古水稻土中多环芳烃的分布特征及其来源判定

测定了马家浜文化(距今约6 000a)遗址2个剖面表层土壤、古代水稻土和古代旱地土壤、以及底层土壤中15种多环芳烃的含量,并对其可能来源进行了判定.结果表明,表层土壤中PAHs的含量分别为202.9μg·kg^-1和207.7μg·kg^-1,主要来源于大气沉降;古水稻土中PAHs含量明显降低,仅为56.0μg·kg^-1,但高于古旱地土壤及底层土壤。古旱地土壤及底层土壤PAHs含量在32.0～36.9μg·kg^-1.古水稻土中,2环和3环所占比例较大,达63%,萘和菲含量最高,而4环以上的多环芳烃含量较低.Phe/Ant和BaA/Chr比值和有机质¹³C-NMR图谱显示,古水稻土中的多环芳烃主要来源于水稻秸秆的焚烧,同时还原条件下的生物合成可能是其另一个重要来源.     

水稻根系对多环芳烃的吸着与吸收

采集了天津市宝坻和新立2地的水稻根系样品及同期当地的空气、灌溉水和田间土壤样品.将水稻根分为节根和侧根2部分,并采用连续提取方法将根系中的多环芳烃分为3种形态:根表弱吸着态、根表强吸着态和根内吸收态.结果表明:2样点根系中多环芳烃含量存在显著差异;节根和侧根中的多环芳烃含量存在显著差异;被根吸收的部分约占多环芳烃总量的60%左右.比表面和脂含量是影响水稻根系化合物浓度的主要参数.     

水稻根系中多环芳烃的动态变化

水稻根系的多环芳烃浓度随着水稻的生长不断变化,呈现出初期逐渐升高,到成熟期趋于稳定的一般趋势.幼穗期、乳熟期、蜡熟期、完熟期和枯熟期水稻根系的多环芳烃总含量(PAH15)平均分别为464、969、592、1075 ng·g-1和1059ng·g-1,并主要由3环化合物组成.根系的脂含量、比表面和生物量等指标对根系多环芳烃的变化起到了一定影响.其中,脂含量和比表面的影响比生物量的影响更为显著.随着水稻的成熟,水稻土多环芳烃含量逐渐降低,而5、6环化合物的比例逐渐增加.水稻根系和水稻土中的多环芳烃含量之间存在明显的负相关关系.     

南宁市多环境介质中多环芳烃分布特征

为了确定多环境介质中多环芳烃的浓度、组成和分布特征,采集南宁市冬夏季空气、大气干湿沉降物、土壤和地下水样品,利用16种多环芳烃的成分谱,结合其物理化学性质,分析多环芳烃在多环境介质中的浓度、组成和分布特征,结果表明:1空气和大气干湿沉降物中PAHs均以2~3环为主,由于冬夏季节差异性,冬季ΣPAHs浓度高于夏季;2土壤中PAHs以2~3环为主,且土壤颗粒粒径分布差异性是导致不同层位PAHs分布特征差异的主要原因;3地下水中PAHs检出种类少,检出量小,也表明土壤包气带能够"截留"较多的PAHs;416种PAHs在不同环境介质中质量分数均呈现由低环向高环递减的趋势,且两地区冬夏季2~3环和5~6环PAHs在各环境介质中分布特征具有较好的一致性,但也有一定的差异.这与PAHs的理化性质、水文地质条件、城市污染状况、天气状况等方面有关.     

莱州湾大气颗粒相中多环芳烃及其衍生物的赋存特征

多环芳烃作为一类典型的持久性有毒物质,一直是环境领域关注的热点和重点,有关多环芳烃衍生物的报道,尤其是有关大气中烷基和硝基多环芳烃的研究报道仍非常缺乏。本研究选取莱州湾刁龙嘴为采集区域,对大气颗粒相样品中16种母体多环芳烃（PAHs）、12种烷基多环芳烃（A–PAHs）和25种硝基多环芳烃（N–PAHs）进行分析。结果表明,16种母体多环芳烃（Σ₁₆PAHs）的浓度范围为517.2 ~ 64124.8 pg/m3;12种烷基化多环芳烃（Σ₁₂A–PAHs）的浓度范围为273.6 ~ 5897.3 pg/m3;25种硝基化多环芳烃（Σ₂₅N–PAHs）的浓度范围为113.5 ~ 1032.3 pg/m3。3种类型多环芳烃的浓度和污染模式均表现出明显的季节变化特征,其中,夏季,2环、3环的PAHs、A–PAHs和N–PAHs比例相对较高,而冬季4环及以上单体的比例偏高。PAHs的特征比值表明,莱州湾刁龙嘴地区PAHs的来源主要以柴油、煤及生物质燃烧为主。Σ₁₆PAHs、Σ₁₂A–PAHs和Σ₂₅N–PAHs与温度均呈现出显著的负相关性（R2 = 0.94,p < 0.01;R2 = 0.61, p < 0.01;R2 = 0.74,p < 0.01）,说明温度是影响颗粒相吸附芳烃类物质的一个主要因素。此外,三者之间Pearson相关关系表明,PAHs及其衍生物表现出相同的污染来源和相似的环境行为。     

大庆市不同环境介质中多环芳烃污染特征对比及来源解析

为研究不同环境介质中多环芳烃(PAHs)污染特征的异同,对大庆市道路灰尘中多环芳烃的污染特征和来源进行研究,在2012年10月采集了大庆市区23个道路灰尘样品和4个土壤样品.使用戴安ASE300快速溶剂萃取仪提取PAHs,净化浓缩后,利用气相色谱/质谱联用仪(GC/MS)测定了美国环保署列为优先控制污染物的16种PAHs及总PAHs(ΣPAHs)的含量.结果表明,道路灰尘中ΣPAHs含量的范围为579.5~4 656.7 ng·g~(-1),平均值为1839.7 ng·g~(-1).大庆市不同功能区道路灰尘中PAHs占ΣPAHs的质量比例呈现大体相似的特征,低环(2~3环)、中环(4环)、高环(5~6环)PAHs所占比例均值分别为37.9%,37.3%和24.8%.与相关研究中大庆水体及湖泊沉积物中PAHs数据进行对比,发现大庆土壤、湖泊沉积物、湖泊和水泡水体中均为低环PAHs占绝对主导优势,其质量分数高达69.3%~99.97%.ΣPAHs含量的分布受功能区的影响并不显著,与样点周围工厂的类型密切相关.特征化合物比值法表明,研究区PAHs主要来自于石油类燃料的泄漏、石油燃料燃烧及煤炭/生物质燃烧的混合源.正定矩阵因子分解法(PMF)结果表明,研究区道路灰尘中PAHs主要来源为煤炭燃烧、石油泄漏源、工业源以及交通源,其贡献率分别为30.1%、26.9%、23.6%和19.3%,与大庆地区其他环境介质中PAHs来源不完全相同.     

芹菜对土壤中多环芳径修复作用的初步研究

利用盆栽实验研究了水芹对某实际多环芳烃(PAHs)污染场地土壤的修复作用。通过75 d的温室培养试验,对污染土壤和植物根、茎中PAHs的含量进行测定。结果显示种植水芹的土壤中PAHs的去除量要显著高于对照土壤,并且水芹促进微生物降解是其去除土壤PAHs的主要途径,占到了PAHs去除总量的99%以上。水芹较易吸收2~4环PAHs,而易促进3~6环PAHs的微生物降解。芘在水溶液中的增溶实验表明,脂溶性根系物质利用其表面活性能够提高对PAHs生物可利用性,从而促进土壤中微生物对PAHs的降解。     

长江中游赤壁段农业用地多环芳烃来源解析

该文利用气相色谱-质谱联用法检测了长江中游沿岸赤壁市太平口村不同农业用地的多环芳烃的含量、组成,借助异构体比值法及生态风险评价法对这些农田土壤多环芳烃(PAHs)进行了源解析及生态风险评价。结果显示,种植玉米、大豆、棉花、水稻和茶树的土壤中检测的16种优控PAHs含量在91.55～543.02 ng/g之间,其中种植玉米、大豆、棉花、水稻4种作物的土壤PAHs以中高环数为主且种植水稻土壤含量最高,可能由水稻种植过程中灌溉活动贡献。种植茶树土壤含量最低且以低环数PAHs为主,可能和茶树种植的地理位置和PAHs扩散作用相关。源解析表明,这些农业用地土壤中PAHs主要来源是燃烧源,比如木材秸秆燃烧、煤炭燃烧等。生态风险评价表明,长江中游沿岸赤壁市太平口村农田土壤存在一定的PAHs致癌风险,茚并[123-cd]芘和苯并[a]芘是主要的致癌化合物。通过和长江流域及其他地区土壤PAHs对比发现,在太平口村实施的秸秆焚烧等管控措施对减少PAHs在长江沿岸农田土壤的积累有一定的积极作用。     

多环芳烃在冬小麦体内的吸收与转运及富集研究进展

多年来以煤炭为主的能源消费结构和经济社会持续发展,导致我国PAHs(多环芳烃)排放量居高不下,直接造成土壤和大气PAHs严重污染.为了探明PAHs在冬小麦体内的积累过程和调控机制,在系统分析PAHs在冬小麦体内的吸收、转运和富集的基础上,重点阐述了冬小麦PAHs根系吸收和叶面吸收影响因素方面的最新研究进展.研究发现:① 小麦根系对PAHs的吸收包括主动吸收和被动吸收两种方式,其中主动吸收是一个载体协助、消耗能量、PAHs与H+共运的过程;被动吸收除了在高等植物中普遍存在的简单扩散外,水-甘油通道也参与了该过程. ② PAHs通过气态、颗粒态沉降到小麦叶面角质层或直接通过气孔进入叶片. ③ 影响PAHs根系和叶面吸收的主要因素包括PAHs理化性质、植物生理状况、环境因素等. ④ 小麦根系吸收的PAHs可以向地上部转运,并且与辛醇-水分配系数(K_OW)、蒸腾速率、土壤中氮的形态和浓度有关.主要问题:① 对于小麦叶片吸收的PAHs向基运输机理有待进一步研究. ② 农田生态系统中冬小麦往往遭受土壤及大气双重污染,根系吸收及叶面吸收分别对其体内积累PAHs的贡献尚不清楚.因此,需关注韧皮部、木质部在PAHs转运中所起的作用;利用同位素示踪、双光子激发显微镜等先进技术观察和跟踪PAHs如何进入小麦以及在小麦叶中的转移和分布,阐明PAHs叶面吸收的微观机理;注重大田试验研究,为揭示冬小麦对PAHs的吸收、积累及调控机理,同时也为有机污染地区生产安全农产品提供重要依据.      

外加芘在2种水稻土及其团聚体培养中的老化及其可浸提性和生物有效性的变化

老化是指有机污染物进入土壤后,随着时间的增加,其生物有效性、毒性和可浸提性会逐渐下降的现象.采用室内培养法研究了外加多环芳烃芘在2种水稻土乌栅土(潜育型水稻土)和黄泥土(潴育型水稻土)及其不同粒组团聚体中的老化现象,并采用二氯甲烷提取和蚯蚓吸收试验比较了培养老化后外加多环芳烃芘的可浸提性和生物有效性的变化.结果表明,培养90d后芘的浸提率下降了15%~23%,蚯蚓的摄食量也下降了37%~67%,说明外加有机污染物进入水稻土后发生了显著的老化现象,从而降低了其环境移动性和生物有效性.但不同粒径团聚体中老化程度没有差异,不过对蚯蚓的生物有效性存在差异.因此,并不能根据土壤中有机污染物的含量来预测其环境风险和生物有效性.     

Predicting herbicides concentrations in paddy water and runoff to the river basin

This study was conducted to investigate the dissipation pattern and runoff of herbicides to the river basin from the paddy fields. Pesticide paddy field model(PADDY) was applied to predict herbicide concentration in paddy fields. A field study was conducted in a paddy farm of Higashi Hiroshima City, Hiroshima Prefecture, Japan in the year of 2003 paddy season. The herbicides were mefenacet, thiobencarb, and bensulfuron methyl. The sample water was analyzed by using gas chromatography and HPLC after solid phase extraction. Predicted dissipation rate of thiobencarb in paddy water was higher( DT50=4.36) than that measured, with a lower k value(-0.069). Two weeks after application no thiobencarb was detected in the drainage channel and down stream. In the down stream, thiobencarb was detected until 3d after application, with a range of 0.02% to 0.08% of applied herbicide. The predicted dissipation rate(k) and half-life (DT50) of mefenacet was not significantly different from that of measured. In the drainage channel, upstream and downstream mefenacet was found during the whole study period. In downstream, the maximum concentration of mefenacet was present 0.6l % of applied in the paddy field on 3DAH. The dissipation rate(k) of BSM varied from -0.0860 to -0.1059 to with half-life(DT50) 3.5 and 2.84 d. In upstream water, no BSM was detected except trace amounts(0.01μg/L) at 3d after application. However, in the drainag echannel 8%, 6% and 1.58% of applied BSM was present at 0, 1 and 3 d after application respectively. In the down stream, the highest concentration was 1.06%, shortly after application.     

长江中下游两种典型水稻土微生物对砷污染的响应

基于温室盆栽实验,利用磷脂脂肪酸分析(PLFA)方法研究了As污染、土壤类型和水稻品种对水稻抽穗期土壤微生物群落的影响.结果表明,水稻土土壤中微生物生物总量(总PLFAs)以及微生物组成均不同程度的受到了As污染、土壤类型及水稻品种的影响;As污染增加了土壤总PLFAs,黄泥田的土壤总PLFAs、真菌/细菌(F/B)、革兰氏阳性细菌/阴性细菌(G+/G-)、腐生真菌/丛枝菌根真菌(SF/AMF)显著高于红泥田;在黄泥田中,种植籼稻品种的土壤总PLFAs较杂交稻和粳稻品种平均减少30.0%,而在红泥田中平均增加24.8%.偏Mantel检验和冗余分析(RDA)表明土壤pH值、DOC、NH4+和As浓度是驱动水稻土微生物群落演变的主控因子,其中受As影响较大的特征PLFAs包括20:0、i17:1ω9c、18:1ω9c、cy17:0和18:3ω6c;ABT预测模型显示水稻品种和土壤类型对总PLFAs、F/B、G+/G-和SF/AMF指标的贡献相对较大,而As处理的影响较小.     

贵州红枫湖地区水稻土多氯联苯和有机氯农药的残留

调查了红枫湖周边水稻土的7种多氯联苯（PCBs）和13种有机氯农药（OCPs）的含量分布.结果显示,DDTs及其代谢产物、HCHs的异构体、异狄氏剂、七氯等有机氯农药及PCB 28和PCB 52在所有样品中均被检出.与国内外污染区相比,PCBs含量较低.研究区土壤中污染物的组成结果类似,PCBs以3～5氯取代的同属物为主,农药以DDTs为主.剖面土壤中∑PCBs含量范围为8.9～55.9 ng/g,主要以3～5氯取代的PCBs为主,平均占PCBs总量的89%.∑DDTs含量为 4.7～42.6ng/g,以p,p′-DDE,p,p′-DDT为主.DDT/（DDD+DDE）的比率表明红枫湖地区水稻田中DDTs的降解速率不同,暗示其环境条件的差异.α-HCH/γ-HCH为0.28～0.90,表明红枫湖地区水稻田中HCHs在环境中残留时间很长,经历了光解和生物作用等变化.PCBs对TEQ的贡献较低,为0.06～0.51 pg/g.     

缓控释肥侧深施对稻田氨挥发排放的控制效果

以减少氨挥发损失为目的,以无机化肥分次施用为对照,选用树脂包膜尿素(RCU)、硫包衣尿素(SCU)和掺混控释肥(RBB)3种不同类型缓控释肥料,采用一次性施肥(B)和一基一穗(BF)2种施肥方式,研究了插秧施肥一体化条件下不同类型缓控释肥侧深施及施用方式对稻田田面水氮浓度及氨挥发损失的影响.结果表明,除SCU处理基肥期田面水总氮和铵态氮质量浓度均高于常规分次施肥处理CN,RCU和RBB处理均低于CN处理.不同缓控释肥料稻田氨挥发损失差异较大,损失量占施肥量的3.84%~28.17%.与CN处理相比,不同类型缓控释肥料均有减少稻田氨挥发损失的效应,处理间氨挥发损失量表现为:CN、B-SCUBF-SCU、BF-RBB、BF-RCU、B-RBB、B-RCU.一次性基施下,B-SCU处理的氨挥发总量显著高于B-RCU和B-RBB处理,一基一穗下3种处理间氨挥发总量差异不显著.不同肥料在2种施肥方式下氨挥发损失量差异不显著,但表现不一致.BF-SCU处理的氨挥发损失量低于B-SCU处理,BF-RCU和BF-RBB处理的氨挥发损失量分别高于B-RCU和B-RBB处理.阶段氨挥发损失来看,施用SCU处理的基肥-蘖肥(7.54%)和蘖肥-穗肥阶段(16.04%)的损失较高,RBB处理的基肥-蘖肥阶段氨挥发损失(2.91%)明显增加,而RCU处理的穗肥后阶段(2.75%)是氨挥发损失的集中时期.追施穗肥尿素增加了穗肥后阶段的氨挥发排放损失,穗肥后阶段氨挥发量与田面水铵态氮质量浓度在不同类型肥料间无明显相关关系.     

锰促进稻田生物结皮固定灌溉水中镉

为了解在不同浓度的锰盐作用下生物土壤结皮对稻田灌溉水中镉的固定作用及机制,将不同浓度的硫酸锰、镉溶液与稻田生物土壤结皮混合,并在实验室内培养15 d.通过分析生物土壤结皮中不同形态的锰、镉的量,探究不同浓度锰盐对土壤结皮中镉的固定及分布的影响.结果表明:锰盐能有效地促进生物土壤结皮固定镉,随着锰盐浓度的增加,生物土壤结皮对镉的去除效率增加.在20.00 mg·L~(-1)硫酸锰条件下,生物土壤结皮对水中镉离子去除率达到98.20%,镉主要以非乙二胺四乙酸可提取的矿物形态存在.通过扫描电子显微镜-电子散射能谱及X射线光电子能谱分析,锰被锰氧化菌氧化成类似水钠锰矿的多孔海绵状物质,镉富集固定在晶格中.本研究对利用生物土壤结皮净化镉污染灌溉水提供了新的思路.     

水田植物营养素的流失与控制措施

从水田流走的植物营养素在农业面源污染负荷中占主要部分,关于它们流失方式的分析是寻求适当的控制措施减少污染负荷的前提.水田植物营养素的流失途径是降雨径流和灌溉回归水,其浓度与土壤类型、作物状态和施肥等因素有关,控制它的最佳途径是改进耕作制度.     

运用Jayaweera-Mikkelsen模型对太湖地区水稻田稻季氨挥发的模拟

运用密闭气室通气法测定了太湖地区典型水稻田lysimeter实验中肥料施用后的稻季氨挥发动态变化和总损失量,并使用Jayaweera-Mikkelsen氨挥发模型验证了测定结果.田间测定结果表明,施用普通尿素和控释尿素后的氨挥发显著不同,在水稻生育期普通尿素的氨挥发损失达施入N量的29%～35%,不同施N水平间差异显著;而不同用量的控释尿素的氨挥发损失则相对一致,仅为施入N量的5%.模型高估了生育期的氨挥发总量,特别是在普通尿素高挥发时期造成了较大偏差.对尿素处理,模型预测值与实测值的比率为2.95～4.19;对控释尿素处理,预测值对实测值有正负偏差,比率为1.19～1.40.运用预测值与实测值的级数商评价了模型的实用性.通过灵敏度分析,对模型中的参数NH 4-N的浓度进行了修正,引入了限制条件.修正后的模型能够很好地满足对高挥发量的预测,模拟结果比率为1.12～1.28.实测田面水中的NH 4-N浓度不能代表模型中参与计算的实际浓度,可能原因是藻类活动对NH 4-N浓度和氨挥发过程产生的影响.     

Influence of soil type and genotype on Cd bioavailability and uptake by rice and implications for food safety

Cadmium (Cd) entering the human body via the food chain is of increasing concern. This study investigates the effects of soil type and genotype on variations in the Cd concentrations of different organs of nine rice plants grown on two types of soils with two Cd levels. Cd concentrations in nine rice cultivars varied significantly with genotype and soil type (P < 0.01). The Cd concentration was higher in red paddy soil (RP) than in yellow clayey paddy soil (YP). The average Cd concentrations of different organs in three rice types were indica > hybrid > japonica for the Cd treatments and controls. The polished grain concentration in YP and RP soils had a range of 0.055-0.23 mg/kg and 0.13-0.36 mg/kg in the Cd treatment, respectively. Two rice cultivars in YP soil and five rice cultivars in RP soil exceeded the concentration limits in the Chinese Food Hygiene Standard (0.2 mg/kg). The Cd concentrations in roots, stems, and leaves were all significantly and positively correlated to that in polished grain in a single test. The Cd concentrations in polished grain were positively and significantly (P < 0.01) correlated with the calculated transfer factors of stem to grain and leaf to grain Cd transfer. The results indicated that the variations of Cd concentration in grain were related to Cd uptake and the remobilization of Cd from stem and leaf to grain. Also, the cultivars with a strong tendency for Cd-accumulation should be avoided in paddy soil with low soil pH and low organic matter content to reduce the risks to human health from high Cd levels in rice.     

砷污染对水稻的影响

砷污染对水稻危害极大，研究表明，废渣中的砷经雨水淋滤，浸泡，渗漏进入农田，造成土壤污染而导致水稻减产其至无收，水是砷污染传播的载体。     

硒对除草剂胁迫下水稻幼苗活性氧清除系统响应的作用

研究了在除草剂苯噻草胺毒害下硒对水稻幼苗体内活性氧清除系统的影响.结果表明,硒缓解了苯噻草胺对水稻幼苗的毒害,表现为株高、根长变化,植株体内叶绿素、蛋白质、谷胱甘肽GSH含量的提高和抗氧化酶活性的增加,·O₂、H₂O₂等活性氧和膜脂过氧化产物MDA含量降低,自氧化速率减慢.经2个样本个体差均值的配对t检验,验证Se处理对水稻具有显著效应.