PAEs污染下2种基因型菜心根际土壤微生物特征及差异性

设置邻苯二甲酸酯(PAEs)3个污染水平(T1,T2,T3)和对照处理(T0),盆栽2种基因型菜心(油青60天菜心和特青60天菜心),研究2种菜心不同生长期根际土壤微生物生物量碳氮(Cmic、Nmic)和总体代谢活性(AWCD)的动态变化特征及差异性,初步揭示2种菜心吸收累积PAEs差异的根际微生态机理.结果表明,2种菜心根际土壤Cmic分别介于84.45~213.30mg/kg和98.33~229.85mg/kg,Nmic分别介于9.00~25.86mg/kg和12.69~34.36mg/kg,显著高于未种植物的处理. AWCD值分别介于0.744~1.075和0.847~1.318,特青60天菜心显著高于未种植物的处理. 2种基因型菜心相比,特青60天菜心根际土壤Cmic, Nmic以及AWCD值均大于油青60天菜心(T3处理开花期除外),部分处理间差异显著. 2种基因型菜心茎叶和根系中PAEs含量与Cmic、Nmic和AWCD之间的相关性均未达到显著程度,说明2种基因型菜心茎叶和根系中PAEs含量可能与其他因素有关.     

2种基因型菜心根系解剖结构差异及其对DEHP吸收累积的影响

在前期筛选出油青60 d菜心和特青60 d菜心分别为PAEs高/低吸收累积基因型菜心的基础上,对其进行邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)不同污染水平(20 mg.L-1、50 mg.L-1)的溶液培养试验,对比研究2种基因型菜心根系解剖结构的差异性,初步探讨其与菜心吸收累积DEHP的关系.结果表明,油青60 d菜心和特青60 d菜心的根系解剖结构及其对DEHP污染处理下的响应均存在显著差异.油青60 d菜心根系和茎叶中DEHP含量均主要受主根形成层外围厚度和须根中柱直径控制,决定系数分别为0.900和0.809.特青60 d菜心根系中DEHP含量主要受主根形成层外围厚度和须根皮层厚度控制,决定系数为0.757;茎叶中DEHP含量主要受主根形成层外围厚度控制,决定系数为0.856.油青60 d菜心根系木射线细胞形状以排列规则的长方形为主,主根木栓层厚度和须根皮层厚度较小,须根中柱直径、导管数和导管直径较大,表明油青60 d菜心根系比特青60 d菜心更有利于对DEHP的吸收累积.     

两种基因型菜心根系形态和生理特性差异对其吸收累积DEHP影响的初步研究

在前期筛选出油青60天菜心和特青60天菜心分别为PAEs高/低吸收累积基因型菜心的基础上,进行邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)不同污染水平的溶液培养试验,对比研究两种基因型菜心的根系形态和生理特性的差异,初步探讨其与菜心吸收累积DEHP的关系.结果表明,随着培养液中DEHP浓度的增加,在根系形态方面,两种基因型菜心根系生物量、总根长和根表面积均下降,油青60天菜心根直径变粗,而特青60天菜心根直径变细;在根系生理特性方面,油青60天菜心除了根系活力下降外,总吸收面积、活跃吸收面积、比表面积和根系脂肪含量均增加,而特青60天菜心除了根系活跃吸收面积增加外,其余指标均下降.因此,两种基因型菜心的根系形态和生理特性对DEHP胁迫响应存在差异.除根直径外,油青60天菜心根系形态和生理指标总体上均高于特青60天菜心,更有利于其根系对DEHP的捕获和吸收.     

萝卜对邻苯二甲酸酯(PAEs)吸收累积特征及途径的初步研究

利用玻璃室处理和覆土处理(人工污染土壤上覆盖原土壤)的方法控制萝卜的PAEs来源进行盆栽试验,试验处理分别为:(1)原土壤,暴露于大气中(空白1);(2)原土壤,置于玻璃室中(空白2);(3)人工污染土壤,暴露于大气中;(4)人工污染土壤,置于玻璃室中;(5)人工污染土壤上覆盖2 cm厚原土壤,暴露于大气中;(6)人工污染土壤上覆盖2 cm厚原土壤,置于玻璃室中.盆栽后应用GC/MS对土壤和植株样品中的PAEs进行分析,初步研究了萝卜对PAEs的吸收累积特征及途径.研究结果表明,萝卜茎叶和直根中邻苯二甲酸二乙酯(DEP)的含量均低于检测限,邻苯二甲酸正二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)的含量与土壤污染浓度成正相关关系,DBP的含量高于DE-HP,两者主要分布在茎叶中.未覆土处理与覆土处理相比,前者盆栽的萝卜茎叶中DBP和DEHP的含量均高于后者,但在2个处理之间差异不显著,表明萝卜茎叶可以吸收污染土壤中挥发出来的DBP和DEHP,但直根吸收运移是茎叶中DBP和DEHP的主要来源途径.玻璃室处理导致萝卜茎叶中DBP含量的提高,在大棚蔬菜生产中值得注意.     

畜禽粪肥还田四环素类抗生素(TCs)在土壤-蔬菜系统的分布特征及风险评估

畜禽粪肥还田引起的土壤抗生素污染对蔬菜安全和土壤生态风险的影响应得到足够的重视.四环素类抗生素(TCs)在畜禽粪肥和蔬菜基地土壤中被普遍检出且含量较高.然而,目前针对土壤TCs污染对蔬菜安全和土壤生态风险的研究主要采用盆栽试验和田间调查的研究方法,较少开展田间试验.结合盆栽试验和田间试验的研究方法,调查畜禽粪肥还田引起的TCs在土壤-蔬菜系统中的分布特征,采用日允许摄入量-危害商值法(ADI-HQ法)和物种敏感性分布-风险商值法(SSD-RQ法)分别对蔬菜可食部分TCs污染的人体健康风险和土壤TCs污染的生态风险进行评估.结果表明,盆栽试验和田间试验菜心地上部和地下部TCs含量均以OTC为主;盆栽试验和田间试验菜心地上部(以干重计)ω(OTC)分别高达29.25μg·kg^-1和45.03μg·kg^-1,地下部含量(以干重计)ω(OTC)分别高达87.32μg·kg^-1和135.44μg·kg^-1;且田间试验菜心地上部和地下部3种TCs含量均显著高于盆栽试验.土壤TCs的残留以OTC为主,盆栽试验和田...     

邻苯二甲酸酯(PAEs)在土壤-苏州青系统中的累积特征研究

利用土壤老化实验和苏州青盆栽实验,研究了邻苯二甲酸二正丁酯(Di-butyl Phthalate,DBP)和邻苯二甲酸二异辛酯(Di(2-ethylhexyl) Phthalate,DEHP)在土壤-苏州青系统中的分布规律特征。     

硒对水稻吸收积累和转运锰、铁、磷和硒的影响

采用土壤盆栽法研究硒对水稻吸收积累和转运锰、铁、磷和硒的影响.结果表明,土壤添加Se可导致水稻铁膜、根系、茎叶、谷壳和糙米中Se含量显著提高,水稻茎叶、谷壳和糙米中Mn含量显著降低.当土壤添加0.5 mg·kg-1Se和1.0mg·kg-1Se时,水稻茎叶Mn含量分别比对照处理降低32.2%和35.0%,谷壳Mn含量分别降低22.0%和42.6%,糙米Mn含量分别降低27.5%和28.5%.Se对水稻各部位的P和Fe(除谷壳外)含量影响不大.土壤添加Se对水稻铁膜、根系、茎叶和谷壳向糙米转运P和Fe的影响均不显著,但Se添加可以显著地降低水稻铁膜和根系向糙米中转运Mn的能力.与对照相比,土壤添加1.0 mg·kg-1Se导致Mn由铁膜和根系向糙米中的转运系数分别降低38.9%和37.9%.添加Se对水稻铁膜、根系、茎叶、谷壳和糙米中Mn、Fe、P和Se的分配比率也产生不同程度的影响.研究结果暗示可通过土壤添加Se来减少水稻对Mn的吸收积累和转运,从而降低Mn通过食物链途径对人体健康造成危害.     

镉砷污染农田菜心安全生产的影响因素分析

文章分析了低风险镉砷污染农田中菜心安全生产的影响因子。该试验在低风险镉砷污染农田中种植了21种菜心品种,对菜心的产量、镉砷的积累特性进行了比较,并对灌溉用水、菜心种植前后土壤的基本指标、常用农药、肥料镉砷含量进行了测定。结果表明:(1)不同菜心品种,产量不同,对镉砷富集能力不同。(2)多种农药和肥料中含有一定量的镉、砷。(3)菜心种植前后,土壤的理化性质,及总镉总砷含量没有显著差异。同时,种植一茬菜心的农田镉砷输入量远大于菜心产量带走的输出量。主要结论:(1)益农80天特青菜心种、航育80天油绿尖叶菜心具有产量高,镉、砷积累少的特性。(2)肥料可能是该试验地块土壤镉、砷污染的重要来源,牛粪是相对安全的农用有机肥。(3)菜心常规种植并不会降低高背景值土壤中镉砷的含量,可能会缓慢增加土壤中的镉砷含量。     

不同玉米品种Cd、Pb、Zn和As积累与转运特性

通过田间试验,研究了22个玉米品种同时在未污染、轻度、中度和重度重金属Cd、Pb、Zn和As复合污染农田土壤条件下,玉米植株各部位对Cd、Pb、Zn和As的富集和转运特性,并对Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn这8种重金属元素进行了主成分分析和相关性分析,探讨了玉米植株吸收Cd、Pb、Zn和As含量与土壤中重金属元素形态含量的关系.结果表明：①玉米植株不同部位Cd和Zn含量分布规律为：穗上茎叶>穗下茎叶>根>籽粒,Pb分布规律为：根>穗下茎叶>穗上茎叶>籽粒,As分布规律为：根>穗上茎叶>穗下茎叶>籽粒,分布规律的不同与作物本身积累特性以及研究区土壤中Cd、Pb、Zn和As的环境活性高低密切相关.②22个玉米品种遗传背景的较大差异造成品种间Cd和Pb的积累具有显著差异（P<0.05）,表现为4种趋势：Cd和Pb复合高积累品种,单一Cd或Pb低积累品种（低Cd高Pb、低Pb高Cd）,Cd和Pb复合低积累品种.其中3个品种籽粒Cd含量超过国家食品安全标准,14个品种茎叶Cd含量超过国家饲料卫生标准;所有品种茎叶和籽粒Pb含量均未超标,但部分品种籽粒Pb含量接近限值具有超标风险;不同玉米品种茎叶和籽粒As含量均远低于标准限值,表现出稳定的低积累特性;不同玉米品种茎叶Zn含量随土壤Zn含量的升高而升高,但籽粒Zn含量维持在满足植株正常生长的阈值范围内.③研究区玉米植株中Cd、Pb、Zn和As具有一定的同源性,主要受土壤中Cd、Pb、Zn和As污染物含量超标的影响较为深刻,这说明矿山采选和尾矿堆存带来的人为来源,玉米植株中Cu元素受到一定人为污染来源的影响,但影响程度有限;玉米植株中Hg、Ni和Cr元素间具有一定的同源性,说明成土母质和风化产物累积的自然来源.④玉米植株各部位Cd、Pb、Zn和As元素含量,以及Cr和Ni元素含量均具有极显著正相关性（P<0.01）,Cd、Pb、Zn和As元素在植物体内的运输机制可能有共同之处,从玉米根部向地上部迁移方面表现出协同效应,Cr和Ni元素同样如此.而玉米茎叶中Hg与Cd、Pb、Zn和As元素,以及籽粒中Hg与Cd、Hg、As、Pb、Cr、Ni和Zn元素均表现出一定的拮抗作用.⑤采用对照优选法将同时满足：茎叶Cd、Pb和As含量未超过国家饲料卫生标准,籽粒Cd、Pb和As含量未超过国家食品安全标准,籽粒Cd、Pb和As聚类分析为低积累类群,植株茎叶和籽粒Cd、Pb和As富集和转运系数较低作为优选条件,筛选出C18（先玉335）可作为Cd、Pb和As复合低积累且籽粒Zn含量维持在正常水平的优选玉米品种,适宜在北方工矿企业周边重金属复合污染农田推广应用.     

高粱中氰化物的测定及其分布规律的研究

本文以测定的氰化物含量为依据，研究了氰化物在高粱中的分布规律．研究表明，高粱植株中均含有一定的氰化物，而以新鲜的茎叶和根系含量较高．同时，根系内的氰化物也是氰污染土壤的又一来源．     

模拟酸雨和Pb复合污染对芥菜型油菜的生理特性和Pb富集的影响

通过盆栽试验研究了模拟酸雨（pH分别为3.5、4.5、5.6）和Pb(0~2000 mg·kg-1）复合污染对芥菜型油菜紫叶芥的生理特性和Pb富集的影响.结果表明,在酸雨和Pb复合污染下,紫叶芥生物量和叶绿素含量均有不同程度的下降,叶和根中的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性随着Pb含量和酸雨强度的增加是先升后降,脯氨酸含量随着Pb含量和酸雨强度的增加而升高.芥菜型油菜以通过调节抗氧化酶系统和提高脯氨酸含量来应对酸雨和重金属胁迫,芥菜型油菜对酸雨和Pb的复合污染有很强的耐受能力.芥菜型油菜根和地上部分Pb含量随Pb处理含量水平的增大而增加,其中,根对Pb的富集能力大于地上部分,酸雨能够促进芥菜型油菜对Pb的吸收.因此,在酸雨地区可以选用芥菜型油菜作为Pb污染土壤的修复植物.     

Chemical fractionations and bioavailability of cadmium and zinc to cole （Brassica campestris L.） grown in the multi-metals contaminated oasis soil, northwest of China

A pot experiment was conducted to study the relationship between distribution of cadmium (Cd) and zinc (Zn) and their availability to cole (Brassica campestris L.) grown in the multi-metal contaminated oasis soil in northwest of China. The results showed that Cd and Zn in the unpolluted oasis soil was mainly found in the residual fractionation, however, with increasing contents of Cd and Zn in the oasis soil, the distribution of Cd and Zn changed significantly. The growth of cole could be promoted by low Cd and Zn concentration, but significantly restrained by high concentrations. There was antagonistic e ect among Cd and Zn in the multi-metals contaminated oasis soil. Stepwise regression analysis between fractionations distribution coe cients of the two meals in the soil and their contents in cole showed that both Cd and Zn in the exchangeable fractionation in the oasis soil made the most contribution on the uptake of Cd and Zn in cole. The bio-concentration factor (BCF) of Cd was greater than Zn in cole, and BCFs of the two metals in leaves were greater than those in roots. The translocation factors of the two metals in cole were greater than 1, and the two metals mainly accumulated in the edible parts in cole. Therefore, cole is not a suitable vegetable for the oasis soil because of the plants notable contamination by heavy metals.     

Performance of wastewater sludge ecological stabilization

In this article, wastewater sludge ecological stabilization （WWSES） was presented for sludge dewatering, mineralization, and stabilization, as well as for percolate treatment. Two years of pilot scale experimental results indicated that sludge volatile solid, Wiphenyltetrazolium chloride （TTC）-dehydrogenase activity （DHA）, and moisture content as indicators showed the process and degree of sludge stabilization. The observation on dewatering process showed that dried sludge reached a content of 20%-50% total solid after two years of system operation. Sludge TTC-DHA in the first year was obviously lower than that of the second year, and TTC-DHA tended to decrease with an increase in the drying time of the sludge. Total nitrogen, total phosphorus, and organic contents of sludge decreased gradually from the top to the bottom of dried sludge layer. In comparison with natural stands on stands treated with sewage sludge, individual shoot was significantly higher, and coarse protein, coarse fat, and coarse fiber contents in reed roots, stems, and leaves in the system were higher than that of wild reed, especially coarse protein contents of reed roots in the system （7.38%） were obviously higher than that of wild reeds （3.29%）.     

不同重金属在烤烟中的累积分配特征研究

研究了重金属Hg、As、Pb在烤烟中的累积分布。结果表明:烤烟对Hg、As、Pb的耐受力较强;Hg抑制K326根系的生长,Pb、As对K326的生长有一定的促进作用。随着重金属浓度的增加,各部位重金属含量和烟株累积总量多呈增加趋势。在不同的处理下,3种重金属的含量在根系中最高;在相同的处理下,重金属在烟叶各部位的含量按大小顺序均为下部叶>中部叶>上部叶。随着处理浓度的增加,分配在根系中的重金属元素的比例不断增加,而在叶片中的分配比例不断降低;按重金属元素在叶片中的分配比例排序为Hg>As>Pb。     

施用海泡石对铅、镉在土壤-水稻系统中迁移与再分配的影响

以浙江省绍兴市某铅(Pb)、镉(Cd)复合重污染地区土壤(全Pb含量为2 028.22 mg·kg~(-1),全Cd含量为2.36 mg·kg~(-1))及具有低Pb、Cd积累特性的浙江省典型晚粳稻品种嘉33为对象,通过土培盆栽试验,研究了海泡石的施用对铅、镉复合污染土壤中有效态Pb、Cd的含量以及水稻植株对Pb、Cd的吸收和分配关系的影响.结果表明:供试土壤中有效态Pb、Cd的含量与添加的海泡石量呈显著负相关,其相关系数分别为-0.940、-0.952,均达到显著水平(P0.01).随着海泡石添加量的增加,水稻根、茎、叶和精米中Pb、Cd的含量有不同程度地降低,水稻根、茎、叶及精米对Pb、Cd的富集系数显著下降,同时茎对根系吸收的Pb、Cd以及精米对茎中Pb、Cd的转运系数也显著下降.当海泡石的添加量为9.00 g·kg~(-1)土时,嘉33精米中的Pb、Cd含量分别为(0.14±0.02)mg·kg~(-1)、(0.03±0.01)mg·kg~(-1),均低于国家的限量指标(GB 2762-2012);相比于对照组而言,水稻根、茎、叶及精米对Pb的富集系数分别下降了8.83%、29.96%、49.20%、79.41%,对Cd的富集系数分别下降了23.08%、63.22%、44.00%、82.35%;另外,茎对根吸收的Pb、Cd的转运系数分别下降了23.18%、52.19%,精米对茎转运的Pb、Cd的转运系数分别下降了70.83%、52.00%,意味着在铅、镉复合重污染土壤上,海泡石同时对重金属Pb、Cd在土壤-水稻系统的迁移与再分配具有较好的阻控作用,合理施用海泡石与低重金属积累品种相结合可以实现污染浓度相对较高的重金属Pb、Cd复合污染土壤的农业安全利用.     

不同重金属在烤烟中的累积分配特征研究

研究了重金属Hg、As、Pb在烤烟中的累积分布。结果表明：烤烟对Hg、As、Pb的耐受力较强；Hg抑制K326根系的生长，Pb、As对K326的生长有一定的促进作用。随着重金属浓度的增加，各部位重金属含量和烟株累积总量多呈增加趋势。在不同的处理下，3种重金属的含量在根系中最高；在相同的处理下，重金属在烟叶各部位的含量按大小顺序均为下部叶〉中部叶〉上部叶。随着处理浓度的增加，分配在根系中的重金属元素的比例不断增加，而在叶片中的分配比例不断降低；按重金属元素在叶片中的分配比例排序为Hg〉As〉Pb。