中国镉超富集植物的物种、生境特征和筛选建议

植物修复作为一项绿色且有效的原位修复重金属污染土壤技术,在近20年引起了中国学者的关注并取得了一系列成果.通过检索镉超富集植物相关关键词,对过去20 a(2002～2021年)科技文献中报道的中国镉超富集植物的物种特征、野外发现地在中国各植被地带的分布、原生境特征、地质特征和镉的地球化学进行归纳总结,为镉超富集植物的筛选提供建议.结果表明,目前报道的镉超富集植物有45种.在植物物种上,隶属22科,36属,其中菊科(Compositae)植物最多,为14种.由野外调查发现的镉超富集植物有25种,主要发现于亚热带常绿阔叶林区域,其主要生长于铅锌矿周围的高浓度镉土壤上.归纳总结发现,丰富的植物物种资源、高浓度重金属土壤和长时间的驯化共同促进了超富集植物的形成.因此,具备这3点的区域可以视为超富集植物存在的高概率区域,并且超富集植物的野外筛选可以围绕此展开.最后,提出可以通过高概率区域识别和调查、富集能力验证、富集能力逆境习得筛查、生态型筛查、继代遗传检验和修复能力验证这6步,来进行超富集植物的筛选和植物超富集能力的鉴定.     

中国环境镉接触人群低骨密度及肾功能不全的研究

25年前,Ambio曾载文提出应警惕环境镉污染引起的健康效应.1998年在中国进行了这方面的研究,评价了因食用大米而接触镉人群的前臂骨密度(BMD)和肾功能,发现尿镉(CdU)或血镉(CdB)高的绝经后妇女及血镉(CdB)高的男性,BMD均有所下降.在CdB或CdU与肾功能不全(视黄醇结合蛋白排泄增加)之间也发现了明显的、有统计学意义的剂量-效应关系及剂量-反应关系.第一次报道了日本以外的亚洲地区镉接触人群中存在骨不良效应.本文的意义在于阐明了亚洲的环境镉接触人群中仍存在着与肾和骨(镉的比较严重的有害效应)的联合效应,也讨论了一些欧洲镉接触人群的骨效应.     

北京东南郊镉的污染特征、区域平衡、环境容量和防治途径的探讨

镉对环境的污染国外已有大量报道,国内也做了许多工作.但关于镉的区域平衡和环境容量的分析,却报道很少.本文主要结合北京东南郊镉污染的调查研究,就镉在本区的污染特征、区域平衡、环境容量做一初步分析,并对其防治途径提出初步看法.     

凤眼莲中锌对镉的拮抗作用

镉污染植物后,叶片的叶绿素含量降低,酶活性减弱,过氧化物同功酶带数目减少,光合、呼吸强度减弱,生物量降低,品质变差.环境中,单独一种元素的污染并不常见,复合污染更为普遍.镉、锌相互作用,国内外有过不少报道,但主要集中在吸收方面.我们试图通过研究加锌前后镉处理对凤眼莲叶绿素含量、乳酸脱氢酶活性、细胞膜透性以及对凤眼莲镉、锌含量和镉复合物含量影响的变化,从而从不同角度探讨镉、锌之间的相互作用机理.     

镉对豚鼠心房和家兔窦房结动作电位及收缩力的影响

镉可致大白鼠贫血,并可诱发肺癌。镉对心血管系统的影响可使血压升高。然而,镉对心脏本身的影响目前报道很少。Nilius等人报告在心室肌细胞中存在着一种允许Ca~(2+)通过的Ca~(2+)通道。有人报道Ca~(2+)通道可被外界镉所阻断。为了进一步证实镉对心肌的影响,本研究从细胞水平探讨镉对Ca~(2+)的影响,为人们认识及防治镉对心脏的毒性提供一些依据。     

金属硫蛋白的测定

1957年,Margoshes等首先在马的肾皮质中发现了一种镉含量很高的低分子蛋白质。后来,Kagi和Vallee进一步提纯了这种蛋白质,并发现其中硫的含量特别高,加之含有金属,故称为金属硫蛋白(Metallothioneins.MT)。镉中毒时,一旦出现肾小管损害,MT则从尿     

一株抗镉细菌的分离鉴定及其抗性基因定位的初步研究

报道了从长期重金属镉处理土壤中分离纯化 ,获得一株可在含镉 2 0 0mg L的培养基上正常生长的抗镉细菌菌株 ,编号为DKC1.经对该菌株进行形态观察、Biolog生理生化分析、G Cmol%测定及 16SrDNA序列同源性比较 ,该菌株鉴定为Ral stoniaeutropha .利用RDPⅡ数据库的PhylipInterface进行了系统发育地位分析 ,构建了进化树 ,并对KDC1菌株进行了抗重金属谱测定 ,结果表明该菌株对镉有较高的抗性 (35 0mg L)而对其它重金属耐性较低 ,通过质粒检测 ,该菌株含有一较大质粒 ,抗镉基因位于质粒上 .     

城市垃圾焚烧中镉迁移转化及去除效率研究

通过典型城市垃圾焚烧炉烟气中镉排放浓度、镉排放速率、氯化氢排放浓度等进行现场监测,对比分析了不同氯化氢含量下,重金属元素镉向烟气中的挥发情况.对相关烟气监测参数分析发现,烟气中高温产生的氯化氢气体能够促进燃料中的重金属镉向烟气中的释放.烟气的排放速率影响重金属镉的去除效率,而烟气处理设施的类型对重金属镉影响不大.与单一的布袋除尘设施相比,布袋除尘器后加设活性炭喷射装置能够起到较好控制重金属镉排放的目的.     

不同光强下镉胁迫对紫茉莉光合作用和抗氧化系统的影响

通过土培实验,比较分析了3种光强(全光照(HL)、50%全光照(ML)和10%全光照(LL))下镉胁迫(30 mg·kg-1)对紫茉莉植株生长、光合作用、光合色素、镉、镁、铁和钾含量、脂质过氧化、抗氧化酶活性、抗坏血酸和谷胱甘肽含量的影响.结果发现,镉胁迫显著降低紫茉莉叶片的净光合速率,对HL植株的抑制程度高于ML和LL植株;HL和LL植株最大光化学效率在镉胁迫下显著降低,而ML植株所受影响不明显;镉胁迫显著提高了紫茉莉叶片的暗呼吸速率,ML植株提高幅度最大.镉胁迫对紫茉莉植株生长的抑制作用显著,对HL植株的抑制最大.镉胁迫显著增加了紫茉莉叶片的镉含量,减小叶片叶绿素、类胡萝卜素、Mg、Fe和K的含量,对HL植株影响最大.镉胁迫下,HL植株超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性增强,过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶活性降低,谷胱甘肽和抗坏血酸含量减小,过氧化氢和丙二醛含量、超氧阴离子产生速率增高,电解质渗漏加重.上述结果表明,镉加重了叶片氧化胁迫程度和强化了对紫茉莉生长的抑制,特别在高光强条件下.     

镉对白鲢(Hypophthalmichys Motitrix)脑组织显微结构影响的初步研究

重金属对于人类的危害是很明显的,日本的“骨痛病”就是重金属镉中毒引起的。在我国,随着工业的发展,水环境中重金属污染日益严重,水体中镉不仅对人体有损害,还危及水生生物,镉对鱼类的毒性研究已有一些报道。为了进一步探讨镉的中毒机理,我们曾以白鲢为材料对白鲢镉中毒后外周血细胞、心肌纤维以及外周血红细胞微核率进行了研究,还对白鲢肾细胞超微结构变化进行了观察,发现镉中毒后血细胞数量改变,红细胞的碳酸酐酶活性降低,血细胞的核酸发生变化,肌纤维断裂,肾细胞超微结构发生核膜解体,核质外流,线粒体肿胀或解体,内     

镉超积累植物龙葵叶片中镉的积累与有机酸含量的关系

采用盆栽试验方法,研究镉超积累植物龙葵(Solanum nigrum L.)不同生育期叶片中有机酸的含量与组成,及其与镉生物积累的关系.结果表明,当土壤中镉浓度为25μg.g-1时,苗期和成熟期龙葵叶片镉积累量均达到100μg.g-1以上,且地上部镉含量大于根部镉含量.苗期与成熟期有机酸的含量变化差异显著,苗期龙葵叶片4种有机酸的含量大小为乙酸>酒石酸>苹果酸>柠檬酸;成熟期有机酸含量顺序为苹果酸>酒石酸、乙酸>柠檬酸.苗期龙葵叶片中酒石酸含量与镉含量呈极显著相关,成熟期则发现乙酸和柠檬酸含量与叶片中镉含量呈显著相关,说明龙葵叶片中酒石酸、柠檬酸和乙酸分别可以指示不同生育期龙葵叶片中镉的积累.     

生物膜对重金属镉的去除及抗性的初探

本文介绍了生物膜对重金属镉的吸附与去除作用,以及重金属镉对生物膜去除 COD 和呼吸活性的影响.试验结果表明,生物膜对重金属镉有较强的去除作用,12小时内,30ppm 以下的镉即可去除85%以上.镉浓度不同,对生物膜去除 COD 影响不同,影响程度与镉浓度呈正相关.镉对生物膜呼吸活性的影响也随镉浓度的不同而各异,低浓度镉有激活作用,高浓度镉有抑制作用。     

镉的海洋环境化学

引言 从1935年在日本的神通川地区发现痛痛病至今,由镉引起的环境污染问题迅速地引起了人们的重视,在海洋环境问题上被列为主要的研究对象之一。到目前为止、环境科学各个领域的科学工作者对镉进行的研究是如此广泛,除了海洋环境中的一系列问题外,还包括镉的土壤、大气、淡水以及一些矿物的地球化学分布;各种食物、蔬菜、水果、肉类的含镉量;人体的镉分布、摄取量以及镉对各种生物的毒性等等。     

绿色合成纳米氧化铁对污染土壤中镉的钝化研究

虽然绿色合成纳米材料已成功地用于去除废水中的重金属,但利用绿色合成纳米材料钝化土壤中重金属的报道很少.本文利用植物叶提取液制备纳米氧化铁(GION),并将其用于钝化土壤中重金属镉的研究,观察中、短培养周期下对镉钝化的稳定性.实验室条件下设置50%田间最大持水量培养,对照、1%、3%、9%GION 4个处理.分别于第60、120 d采样分析土壤中镉、pH、铁、酶等相关指标的变化.结果表明,GION对土壤中镉有较好的钝化效果,60 d与120 d之间有效态镉的含量无显著差异,说明GION对土壤中镉的钝化作用随时间增长相对稳定.120 d的数据显示,相比对照组,1%、3%、9%GION处理下有效态Cd(0.1 mol·L~(-1) CaCl_2)分别降低了19.1%、16.7%、66.7%,交换态Cd(Tessier法)分别降低了12.5%、18.8%、56.3%.GION能够显著提高土壤的pH和铁的含量.pH提高能够显著降低Cd的有效性.(NH_4)C_2O_4-Fe则分别增加了0.7、1.1、1.9倍,DCB-Fe分别增加了0.4、2.9、6.0倍.另外,随培养时间的延长,(NH_4)C_2O_4-Fe和DCB-Fe增加而HCl-Fe~(2+)含量降低.说明GION影响土壤中铁物种的活性,增强其生物化学过程而转化为更加稳定的形态,该过程将改变镉在土壤中的赋存形态.通过扫描电镜-能谱(SEM-EDS)发现,GION处理残渣态中Fe的含量远高于对照组,说明镉可能随铁进入残渣态.土壤中脲酶和转化酶活性升高而过氧化氢酶则没有显著的变化.该结果说明GION降低了土壤中镉的生物有效性,土壤得以恢复,从而提升了土壤酶活性.综上所述,GION具有环境友好的特点,且对镉具有稳定的钝化作用,可作为一种良好的中低污染重金属污染土壤的修复剂.     

镉在珠江口海岸带分布特征的初步研究

对珠江口海岸带进行了污染现状的调查,所得资料经分析, 整理后发现,镉在本海区的分布特征与已调查的其它重金属(铜,锌，铅汞)不同,今将镉在本海区海水,底质和生物中的分布情况报告如下.     

蓖麻对镉的耐性、积累及与镉亚细胞分布的关系

本研究以淄蓖麻3号为供试材料,通过营养液栽培实验,研究了不同Cd浓度(0、10、25、50、100、200、400μmol·L-1)对蓖麻生理特性、镉积累和亚细胞分布特征的影响,揭示镉细胞分布特征对镉耐性与积累的影响.结果表明,镉处理对蓖麻叶片丙二醛含量影响不显著,叶绿素含量则对镉具有较强的敏感性,可作为蓖麻镉耐性的评价指标.随着营养液镉含量的增加,蓖麻根、茎、叶镉含量均呈上升趋势,各器官镉含量呈现出根茎叶的分配特征,根系对镉具有较强的积累能力和滞留作用.镉在蓖麻根系和叶片各亚细胞组分的含量均为可溶组分细胞壁细胞器,随着镉胁迫的增加,蓖麻根系细胞壁中镉的相对含量呈增加趋势,可见液泡区隔化和细胞壁固持是蓖麻应对镉胁迫的重要耐性机制.镉在蓖麻体内的茎-叶转移系数为0.35~0.62,而根-茎转移系数仅为0.02~0.11,可见镉从根系向茎的转移能力较弱是降低蓖麻地上部镉富集的重要原因.统计分析表明,蓖麻根系镉的亚细胞分布特征对镉从根向茎的迁移转化能力有显著影响.根-茎转移系数随着根系细胞壁和细胞器镉分配比例的增加而递减,随可溶组分镉分配比例的增加而递增.     

巯基化凹凸棒石对水稻土中镉钝化效应的动态变化特征

为了探究巯基化凹凸棒石作为钝化剂在土壤-水稻体系中对镉的钝化效应的动态特征规律,选取湖南和四川典型镉污染水稻土,分别以两个品种水稻为模式作物开展盆栽试验,在水稻生育期代表性阶段开展土壤-植物协同采样,并结合土壤培养实验,重点关注土壤理化性质和水稻各组织镉含量变化.研究发现,巯基化凹凸棒石以剂量1 mg·kg^-1和2 mg·kg^-1施用后,水稻分蘖期根茎叶镉含量明显降低40%以上,土壤有效态镉含量减少35.80%~55.08%.该快速显著的钝化效应,在水稻扬花期和成熟期维持稳定,收获时糙米镉含量最大降幅分别为76.65%和64.67%.巯基化凹凸棒石对土壤有效态镉的钝化过程符合二级动力学方程,钝化速率较快,高剂量组3 d可达到反应平衡.巯基化凹凸棒石对土壤pH无明显影响,可略微提高土壤氧化还原电位,增加土壤总硫和有效态硫含量,同时提升分蘖期水稻根系与根系表面铁和硫元素含量,降低分蘖期水稻根系对镉的生物富集系数和从根向茎的转运系数.综合土壤有效态镉含量和水稻吸收累积镉含量这两个核心因素,巯基化凹凸棒石在水稻-土壤体系中对镉具有快速且稳定的钝化效应.     

镉暴露对斑马鱼胚胎发育的毒性效应研究

镉是一种具有强致畸性和致癌性的重金属. 为研究镉暴露对早期胚胎发育的毒性效应,以斑马鱼为模式动物,选取5个镉浓度来处理斑马鱼胚胎4~120 hpf (hours post fertilization, 受精后小时),计算镉的半致死(LC₅₀)浓度,研究7.50 mg/L镉对斑马鱼胚胎8个基因表达的影响. 结果表明:镉暴露导致斑马鱼胚胎产生小头、小眼、躯干弯曲、心脏发育异常以及死亡等异常. 通过原位杂交和定量PCR方法分析镉对抗氧化基因(prdx1和gstp1.2)、转录翻译相关基因(atf3、jdp2b和eif4a1b)、应激反应相关基因(hsp70l和hsp90aa1.1)以及脂肪酸结合蛋白基因(fabp7a)表达的影响,发现镉暴露将改变上述基因在组织和器官的表达及表达水平,这些影响可能与镉导致斑马鱼胚胎嗅球、侧线、神经和心脏的发育异常有关. 研究显示,镉的LC₅₀浓度为15.20 mg/L,7.50 mg/L的镉可影响斑马鱼胚胎的氧化应激、转录翻译和早期神经发育等过程,并通过影响基因表达从而干扰斑马鱼胚胎发育,进而可能造成个体嗅觉、视觉和运动等功能缺陷.      

中国居民饮用水镉暴露非致癌风险的年龄分层权重

饮水是人体镉（Cd）暴露的重要途径,为了定量表征中国居民饮用水镉暴露风险,通过文献调研收集我国3类主要饮用水类型的镉浓度数据.利用回归模型获得不同年龄段人群饮水暴露参数分布模式.基于概率方法评价不同水体和不同人群由于饮用水镉暴露造成的非致癌风险.结果发现,3种类型水体镉浓度存在显著差异.自来水、未处理的地下水和地表水源水的ρ（Cd）几何均值分别为（0.48±0.78）、（1.07±1.82）和（1.04±1.38）μg·L^-1.风险评估结果表明,各个年龄段和3类水体的风险商中位数都远小于1.与美国环保署推荐的暴露剂量阈值比较,未处理的地表水源水、地下水和自来水的超过阈值的概率分别为2.4%、 1.3%和1.0%.其中,6～8岁的儿童具有最高的镉日均摄入剂量,15～17岁年龄组人群摄入量最低.通过年龄分层权重后的蒙特卡洛模拟发现,在超过暴露阈值的人群中,18～44岁的成年人占所有超限人数的50.8%.综上所述,我国居民的饮用水镉暴露引发的非致癌风险较低.但特殊群体仍存在超过暴露剂量阈值的概率,需要进一步加强饮用水镉污染控制以降低镉暴露引发的健康风险和保障饮水安全.     

环境中的镉对居民健康的影响

镉(cd)是环境中的一种普通元素,容易固定于土壤或某些生物体内,且随其排放逐渐增加。所以长时间接触低浓度镉对居民造成的危险越来越受到人们的关注。据调查,目前欧洲共同体从各种工业向环境中排放的镉约为5000吨/年,有相当普遍的地区超过自然本底。本刊曾发表过镉的生态毒理学的报告(见本刊Vol.15,№.2),本文则深入分析1978年以后发表的文献,并将重点放在环境中的镉对人体健康的影响、代谢与毒性作用方面。现将以上各点总结摘要如下。 1.摄取:镉主要通过食物和吸烟进入人体;住在镉排放源附近的儿童还可通过污染物而摄入镉。在欧州,人体每日经口平均摄