黄河上中游沉积物理化特征及磷赋存形态研究

对黄河上中游10个沉积物样品进行了理化性质及磷赋存形态分析,在此基础上探讨了沉积物各理化性质与磷赋存形态间的相关关系.结果表明,黄河上中游表层沉积物的总磷含量为97.86～129.33 mg·kg^-1,有机质总量为0.11%～1.96%,沉积物中活性态Fe和Al的含量分别为2.02～7.40 mg·g^-1和0.29～0.90 mg·g^-1;颗粒组成以粉砂级为主,主要矿物组成为石英和长石,粘土矿物以伊利石/蒙混层矿物为主,其次是伊利石、绿泥石和高岭石;磷的形态以无机磷为主,钙结合态P的含量为37.61～64.04 mg·kg^-1,是沉积物中的主要赋存形态.沉积物理化性质中阳离子交换量与沉积物中粘粒和粉砂粒总量表现正相关（R²=0.76）;沉积物的有机质总量与沉积物中的无机磷存在一定的线性关系（R²=0.66）;氧化还原敏感态P和金属(水合)氧化物结合态P含量的总和与活性态Fe和Al的(水合)氧化物的含量总和之间有显著的线性关系（R²=0.80）.     

蚯蚓细胞色素P450亚酶及代谢组学对土壤亚致死剂量草甘膦除草剂的响应

以赤子爱胜蚓（Eisenia fetida）为受试生物,通过外源添加污染物的方法,研究了暴露于亚致死剂量草甘膦（添加剂量分别为5、10、20、40 mg·kg^-1）的土壤中7 d后,蚯蚓生长抑制率、细胞色素P450亚酶（CYP1A2、2C9与3A4）活力及代谢组学对土壤草甘膦的响应,旨在探讨亚致死剂量草甘膦能否对非靶标生物蚯蚓产生不良影响及其毒性作用机制,初步推断其毒性作用阈值,并筛选敏感生物标记物.结果表明：从蚯蚓生长抑制率来看,各处理组与对照组无显著差异;从蚯蚓CYP亚酶活力来看,在高剂量草甘膦（20、40 mg·kg^-1）处理下,CYP亚酶活力均受到显著抑制;基于代谢组学鉴定并筛选出14个小分子代谢物标记物,其中9个小分子代谢物（分别是1,6-二磷酸果糖、β-D-果糖6-磷酸、丙酮酸、组氨酸、赖氨酸、鸟氨酸、延胡索酸、肌酸、甜菜碱）在5~40 mg·kg^-1草甘膦暴露下显著低于对照水平,另外2个小分子代谢物（尿酸与二十-羟-二十烷四烯酸）则在草甘膦处理下显著升高.代谢组学的响应表明,草甘膦暴露（5~40 mg·kg^-1）致使蚯蚓糖酵解与三羧酸循环减弱,氨基酸代谢受损,嘌呤代谢紊乱,细胞渗透功能受损,对蚯蚓产生了明显毒副作用,其毒副作用还与细胞色素P450酶代谢相关.蚯蚓CYP亚酶活力与小分子代谢物标记物作为敏感生物标记物,可联合诊断土壤亚致死剂量草甘膦污染.     

上海崇明岛蔬菜地土壤重金属含量与生态风险预警评估

崇明3城镇蔬菜地土壤重金属的总体含量为Cu 29.2 mg·kg^-1、Pb 26.5 mg·kg^-1、Cr 79.4 mg·kg^-1、Zn 91.2 mg·kg^-1和Cd 0.222 mg·kg^-1.除Cd在城桥镇和陈家镇超过国家土壤一级标准(GB 15618-1995)外,其余均低于国家土壤一级标准,并且满足国家对绿色食品产地土壤重金属含量的要求(NY/T391-2000).与上海土壤背景值相比,Cu、Pb、Cr、Zn和Cd分别高出上海土壤背景值 24.3％、24.4％、22.9％、18.8％和65.7％.崇明3城镇蔬菜地土壤重金属生态风险预警评估得出,23个采样点中有3个样点属于中警,10个样点属于轻警,8个样点属于预警,1个样点属于无警,综合评估I_{ER＝1.562,为轻警.3城镇生态风险排序为堡镇（IER=1.799）>城桥镇（IER=1.636）>陈家镇（IER=1.368）,均属于轻警.}     

锡矿山矿区食物中的锑污染及生物可给性研究

在湖南锡矿山锑矿区采集蔬菜类、主食类、肉类、蛋类等9种食物. 结果表明蔬菜类Sb浓度平均值为9.67 mg·kg^-1,主食类及肉类的Sb含量较低,平均浓度分别为0.025 mg·kg^-1和0.40 mg·kg^-1. 胃肠模拟法测得的Sb生物可给性为9.0%~57.7%,其中蔬菜中Sb生物可给性显著低于主食类及肉类. 生物可给性与食物中Fe含量呈显著负相关(r=-0.75,p=0.02),还与食物的植酸、草酸含量呈显著负相关(r=-0.95,p=0.01;r=-0.77,p=0.016). 根据锡矿山周边居民各类膳食的摄入量进行健康风险评估,以食物中的Sb总浓度计算暴露风险时,居民每日经由食物摄入的Sb总量达10227.01 ng·kg^-1·d^-1,经生物可给性矫正后下降为1807.02 ng·kg^-1·d^-1,但仍高于USEPA建议的400 ng·kg^-1·d^-1的参考剂量. 说明矿区经由Sb污染食物暴露依然存在健康风险,且考虑生物可给性对准确评价暴露风险至关重要.     

固定化工程菌对偶氮染料脱色及强化作用

利用聚亚胺酯大孔泡沫吸附固定基因工程菌Escherichia coli JM109 (pGEX-AZR),研究其对偶氮染料的脱色动力学及生物强化作用.实验表明,固定的E.coli JM109(pGEX-AZR) 对酸性大红GR的脱色动力学符合Andrews方程,动力学常数为μ_max,c、K_c、K_ic分别为49 .2 mg·(g·h)^-1、710 .43 mg·L^-1和681 .62　mg·L^-1,R²为0 .995.将固定的E.coli JM109(pGEX-AZR)按10%的比例投加到厌氧序批式活性污泥反应器中连续运行32 d,含有固定化工程菌的强化体系耐浓度冲击的能力和脱色率均高于对照体系,脱色率可以稳定在90%以上.利用RISA对其微生物群落结构进行分析,E.coli JM109(pGEX-AZR)及降解酸性大红GR的优势菌群可以在污泥体系中稳定存在.     

中国农田土壤重金属污染分析与评价

为掌握中国农田土壤八大重金属元素（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn）的污染现状,探究其时空变化和在不同耕地类型之间的差异,通过中国知网和Web of Science收集并整理了2005~2021年449篇相关文献数据,采用基于“样点数”、“研究区面积”和“标准差”的加权方式进行Meta分析.结果显示,中国农田土壤八大重金属的含量平均值为：ω（As）11.00 mg·kg^-1、ω（Cd）0.350 2 mg·kg^-1、ω（Cr）62.91 mg·kg^-1、ω（Cu）28.87 mg·kg^-1、ω（Hg）0.135 1 mg·kg^-1、ω（Ni）28.91 mg·kg^-1、ω（Pb）34.67 mg·kg^-1和ω（Zn）90.24 mg·kg^-1.与土壤背景值相比,中国农田土壤中各重金属元素（除As外）均存在一定累积,其中Cd和Hg的累积量最大,分别超过对应土壤背景值177.9%和340.3%.污染评价结果表明,我国农田土壤重金属污染以Cd和Hg为主,人类活动是造成其在土壤中累积的主要影响因子;从时空变化上看,云贵高原和东部沿海是污染案例最集中的区域,污染重心随时间变化由长江中游向西南地区偏移;不同耕地类型之间土壤重金属含量存在差异,蔬菜地和水田中重金属的累积量明显大于其他耕地类型.     

甲氰菊酯降解菌Sphingomonas sp.JQL4-5对污染土壤的生物修复

JQL4-5(Sphingomonas sp.)是1株从长期受农药污染土壤中分离的甲氰菊酯降解菌,考察了其在实验室模拟条件下对甲氰菊酯污染土壤的生物修复能力及其影响因素.结果表明,降解菌株在灭菌土壤中的降解效果要略好于未灭菌土壤,在土壤外源添加降解菌10⁶ CFU·g^-1,温度20～40 ℃, pH为6.5～7.5的条件下,该菌株能有效降解土壤中10～200 mg·kg^-1的甲氰菊酯.可以将其应用于甲氰菊酯污染土壤的生物修复.     

贵州汞矿矿区不同位置土壤中总汞和甲基汞污染特征的研究

为了深入理解汞矿矿区土壤中总汞和甲基汞的污染特征,应用AAS、GC-CVAFS方法,分别对贵州万山、务川和滥木厂汞矿矿区不同位置土壤以及对照区土壤中的总汞(THg)和甲基汞(MeHg)进行了测定.结果表明,万山汞矿区土壤THg和MeHg含量范围分别为1.1～790 mg·kg^-1和0.19～15μg·kg^-1,务川汞矿区土壤THg和MeHg含量范围分别为0.33～317mg·kg^-1和0.41～20μg·kg^-1,滥木厂汞矿区土壤THg和MeHg含量范围分别为0.41～610 mg·kg^-1和0.70～8.8μg·kg^-1.对照区土壤汞含量明显低于矿区土壤,其THg和MeHg含量范围分别为0.14～1.2 mg·kg^-1和0.09～0.23μg·kg^-1;对照区土壤THg含量接近或稍高于全球背景土壤THg含量0.01～0.5 mg·kg^-1.研究表明,汞矿区稻田土壤具有较强的汞甲基化能力,其MeHg含量明显高于菜地和旱田土壤;万山汞矿区土壤汞污染程度明显高于滥木厂和务川汞矿区土壤汞污染.     

作物生长和氮含量对土壤-作物系统CO2排放的影响

为探讨作物生物学特征对土壤-作物系统CO₂排放的影响,本研究基于逐步收割法和静态暗箱-气相色谱技术,以冬小麦和水稻作物为研究对象,采用盆栽和大田试验的方法,在作物生长的主要生育期原位测定了土壤-作物系统CO₂排放速率,同时测定了作物生物量和氮含量.研究结果表明:①土壤-作物系统CO₂排放在生长季内呈现动态变化,土壤-水稻系统CO₂排放高于土壤-冬小麦系统.②作物暗呼吸速率与生物量呈显著线性相关.③作物暗呼吸系数(R_d)的季节变化可以用植株氮含量来描述.冬小麦R_d与N含量的关系可用线性方程R_d=0.0124N-0.0076(R²=0.9879,p<0.001)表示;水稻R_d与N含量的关系可用二次方程R_d=0.0085N2-0.0049NR²=0.9776,p<0.001)表示.④作物根系的参与极大地促进了土壤呼吸.冬小麦生长季土壤表观呼吸CO₂平均值为247.2 mg·(m²·h)^-1 ,高于未种作物土壤1.78倍,水稻生长季为215.3 mg·(m²·h)^-1 CO₂,高于未种作物土壤的3.38倍.冬小麦根系呼吸系数大于水稻,其根际呼吸对土壤表观呼吸的贡献高于水稻.     

SO2暴露方式与油松生长的关系

苗龄为87d的油松(Pinus tabulaeformis Carr.)于2002-07-01～08-29在3个处理组进行SO₂暴露实验60昼夜,处理1和处理2在24h中SO₂浓度分别为0.1 mg·m^-3和0.2 mg·m^-3,处理3每日6h SO₂浓度为0.5 mg·m^-3,18h SO2浓度为0.1mg·m^-3.经SO₂暴露后,处理1油松针叶气孔保卫细胞、针叶颜色未见异常;叶绿素含量、类胡萝卜素含量、光合速率、蒸腾速率、单株干重、相对生长速率与对照组无显著差异;但针叶含硫量比对照增加17%,从针叶渗出的钾离子量比对照增加22%.处理2油松气孔保卫细胞、针叶颜色未见异常;叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率与对照组无显著差异;类胡萝卜素含量下降5%,针叶含硫量增加92%,从针叶渗出的钾离子量比对照增加67%,单株干重下降4.5%,相对生长速率下降0.6mg·(g·d)^-1.处理3油松气孔保卫细胞、针叶颜色发现异常;叶绿素含量与对照组相似,但类胡萝卜素含量下降21%,含硫量增加104%,从针叶渗出的钾离子量比对照增加89%,光合速率下降5%,蒸腾速率增加8%,单株干重下降7.6%,相对生长速率下降1.3mg·(g·d)^-1.     

植物CytP450和抗氧化酶对土壤菲、芘暴露的生态毒理响应

以玉米(Zea mays L.)为供试植物,草甸棕壤为供试土壤,以微粒体细胞色素P450含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性为指标,进行了土壤菲、芘暴露的生态毒理响应研究.结果表明,菲、芘暴露均能引起植物代谢解毒和抗氧化防御系统的胁迫响应,不同程度引发植物代谢解毒及抗氧化能力的改变.P450酶活性与低浓度菲、芘单-暴露浓度具有相关性(r=0.834,P<0.01),与菲、芘复合暴露浓度负相关,说明菲、芘复合暴露导致代谢解毒能力下降,对植物的代谢解毒具有协同毒性效应;SOD酶活性与菲、芘单一暴露浓度负相关,CAT酶活性与菲、芘单-暴露浓度正相关,POD酶活性与菲的水溶解度正相关,而与芘的总浓度负相关.SOD、CAT和POD酶活性与菲、芘复合暴露浓度均呈正相关,说明菲、芘复合暴露导致氧化损伤程度减弱,对植物的氧化损伤具有拮抗作用.     

苯并[a]芘对赤子爱胜蚓线粒体编码基因表达影响研究

根据ISO 11268-1:1993方法,完成了土壤中苯并[a]芘对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的人工污染模拟实验.并采用Clontech PCR-SelectTM cDNA Subtration Kit构建了污染组和对照组蚯蚓之间的抑制消减文库.经测序和比对分析,在苯并[a]芘诱导上调文库中发现5个线粒体DNA(mtDNA)编码的基因,且在上调文库中具有较高的频率.它们分别为:细胞色素c氧化酶亚基Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,NADH氢脱氢酶亚基1,ATP合成酶亚基.研究表明,土壤中苯并[a]芘污染改变了蚯蚓线粒体基因组的表达水平,线粒体基因组表达异常是多环芳烃污染胁迫的重要分子生物标记物.     

土壤Pb暴露下赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的急性毒性和氧化应激反应

根据OECD试验指南,研究了人工土壤铅暴露下赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的急性毒性和氧化应激反应. 结果表明:铅暴露对赤子爱胜蚓14d的LC₅₀(半致死浓度)为2576.76mg/kg,95%置信区间为2388.42~2792.00mg/kg;铅暴露第1、7、14天赤子爱胜蚓的SOD(超氧化物歧化酶)活性,铅暴露第1、14天的POD(过氧化物酶)活性,铅暴露第14天的MDA(丙二醛)含量均与w(Pb)呈良好的剂量-效应关系,但CAT(过氧化氢酶)活性与w(Pb)未呈剂量-效应关系. 赤子爱胜蚓体内3种抗氧化酶对人工土壤铅污染响应的敏感程度为SOD>POD>CAT,SOD作为抗氧化系统的重要酶类可以更好地预测污染物对于赤子爱胜蚓的亚致死毒性.      

Enantioseletive bioaccumulation of tebuconazole in earthworm Eisenia fetida

Methods of extraction and determination of tebuconazole enantiomers in earthworm (Eisenia fetida) were developed by capillary electrophoresis (CE) and high performance liquid chromatography (HPLC). Both CE and HPLC have excellent resolution and recovery. The linearity ranges were 2.9-102.4 mg/kg and 3.0-99.6 mg/kg for (+)-R-tebuconazole and (-)-S-tebuconazole respectively in CE, and from 0.56 to 1000 mg/kg for both enantiomers in HPLC. Enantioselective bioaccumulation in earthworms from soil was investigated under laboratory condition at concentrations of 10 and 50 mg/kg dw in soil. The uptake kinetics of (+)-R-tebuconazole fitted the first-order kinetics well with r² 0.97 and 0.94 under 10 and 50 mg/kg dw exposure condition, respectively, while (-)-S-tebuconazole with r² 0.75 and 0.22 did not show the same. Bioaccumulation of tebuconazole in earthworm tissues was enantioselective with a preferential accumulation of (+)-R-tebuconazole. The (+)-R-tebuconazole might also have biomagnifying effect potential in earthworm food chain with biota-sediment accumulation factor (BSAF) of 1.64 kg OC/kg lip in 10 mg/kg dw exposure group and 2.61 kg OC/kg lip in 50 mg/kg dw exposure group from soil to earthworm after 36 days. Although (-)-S-tebuconazole shares the same physicochemical properties with (+)-R-tebuconazole, it did not biomagnify. BSAFs of (-)-S-tebuconazole were 0.50 kg OC/kg lip (10 mg/kg dw tebuconazole exposure) and 0.28 kg OC/kg lip (50 mg/kg dw tebuconazole exposure) after 36 days, which was possibly owing to biotransformation or metabolism in earthworm tissues.     

难降解有机物对白腐真菌P450的诱导及P450的作用

实验考察了多环芳烃和氯酚类化合物对黄孢原毛平革菌P450的诱导作用及其P450对生物降解的影响.结果表明,萘、菲、2,4-二氯酚、五氯酚能够诱导该真菌P450,使微粒体P450比浓度达到37~137pmol/mg.在营养限制条件下,菲诱导的P450是营养丰富条件的5.7倍;P450抑制剂的作用使萘、菲、芘、2,4-二氯酚的降解效率下降36%~100%,但是对2,4,6-三氯酚和五氯酚的降解未产生影响.在营养丰富条件下,P450抑制剂的作用使萘、菲、芘、2,4,6-三氯酚的降解效率下降47%~100%,使五氯酚的降解效率增大57%,但对2,4-二氯酚的降解未产生影响.     

菲在长期施肥黑土团聚体中的老化行为

在东北黑土区长期肥料试验定位监测田采集[化肥与有机肥配施（NPOM）、不施肥（NF）]的表层（0～20 cm）土壤样品,用室内模拟培养的方法研究了菲在黑土及其不同粒径团聚体中的老化行为及其影响因素的溯源分析.结果表明,老化前期〉2 mm粒径组团聚体是优先吸附剂,而老化后期〈0.053 mm粒径组的团聚体是优先吸附剂.在...     

水体中PCDD/Fs生物标示器的研究进展

水生生物体内PCDDs/Fs的累积作用是通过3种途径实现的,包括通过鳃和表皮从水中的直接摄入(生物富集),水中悬浮颗粒的摄取(吞入)和污染食物的消耗(生物放大)。鱼体内的PCDDs/Fs含量可以在一定程度上反映水体的PCDDs/Fs污染水平。但是,由于鱼体的生物-沉积物累积因子相当低,其作为生物累积标示的可能性仍有待进一步的研究。鱼体肝脏的总细胞色素P450、细胞色素P4501A、乙氧基试卤灵-O-脱乙基酶、超氧化物歧化酶和脂过氧化反应水平等指标都可作为水体PCDDs/Fs污染的较为敏感的生化生物标示器     

亚致死剂量铜对蚯蚓P450酶和抗氧化酶活性的长期影响

以赤子爱胜蚓(Eiseniafetida)为供试生物,通过人工污染草甸棕壤的方法,研究了暴露于含有亚致死剂量Cu(100、200、300、400mg·kg-1)的土壤中8周时间内蚯蚓体内细胞色素P450含量、谷胱甘肽转移酶(GST)、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化氢酶(CAT)活性的变化.结果显示,各指标在暴露1周时均无显著变化,但在第8周时各指标均受到显著抑制.P450含量在100mg·kg-1剂量水平下暴露2周时表现出显著的诱导效应;GST、SOD和CAT活性则均在第3周开始表现出显著的诱导效应,且SOD和CAT在100mg·kg-1剂量下即出现诱导现象,而GST则在200mg·kg-1剂量下显现诱导现象.暴露时间大于4周时,P450含量及GST活性开始表现出抑制效应,SOD及CAT活性则在暴露大于6周后显现抑制效应.以上指标对污染物的响应模式为:无显著变化→诱导→抑制.铜是蚯蚓生长的必需元素,蚯蚓自身对Cu的适应机制,以及对铜的长期摄取能危害蚯蚓正常代谢可解释上述响应模式产生的原因.但各指标在对毒性的响应敏感性上存在差异,其中,P450响应最为敏感,而SOD、CAT最不敏感.因此,在生态毒性诊断时,应选择不同指标作为一套指标体系相互补充,以增强污染诊断的灵敏性及长期诊断性.     

6:2氟调羧酸在蚯蚓体内的毒理效应及代谢转化

以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为受试生物,通过活体与离体实验,研究6:2氟调羧酸(6:2FTCA)在蚯蚓体内的毒理效应和代谢转化机制.结果表明,6:2FTCA对蚯蚓体内丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性无显著影响,但能够使过氧化氢酶(CAT)活性提高,使超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽转移酶(GST)活性显著升高,说明6:2FTCA对蚯蚓产生了氧化胁迫效应.6:2FTCA在蚯蚓细胞色素P450(CYP450)和GST酶提取液中的降解动力学均符合一级动力学模型,在CYP450(0.014/h)酶液中的降解速率明显高于GST (0.006/h),其终端全氟羧酸(PFCAs)代谢产物为全氟己酸(PFHxA)、全氟戊酸(PFPeA)和全氟丁酸(PFBA),说明CYP450和GST参与了6:2FTCA在蚯蚓体内的代谢转化,且CYP450贡献大于GST.蚯蚓肠道好氧微生物对6:2FTCA具有显著的降解效果,终端PFCAs降解产物为PFHxA和PFPeA,而肠道厌氧微生物对6:2FTCA无降解作用.     

全氟辛烷磺酸对蚯蚓体内4种酶活性的影响

采用人工土壤法,研究了不同暴露浓度的全氟辛烷磺酸(PFOS)对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)体内过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性及蚯蚓细胞色素P450(CYP450)含量的影响。研究结果表明,各指标敏感性总体为CYP450>CAT>GSH-PX>SOD。人工土壤试验中PFOS诱导CYP450含量增加,同时又抑制CAT活性。试验第4天时,50mg/kg处理组CAT活性是对照组的2.83倍,SOD活性达到190.769 U/mg,是对照组的2.19倍;12.5 mg/kg处理组GSH-PX活性最高,CYP450含量是对照组的3.85倍。PFOS暴露浓度与蚯蚓CAT、SOD和CYP450活性存在剂量-效应关系,在PFOS环境污染诊断时,可将第4天时的CAT、GSH-PX活性和CYP450含量作为生物标志物。为赤子爱胜蚓体内抗氧化酶和CYP450作为PFOS污染的早期诊断和生态风险监测生物标志物的可行性提供科学依据。