蚯蚓-菌根相互作用对土壤-植物系统中Cd迁移转化的影响

以灰化土(Aquods soil)为供试土壤,分别加入4种含量的Cd2 (0、5、10、20 mg·kg-1)模拟土壤污染,设置单独加8条蚯蚓(Pheretima sp.)、单独接种菌根(Inoculum Endorize-Mix2)、同时接种蚯蚓和菌根的3种处理,以不加蚯蚓和菌根为对照,各处理均种植黑麦草(Lolium multiflorum),研究蚯蚓、菌根相互作用对土壤-植物系统中Cd迁移转化的影响.结果表明:(1)菌根对土壤pH无明显影响,加蚯蚓可使土壤pH比对照约降低0.2,蚯蚓和菌根同时作用对土壤pH降低没有协同作用.(2)蚯蚓或菌根的加入均能显著增加土壤中可溶性有机碳(DOC)含量,蚯蚓的影响大于菌根,同时加入蚯蚓和接种菌根对土壤中DOC的增加有一定的拮抗作用.(3)蚯蚓活动增加了黑麦草根部Cd的积累,菌根则能促进Cd从黑麦草根部向地上部转移,二者具有促进Cd向地上部分转移的协同作用.(4)蚓粪和土壤中DTPA提取态Cd含量与黑麦草吸收Cd量呈显著相关(p＜0.01),而蚓粪中DTPA提取态Cd含量均显著高于土壤中的含量(p＜0.05).因此,蚓粪中有效态Cd是植物吸收Cd的重要供源.     

《蚯蚓的养殖与利用》一书简介

《蚓蚓的养殖与利用》是根据1982年重庆蚯蚓学术讨论会征集的论文选编而成,由重庆人民出版社出版发行。本书总结了近年来国内蚯蚓养殖利用的科研成果与应用技术经验。主要介绍蚯蚓的生长、发育、繁殖、蚓种造育、蚯蚓处理城乡有机废弃物的养殖工艺与管理技术以及蚓蚓的饲用、药用、城市绿化用等方面的内容。本书理论结合实际,可供大专院校生物系师生、医药、农林、环境保护、轻化工业等部门的管理干部与科技人员以及农村专业户、科技户等参考。     

白线蚓对蚯蚓处理城市污泥的影响

蚯蚓处理污泥反应器中,常伴大量的白色线蚓(寡毛纲、线蚓科).因此,本文以蚯蚓处理城市污泥为研究对象,初步探讨了白线蚓(Enchytraeus Spp.)接种密度对赤子爱胜蚓(Eisena fetida)处理城市污泥的影响.结果表明,白线蚓的密度显著影响了蚯蚓堆肥后产物的物理化学性质和蚯蚓的生物量.白线蚓接种密度与蚯蚓堆肥产物的pH值、电导率(EC)、总氮(TN)呈负相关;与其总有机碳(TOC)、有效磷(AP)、重金属Cu、Zn、Pb、Cr及Cd的含量呈正相关.同时较高的白线蚓接种密度显著降低了蚯蚓的生长率,但蚯蚓的卵数未受显著影响.由此可知,蚯蚓和白线蚓在反应器中存在食物链竞争关系.本研究建议对蚯蚓处理污泥反应器中的白线蚓采取一定的控制措施.     

城市污泥及落叶蚯蚓处理最优条件因子实验研究

蚯蚓的环境生态作用具有促进微生物和其他土壤动物活动、消化分解土壤中重金属的功能,并且能够破碎与分解枯落物。通过城市污泥和城市落叶发酵后建立起蚯蚓养殖基床,以赤子爱胜蚓为主体,通过蚯蚓对污泥中重金属的富集作用实现城市污泥无害化,达到城市污泥与落叶资源化的目的。通过设计四因子四水平正交试验探索赤子爱胜蚓处理城市污泥及落叶的最优条件组合。实验结果表明:在落叶添加比例为35%,蚓床湿度为75%,培养温度为14℃,饲养密度为32mg/g时,赤子爱胜蚓对城市污泥和落叶的处理指标达到峰值,蚯蚓床对于污泥中重金属Cu和Zn的富集量分别为274.32μg/箱和420.98μg/箱,处理效果最佳。     

蚯蚓及其在生态环境保护中的应用

蚯蚓是土壤生态系统中非常重要的生物类群.笔者从环境生态学角度简要介绍了蚯蚓的主要种类、蚯蚓生物学特性、蚯蚓与微生物的关系以及蚯蚓的资源化利用价值.蚯蚓在生态环境保护中重要而特殊的作用主要体现在其在固体废物处理、臭气净化、污水处理等方面的应用以及蚯蚓在环境监测中作为指示生物的重要价值.同时,提出了蚯蚓作为生物指示物进行环境监测的当务之急:应建立严格的标准化试验方法和科学的评价体系;应充分考虑环境条件、污染物的类型、蚓种及其生理状态对监测效用的影响;结合理化监测结果进行综合评价.      

蚯蚓堆制技术处理水葫芦过程中的重金属生物放大作用

水葫芦对重金属有较强的生物富集作用.在利用蚯蚓堆制技术处理水葫芦时,蚯蚓可通过生物放大作用进一步累积重金属.为了研究蚯蚓堆制技术处理水葫芦过程中,蚯蚓对重金属的富集规律,测定了模拟废水中生长的水葫芦茎叶部和根部的Cd(Ⅱ),Cr(Ⅵ),Pb(Ⅱ),Cu(Ⅱ),Ni(Ⅱ)含量,研究了蚯蚓堆制处理水葫芦茎叶过程中蚯蚓蚓体和蚓粪中的重金属含量.研究结果表明,术葫芦虽然可富集重金属,但主要集中在根部,茎叶部含量较少,以茎叶部饲养蚯蚓是较为安全的.当以茎叶部饲养蚯蚓时,受重金属污染的水葫芦可导致蚯蚓生长速率下降.但蚯蚓对重金属有一定耐受力,蚓粪中重金属含量远大于蚯蚓蚓体中的含量.     

外源水溶性有机物对生菜积累重金属Pb、Cd的影响

以城市生活污泥及其蚓粪(蚯蚓处理过的污泥)中提取的水溶性有机物(DOM)为研究对象,研究了DOM对土壤吸持重金属Pb、Cd的影响,同时进行盆栽试验,研究污泥和蚓粪水溶性有机物存在下生菜对重金属Pb、Cd的积累。结果表明:与对照相比,外源DOM的加入可以降低土壤对重金属Pb、Cd的吸附能力。不同来源的DOM对土壤吸附重金属的影响存在差异,相同DOM浓度下,源于蚓粪的DOM比源于污泥的DOM更能抑制土壤对重金属Pb和Cd的吸附。外源DOM的加入可增强土壤重金属Pb、Cd的活性,促进植物对重金属的吸收与积累。     

2种表居型蚯蚓处理污泥的比较研究

用微小双胸蚓(Bimastus parvus)和赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)2种表居型蚯蚓处理城市生活污泥,研究了污泥理化性质和污泥减量以及蚯蚓生物量的变化,比较2种蚯蚓对污泥的处理效果.结果表明,2种蚯蚓对污泥的矿化、降解及减量能力基本一致.接种双胸蚓和爱胜蚓污泥的pH分别降至6.27、7.07,接种双胸蚓使污泥的N、P、K含量分别增加了31.96%、5.76%、17.91%,C/N、C/P降低了44.14%、30.69%;接种爱胜蚓使污泥的N、K含量分别增加了35.48%、11.58%,P含量、C/N、C/P降低了10.12%、46.73%、20.50%.接种双胸蚓和爱胜蚓均能降低污泥中重金属含量,其降低次序分别为ZnCuPbCr和CuZnPbCr.实验结束后,2种蚯蚓的体重、卵数均显著增加,其生长率和生产率分别为76%～86%、156%～131%.     

两种兽药添加剂对蚯蚓的DNA损伤及其联合效应

采用土壤中的指示生物赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）作为受试生物,研究了两种兽药添加剂四环素和金霉素对赤子爱胜蚓的急性毒性.结果表明：滤纸接触法染毒48h后,这两种兽药添加剂在所设最大受试剂量内没有引起蚯蚓死亡,半致死浓度LC50〉3.98×10^-2mg·cm^-2.应用彗星试验检测蚯蚓体腔细胞的DNA损...     

城市生活垃圾处理方式的思考

城市生活垃圾处理方式包括露天堆放和自然填沟、卫生填埋、堆肥、焚烧、饲养蚯蚓、源头分类收集等。其中饲养蚯蚓处理有机垃圾不仅工艺简单，不需要特殊设备，投资不多，没有二次污染，而且处理后的蚓粪、蚓体还可利用。源头分类收集是当前处理垃圾最省钱、最少事、最快捷的方式，有人计算过避免产生1t垃圾和治理1t垃圾所需经费的比是 1：10。     

三氯乙烯在不同土壤中的解吸行为

采用w(TOC)(TOC为总有机碳)不同的2种天然土壤以及用H₂O₂去除大部分软碳和高温灼烧去除全部有机碳后所得到的6种土样为吸附剂,以TCE(三氯乙烯)为研究对象,考察了有机碳含量及组成、矿物质、初始ρ(TCE)等因素对TCE解吸行为的影响,并比较了吸附解吸异质性大小. 结果表明,解吸平衡时6种土样的TCE解吸量不到相应吸附量的25%;TCE在6种土样上的解吸等温线表现出更高的非线性特征. 所有土样都表现出一定程度的吸附解吸异质性,HI(异质性指数)均大于2.0,其中H₂O₂氧化土样的异质性更高(HI>4.0). 2种原土中有机碳和矿物质对TCE解吸的平均贡献率分别为74%和26%,而H₂O₂氧化后的2种土样中该值分别为68%和32%;初始ρ(TCE)越高,矿物质的解吸贡献率相对越低. 此外,TCE的解吸量与土壤矿物质中孔和微孔的体积也有一定的关系.      

UPLC法同时快速测定湿地土壤中的五种低分子量有机酸

研究了超高效液相色谱（UPLC）法同时测定湿地土壤中柠檬酸、草酸、苹果酸、酒石酸和丁二酸等5种有机酸的方法,并测定了武昌湖、巢湖和鄱阳湖湿地土壤样品中的有机酸组成含量,为揭示有机酸在土壤-植物-根际环境中的转运、分配和分泌提供理论依据。结果表明：利用UPLC法可以快速地分离5种有机酸,比HPLC分离时间缩短1倍左右;各有机酸的加标回收率为99.17%～103.55%,相对标准偏差为0.48%～1.92%,检测限为0.05～0.18 mg/kg,该方法线性关系优良（R²>0.997）;除了鄱阳湖湿地土壤样品的酒石酸未能检测出,其他湿地土壤样品中的5种有机酸都能检测出;不同湿地土壤样品的优势有机酸种类不同,武昌湖湿地土壤中的柠檬酸和苹果酸对有机酸总量贡献较大,巢湖湿地土壤中的柠檬酸对有机酸总量的贡献最大,鄱阳湖湿地土壤中丁二酸占有机酸总量的比例小于10%;湿地土壤有机酸含量多集中在土壤深度为30～50 cm处,这与该区域植物根系分布及微生物活性较高有关。     

茂兰喀斯特地区常见蕨类植物根际土氮、磷、钾营养元素含量特征

为探讨喀斯特地区植物根际土壤的养分含量特征及植物的适生机制,本文以茂兰喀斯特地区的专性钙生植物种、厌钙植物种和广布种三类对石灰土环境适生能力不同的蕨类植物为研究对象,采用剥落分离法收集根际和非根际土壤,分别对其氮、磷、钾元素进行测定分析。结果表明:(1)研究区土壤全氮含量无论是根际土还是非根际土均较高,根际土为专性钙生植物种广布种厌钙植物种,非根际土为石灰土酸性土,不同种(类)植物根际土壤间差异显著(p0.05)。全磷和有机磷含量均是石灰土显著高于酸性土(p0.05);石灰土非根际土全P含量处于较高水平,有效P偏低,酸性土非根际土有效P处于极低水平;不同种(类)植物根际土各形态磷素含量变异特征与非根际土各形态磷素含量变异特征基本一致。全钾含量无论根际还是非根际均是酸性土稍高于石灰土,而速效钾含量却是石灰土显著高于酸性土(p0.05);各植物种根际土壤速效K含量多处于中等偏低水平,而在不同类植物根际土壤中,除厌钙植物种处于较低水平外均达到较高水平,在石灰土非根际土壤和酸性土非根际土壤中也达到高到极高水平;各类土壤全钾含量均处于较低水平。(2)专性钙生植物种根际土壤较厌钙植物种根际土壤对土壤全N、全P、全K、有机P、有效P和速效K的根际效应均要强,其中,专性钙生植物种根际土壤中的全N、全P、有机P和有效P含量均高于非根际土壤。专性钙生植物种和广布种对土壤P、K具有较强的活化能力,厌钙植物种的活化能力相对较弱,但对其需求、吸收的程度较高。(3)根际及非根际土壤各元素含量及变异特征主要受土壤类型、质地、水热条件、生物活动等因素的影响。厌钙植物种对土壤P、K活化能力较弱而需求较高可能是其在石灰土上生长受限的原因之一。     

蚯蚓对菇渣中纤维素和木质素生物转化的研究

为了探索农业废弃香菇菇渣"减量化、无害化、资源化"循环化利用的有效途径.本实验按照不同碳氮比设置菇渣混合基质，接种蚯蚓（Eisenia foetida）对其进行生物转化.实验培养56 d，每14 d取样，分别测定了总氮、总有机碳、木质素和纤维素含量，脲酶、蔗糖酶、纤维素酶和多酚氧化酶活性变化情况，以及菇渣生物转化前后的结构变化情况（扫描电子显微镜SEM）和生物转化产物浸提液的发芽率等指标.结果显示：在蚯蚓生物转化过程中，各处理组总氮、总有机碳和木质纤维素含量与处理前相比均有不同程度的降低，其中，碳氮比为25的处理组纤维素和木质素的降解率最高，分别为50.06%和77.01%；各个处理组中脲酶、蔗糖酶、纤维素酶和多酚氧化酶活性呈不同程度的变化趋势，其中，碳氮比为25的处理组纤维素酶活性增加最多，增加了81.25%；扫描电镜结果显示，蚯蚓生物转化可以将菌渣碎片化；另外，蚯蚓堆肥产物浸提液可以提高黑麦草发芽率.综上，推测碳氮比为25的蚯蚓生物转化体系更有利于菇渣基质处理.     

Sorption of a triazol derivative by soils: importance of surface acidity

The sorption of a triazol derivative,1-(4-chlorophenyl)-4,4-dimethyl-2-(1H-1,2,4-triazol-1-yl)penten-3-ol with a common name of s3307D,on fifteen soils and three H2O2-treated soils was investigated.The sorption isotherm for each untreated and treated soil was nonlinear,and was best fitted to Freundlich sorption equation.Soils containing hith amount of clay content or organic matter or both sorbed much higher amounts of the chemical than soils that had low contents of these soil constituents.H2O2-treated soils showed sonsiderable sorptive affinity for S3307D.It was concluded that both organic matter and mineral fraction in natural soils contributed to the sorption of the basic compound.Sorption by the H2O2 treated soils increased as suspension pH decreased,but all suspension pHs exceeded the pKa of the compound by more than two units.This implies that organic base protonation can occur on surfaces of soil components,and surface acidity (exchangeable acidity)is important in sorption process of the organic base rather than suspension pH.     

高效氯氰菊酯在土壤中的降解动态

在实验室条件下研究了高效氯氰菊酯两个异构体在3种土壤中的降解动态,随着时间的延长,氯氰菊酯在土壤中的含量逐渐减少.在未考虑土壤中微生物的作用时,3种农药在土壤中的稳定性与土壤中的有机质含量及pH值存在一定的相关性;高效氯氰菊酯在有机质含量高、pH值高的土壤中降解较快;在土壤中的降解以微生物降解为主,化学降解为辅.高效氯氰菊酯顺式体、反式体在黑土中的降解半衰期分别为7.95,5.35d;在河南二合土中的降解半衰期分别为13.2,6.87d;在江西红壤中的降解半衰期分别为30.3,15.9d,3种土壤微生物均选择性降解高效氯氰菊酯反式体,并且在酸性土壤中表现得更为稳定.     

滇池泥炭土对两种抗生素和双酚A的吸附

用不同浓度NaOH溶液处理采集自云南滇池的泥炭土,研究处理前后的泥炭土对两种抗生素磺胺甲恶唑（SMX）、卡马西平（CBZ）及双酚A（BPA）的吸附机理,并深入探讨3种污染物及泥炭土性质对吸附特性的影响.吸附等温线拟合结果表明,Freundlich模型对3种物质在泥炭土上的吸附等温线有较好的拟合优度.3种物质中,BPA的非线性指数n值最低,这可能是由于其不对称的结构特征导致.随着处理泥炭土的NaOH浓度增加,3种吸附质在泥炭土上的吸附顺序为BPA > CBZ > SMX,BPA的吸附最高可能是由于其含有两个酚羟基,与泥炭土有较强的极性作用导致,而CBZ的吸附比SMX的吸附高是由憎水性作用引起.NaOH处理后并没有增加泥炭土对这3种吸附质的吸附,说明对于离子型化合物,吸附过程和机理复杂,BPA蝴蝶状结构及苯环上含有两个羟基可能导致其在泥炭土上出现特异性吸附,这导致其吸附系数最高;NaOH处理后泥炭土的有机碳含量增加但比表面积可能降低,从而使3种污染物的吸附降低.因此,本研究3种离子型化合物在泥炭土上的吸附受到吸附质的官能团及溶解度、泥炭土的有机碳含量及官能团等多种因素的影响.     

土壤中苯氧羧酸类除草剂的降解动态

在室内模拟条件下研究了 2甲 4氯、2,4-D和除草醚在土壤中的降解动态 .将它们放在 3种不同有机质含量的土壤中培养 ,隔一段时间取出测定它们在土壤中的含量 ,发现随着时间的延长 ,它们的含量在逐渐减少 .在未考虑土壤中微生物的作用时 ,上述 3种农药在土壤中的稳定性与土壤中的有机质含量及 pH值似乎存在一定的相关性 .除草剂在有机质含量高的土壤中降解较快 ,2甲 4氯 ,2 ,4-D和除草醚在黑土中的降解半衰期分别为 28.6d,27.3d,71.5d;而在红土中的降解半衰期分别为223.6d,301.4d,97.6d,苯氧羧酸类除草剂在酸性土壤中表现得更为稳定 .     

A comparison of the compositional differences between humic fractions isolated by the IHSS and exhaustive extraction procedures

Humic substances (HSs), consisting, on the basis of solubilities in aqueous acid and basic media, of humic acids (HAs), fulvic acids (FAs), and humin (Hu), are the major components of soil organic matter (SOM). Most studies of soil/natural organic matter (SOM/NOM) have been carried out on extracts of soils in dilute sodium hydroxide solutions, the solvent used to extract the Standards of the International Humic Substances Society (IHSS). However, Hu, the major component in the classical definition of HSs, is insoluble in aqueous base and is not isolated by the traditional IHSS method. Recently, a sequential exhaustive extraction (SEE) process has been shown to be capable of isolating and separating the major components of the classically defined HSs from the soils of the temperate and tropical regions. The SEE system was used in the present study to isolate the HA/FA and Hu fractions from a subtropical volcanic Taiwanese soil. Chemical and compositional properties of these extracts were then compared with similarly obtained isolates from soils from the different climatic regions. Increases in the aliphatic relative to aromatic carbon contents were observed for both the HA and FA fractions when the pH values of the extraction media were increased. HAs and FAs isolated using the SEE method have spectroscopic profiles similar to those from the IHSS isolate; however, the cumulative extraction efficiency (%) of the SEE method (65 %) for the volcanic soil was much higher than for the traditional IHSS method (33 %). When the residual volcanic soil, following extractions once, three, and eight times with 0.1 M NaOH were then extracted with dimethyl sulphoxide (DMSO) plus concentrated sulphuric acid (the final solvent in the SEE sequence) it was seen that the content of crystalline polymethylene hydrocarbon (33 ppm ¹³C-NMR resonance in the Hu (or DMSO/acid)) extract increased relative to the amorphous methylene (30 ppm). That highlights the difficulty in dissolving the more highly ordered hydrocarbon structures that would be expected to have closer associations with the mineral colloids. Although the SEE procedure isolated all of the HAs and FAs from the Yangmingshan soil, extractability of the Hu from the volcanic soil in the DMSO/acid solvent was low (21 %), and contrasted with the much higher yields from temperate and tropical regions. The decreased Hu extraction may arise from its associations with the extensive iron and aluminium hydroxide mineral colloids in the soil. The Hu from this sub-tropical soil was different from the Hus isolated from other soil types, indicating the need to isolate and characterise these recalcitrant organic material in order to understand the organic carbon components in soils in greater detail. Such results would indicate that more attention should be given to mineral colloids in soils, and to the organo/mineral associations that will have an important role in the stabilities of OM in the soil environment.     

重庆渝北地区土壤重金属形态特征及其有效性评价

结合渝北地区土壤重金属全量及形态分析,对区内主要土壤类型(紫色土、石灰土、黄壤、水稻土)中的As、Cd、Cr、Pb形态构成特征、影响因素及有效性进行研究. 结果表明:不同土壤类型重金属形态构成差异明显,Cr、Pb在各土壤类型中均以残渣态为主;Cd在黄壤、紫色土中以离子态、残渣态为主,其中离子态平均构成在2类土中分别高达37.44%、29.97%. w(可利用态As)和w(可利用态Cr)在紫色土中的平均值分别为0.04和0.96mg/kg,w(可利用态Cd)在水稻土和紫色土中的平均值分别为0.13和0.09mg/kg,w(可利用态Pb)在黄壤中的平均值为1.94mg/kg,表现出较高生物有效性;石灰土中各重金属可利用态总体较低. w(可利用态As)、w(可利用态Cd)分别与As全量(以w计,下同)、Cd全量呈显著正相关;w(可利用态Cd)和w(可利用态Pb)与pH,w(可利用态Cr)与w(有机质)均呈显著负相关. 紫色土中w(可利用态Cd)、w(可利用态Cr)和w(可利用态Pb)与各重金属全量、pH和w(有机质)三者显著服从多元非线性对数回归,通过该回归可对研究区紫色土这3个元素的可利用态含量进行预测.