷积累的影响。结果表明接种菌根真菌能够明显提高旱稻地上部磷的含量(对照0.84g·kg-1,接种2.23g·kg-1)和地下部(对照0.76g·kg-1,接种1.04g·kg-1)对磷的吸收;降低地上部(对照2.40mg·kg-1,接种0.69mg·kg-1)和地下部(对照8.90mg·kg-1,接种4.87mg·kg-1)中砷的积累;提高磷从地下部向地上部的转运能力,从而有效抑制了砷从地下部到地上部的传输。进一步研究发现,菌根真菌还可以降低土壤溶液中AsIII和总砷含量,即菌根真菌能够降低水稻可获得的砷含量,从而减少砷对人体健康的威胁。     

大同盆地高砷地下水中可培养耐砷微生物的群落结构

大同盆地是典型的高砷地下水分布区。利用从地方性砷中毒严重病区山阴县采集的高砷地下水样品,用稀释培养法实验研究了外加砷源对地下水中微生物数量的影响;同时基于生物学可培养法和16SrDNA序列比对法,选取代表性高砷水样,研究了耐砷菌的种群特征。结果表明,外加砷源对地下水中微生物数量影响显著,高浓度砷会抑制大部分微生物生长,使微生物数量减少;低浓度砷对微生物生长具有一定促进作用。通过多次分离、纯化从3个不同砷含量地下水样中分离到多株砷抗性菌,经鉴定属于主要为Bacillus、Pseudomonas、Paenibacillus、Aeromonas、Enterobacter5个属。从RDP(RibosomalDatabaseProject)分析显示3个水样可培养微生物组成不同,都有生存能力强能够耐低浓度NaAsO2的Bacillales,优势耐砷菌是γ-proteobacteria,其中Enterbacter具有耐高浓度NaAsO2的能力。     

新疆阿克苏地区平原区高砷地下水分布特征及富集因素分析

地下水砷污染是全球化环境问题.本文基于阿克苏地区平原区2017年75个地下水砷实测含量进行分析.结果表明,研究区地下水砷含量变化范围为ND-98.70 μg?L-1,平均值为9.42μg?L-1,超标率达26.7％.水平方向上,高砷地下水主要集中在研究区的中部偏南一带;垂直方向上,山麓斜坡冲洪积砾质平原潜水区地下水砷含...