砷超富集植物蜈蚣草中磷和钙的亚细胞分布及其与耐砷毒的关系

为了在研究砷超富集植物蜈蚣草中磷和钙的亚细胞分布,并探讨其与蜈蚣草耐砷毒的关系进行了试验研究.结果表明,蜈蚣草吸收的磷主要分布在胞质组分中(平均占各部位总磷含量的44%以上),吸收的钙主要分布在细胞壁组分中(平均占各部位总钙含量的48%以上).与低钙(0.03和2.5 mmol·L-1)处理相比,高钙(5.0 mmol·L-1)处理时,根部的胞质组分和叶柄的细胞器组分中磷含量较高.各器官的亚细胞组分中钙含量随着介质中添加钙浓度的提高而增加.介质钙浓度过高会抑制蜈蚣草的生长.在加砷处理下,根部和叶柄细胞壁组分的磷含量有所减少,但地上部细胞器组分的磷含量及其含磷总量占植株含磷总量的相对比例、根部细胞壁组分的钙含量增加.蜈蚣草自主调节磷和钙的亚细胞水平分布可能是其耐砷毒的机制之一.     

轮叶黑藻和穗花狐尾藻对铜的吸收机制研究

应用室内模拟试验,通过对铜(Cu)的短期吸收动力学、各亚细胞组分吸收动力学以及Cu的释放研究,探讨了两种沉水植物轮叶黑藻[Hydrilla verticillata(L.f.)Royle]和穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)对Cu的吸收机制.结果表明:①轮叶黑藻和穗花狐尾藻均对Cu具有较高的吸收速率,且两种植物最高吸收速率差异不显著[Vmax(DW)为2μmol·(g·min)-1,P>0.05];②在2μmol·L-1Cu溶液中暴露不同时间(0~96 h),两种沉水植物叶片和茎中各亚细胞组分的Cu含量均迅速增加并约在12 h后达到平衡.各时间处理下,两种植物叶片富集的Cu含量均显著高于茎(P<0.05),并且叶片中的Cu均主要分布在细胞壁(>60%),其次是可溶部分和细胞器;③两种植物相比,黑藻叶片细胞壁中富集的Cu含量显著高于狐尾藻,而细胞内富集的Cu含量差异不显著.轮叶黑藻对Cu的富集和释放能力均高于穗花狐尾藻.     

小球藻对Pb2+吸附及其亚细胞分布研究

通过溶液培养小球藻Pb2+暴露实验分析小球藻对Pb的富集以及亚细胞分布情况.结果表明:小球藻对Pb的富集总量随暴露浓度、暴露时间的增加而增加.运用差速离心法研究了小球藻中Pb在亚细胞中的分布,热力学实验与动力学实验的细胞分布结果均表明含细胞壁等残渣部分(组分I)中Pb的浓度远高于含细胞核、叶绿体、线粒体等细胞器膜系统(组分II)和可溶蛋白等细胞溶质部分(组分III)中Pb的浓度.采用动力学模型与等温线方程对实验数据进行拟合,结果表明小球藻对于Pb2+的生物吸附过程适宜用Elovich方程和二级吸附速率方程采描述,生物吸附平衡可用Langmiur等温式和Freundlich等温式来描述,小球藻对于Pb2+的生物吸附为非均相的扩散过程.     

NTA对玉米体内Cu、Zn的积累及亚细胞分布的影响

通过向多金属复合污染土壤中加入螯合剂氨三乙酸(NTA)并运用差速离心法研究了NTA对玉米根、茎和叶中Cu、Zn亚细胞分布的影响.结果表明:Cu和Zn在玉米细胞内的分布特征与其吸收和富集重金属能力密切相关,NTA能显著促进Cu和Zn在玉米体内的吸收和积累并且影响重金属在细胞壁和液泡内的分布.在玉米细胞内,细胞壁是Cu的主要结合位点,其次为含液泡的细胞质部分,只有少量的Cu分布在叶绿体、线粒体、细胞核等细胞器组分中;Zn更趋向于分布在以液泡为主的细胞质中,并且在细胞器中也有较高的分布.在NTA诱导下,Cu和Zn在液泡内的分布呈强化趋势,有从细胞壁向细胞质转移的趋势,叶片中细胞器的重金属也部分向细胞质转移.     

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.     

菌龄对恶臭假单胞菌吸附铜离子能力的影响

研究了菌龄对恶臭假单胞菌5-x(P.putida5-x)表面壁膜系统吸附Cu2+能力的影响.结果表明,不同生长期细胞的壁膜对Cu2+吸附能力有显著差异,18h的最低,之后随着菌龄增加而上升,在36h达到最大.细胞壁膜的主要组分肽聚糖(PEG)层、外膜和内膜是细胞壁膜吸附Cu2+的主要场所.细胞壁膜的Cu2+吸附能力随菌龄变化的主要原因是壁膜中的外膜、内膜与PEG层的含量以及外膜和内膜对Cu2+的吸附能力随菌龄的变化.细胞外膜的主要成分磷脂和脂多糖的含量,以及内膜的主要成分磷脂的含量随菌龄的变化是导致不同菌龄细胞外膜和内膜的Cu2+吸附能力有显著差异的主要原因.     

几种植物根亚细胞中菲的分配

以菲为多环芳烃(PAHs)代表物,采用温室水培试验方法,研究了黑麦草、苏丹草、墨西哥玉米、高羊茅、三叶草等5种植物根亚细胞中菲的分配作用.结果表明,经144h培养,随着培养液中菲平衡浓度由0.056mg·L-1增至0.39mg·L-1,黑麦草根、细胞壁、细胞器中菲的含量分别从26.85、20.01和36.19mg·kg-1增大到56.91、49.54和59.77mg·kg-1,富集系数则分别由357.14、479.49和649.25L·kg-1降低到145.92、127.04和153.26L·kg-1.黑麦草根及亚细胞组分中菲的含量大小为细胞器根细胞壁,其中细胞器中菲含量要比细胞壁高21%～163%.水中菲的起始浓度均为1mg·L-1时,144h后,供试5种植物根细胞器中菲的含量(48.64～145.2mg·kg-1)均大于细胞壁(15.86～74.49mg·L-1).5种植物根亚细胞中菲分配的比例大小顺序为细胞器细胞壁可溶部分;其中,根内46%～53%和31%～40%的菲分别分布在细胞器和细胞壁中.     

锌对长柔毛委陵菜中铅的分布和化学形态的影响

通过营养液培养并采用差速离心技术和化学试剂逐步提取法,分析了Zn对Pb在长柔毛委陵菜(Potentilla griffithii var. velutina)的器官及其亚细胞分布和化学形态的影响.结果表明,除对照外,79%～88%的Pb富集在长柔毛委陵菜的根部,并且植物体内47%～77%和13%～45%的Pb分别分布在细胞壁和可溶组分中.虽然加Zn没有改变Pb在植物亚细胞分布中"细胞壁>可溶组分>细胞核和叶绿体>线粒体"的格局,但Pb和Zn的添加都增加了Pb在细胞壁的分配比例,减少其在可溶组分的富集,即Pb和Zn的添加增强了细胞壁对Pb的固持作用.长柔毛委陵菜体内的Pb以不同化学形态存在:在对照中82%～89%的Pb以乙醇提取态和水提取态存在;而在其它处理中以盐酸提取态为最高形态,占总量的28%～60%.同时,Pb和Zn的添加导致植物中Pb的乙醇提取态和水提取态等活性较强形态的分配比例减少,促进Pb向活性较弱的结合形态转移.因此,根部滞留、细胞壁固持、可溶组分的液泡区隔化和活性较强的结合形态的减少是长柔毛委陵菜耐Pb的主要机制.     

铜在拔节期小麦中的亚细胞分布

为了解小麦对Cu的解毒及耐性机制,通过盆栽试验并采用差速离心法研究了Cu在拔节期小麦根和叶片中的亚细胞分布。研究表明,在Cu胁迫下根和叶亚细胞组分中Cu含量随胁迫浓度的升高呈上升趋势,Cu主要富集在小麦根部,向地上叶片中输送较少,小麦根部Cu含量是叶片中的1.7~4.1倍。细胞质可溶性部分和细胞壁是Cu在小麦细胞内分布的主要位点,分别占总量的36%~81%和14%~48%,细胞器中分布较少,提高Cu胁迫浓度增强了细胞质可溶性部分对Cu的区隔化作用,减弱了细胞壁对Cu的固持作用,同时减少了Cu在细胞器中的分布;叶片细胞壁对Cu的固定作用较强,根部细胞质可溶性部分对Cu的区隔化作用较强。分析表明,细胞壁的沉淀和细胞质的区隔化作用对小麦对Cu的耐性起着重要的作用。     

铬胁迫下再力花的生长、铬积累及亚细胞分布

在小型模拟湿地系统开展盆栽实验,研究Cr(Ⅵ)胁迫对再力花(Thalia dealbata)的生长、各器官中Cr含量、积累量及其亚细胞分布的影响。结果表明,Cr胁迫下各器官生物量表现为:根>茎>叶,且在铬处理浓度为40 mg/L时各种生长指标(包括株高、根长、生物量)均达到最大。随着Cr胁迫浓度的增加,再力花根、茎、叶中Cr含量显著增加。在相同Cr浓度处理时,Cr含量和积累量总趋势为:根>茎>叶。再力花根、叶中Cr大部分存在于细胞壁、胞液中,少量分布在细胞器中,分布趋势为细胞壁>胞液>细胞器。然而,茎中Cr大部分存在于细胞器中(51.97%~61.19%),在细胞壁和胞液中较少。再力花对铬的耐性指数和滞留率随着Cr处理浓度的增加而显著上升,且Cr转运系数较低,根部对Cr的固持能力较强,而且地上部分(叶、茎)对铬的富集系数较高(最大值为3.05)。综上,再力花具有较强的铬积累力与耐受力,在修复水体重金属铬污染中具有潜在的应用价值。     

Impact of industrial wastewater disposal on surface water bodies in Mostord area north Greater Cairo

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｕｓｅｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒｉｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅｉｓｏｆｓｕｐｒｅｍｅｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｉｎａｒｉｄａｎｄｓｅｍｉ ａｒｉｄｃｏｕｎｔｒｉｅｓ.Ｉｎｓｕｃｈｃｏｕｎｔｒｉｅｓｗａｔｅｒｉｓｂｅｃｏｍｉｎｇａｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｓｃａｒｅｒｅｓｏｕｒｃｅａｎｄｐｌａｎｎｅｒｓａｒｅｆｏｒｃｅｄｔｏｃｏｎｓｉｄｅｒａｎｙｓｏｕｒｃｅｏｆｗａｔｅｒｗｈｉｃｈｍｉｇｈｔｂｅｕｓｅｄｅｃｏｎｏｍｉｃａｌｌｙａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｔｏｐｒｏｍｏｔｅｆｕｒｔｈ…     

宝鸡城市土壤重金属生物活性与环境风险

在野外调查与前期研究的基础上,根据一点多样混合采样法收集宝鸡市工业区土壤分析样品50个,采用Tessier连续形态分析法对城市土壤重金属Pb、Zn、Cd、Cr、Cu、Sb形态进行分级并使用ICP-OES对其各形态含量进行测定.在对6种重金属活性系数(MF)、迁移系数(MJ)、综合潜在生态风险指数(RI)及人群健康风险研究的基础上,对重金属地球化学形态分布、迁移能力、生物活性与环境风险进行了探讨.结果表明,宝鸡工业区城市土壤重金属Zn、Cd、Cr、Cu、Sb形态均以残渣态为主,而Pb主要以铁锰氧化物结合态为主;在各形态含量所占百分比中,重金属Cr可交换态含量最低.化学形态分析结果显示,6种重金属整体迁移的顺序为:Pb(77.60%)Zn(47.36%)Cu(35.86%)Cd(30.91%)Sb(16.46%)Cr(11.31%);土壤Pb(MF=35.77%)的生物活性最强,Cd(MJ=0.091)的迁移能力最大.城市土壤重金属Cd和Cr对儿童和成人的致癌风险处于中低等水平,但Cr对儿童将产生较大的非致癌风险.而重金属Pb对儿童和成人均产生非常明显的非致癌风险和中等程度的致癌风险,可见,重金属Pb是宝鸡市城市土壤最主要的环境污染物与健康风险因子.重金属Pb、Zn、Cd、Cr、Cu、Sb工业排放与化石燃料燃烧的来源和城市儿童高铅血症的检出率说明宝鸡工业区重金属的干湿尘降污染应该引起高度重视.     

Adsorption and desorption of Cu(Ⅱ) and Pb(Ⅱ) in paddy soils cultivated for various years in the subtropical China

The adsorption and desorption of Cu(Ⅱ) and Pb(Ⅱ) on upland red soil,and paddy soils which were originated from the upland soil and cultivated for 8,15,35 and 85 years,were investigated using the batch method.The study showed that the organic matter content and cation exchange capacity (CEC) of the soils are important factors controlling the adsorption and desorption of Cu(Ⅱ) and Pb(Ⅱ).The 15-Year paddy soil had the highest adsorption capacity for Pb(Ⅱ),followed by the 35-Year paddy soil.Both the 35-Year paddy soil and 15-Year paddy soil adsorbed more Cu(Ⅱ) than the upland soil and other paddy soils.The 15-Year paddy soils exhibited the highest desorption percentage for both Cu(Ⅱ) and Pb(Ⅱ).These results are consistent with the trend for the CEC of the soils tested.The high soil CEC contributes not only to the adsorption of Cu(Ⅱ) and Pb(Ⅱ) but also to the electrostatic adsorption of the two heavy metals by the soils.Lower desorption percentages for Cu(Ⅱ) (36.7% to 42.2%) and Pb(Ⅱ) (50.4% to 57.9%) were observed for the 85-Year paddy soil.The highest content of organic matter in the soil was responsible for the low desorption percentages for the two metals because the formation of the complexes between the organic matter and the metals could increase the stability of the heavy metals in the soils.     

城市功能对贵阳市城区土壤重金属分布的影响

将贵阳市城区土壤按照不同功能区取样分析,研究贵阳市城区多种土地利用功能下土壤重金属累积(污染)程度及分异特征。结果表明:贵阳市城区校园土壤As(21.8mg/kg)、Ni(47.1mg/kg)和Pb(139mg/kg)含量最高,工业区土壤Cd(1.48mg/kg)和Zn(314mg/kg)含量最高,垃圾中转站土壤Cu(115mg/kg)含量最高,工业区、学校、垃圾中转站和交通十字路口土壤重金属累积较重,并已达到轻度污染,住宅、公园和广场土壤重金属累积程度较轻,处于清洁水平。工业区土壤主要污染金属为Cd、Zn和Pb,学校、交通路口土壤主要污染元素是Pb和Cd,垃圾中转站土壤主要污染元素是Cd和Zn。贵阳市城区土壤Cd、Zn和Pb受人类活动影响较大,其中土地利用功能导致贵阳市城区土壤Pb的分异程度最大。     

南京不同功能区街道路面积尘重金属污染评价与源分析

以南京不同功能区(商业区、居住区、交通区、风景区、文教区、工业区和城乡结合区)的街道路面积尘为研究对象,测定其w(Cd),w(Cr),w(Cu),w(Ni),w(Pb),w(Zn),w(Mn),w(As),w(V),w(Fe)和w(Ti). 通过富集因子法和综合污染指数法评价重金属污染水平,采用主因子分析法分析重金属可能的污染源. 富集因子法评价结果表明,Cr和Ni为中度富集,其中Cr在商业区的富集程度最大,Ni在工业区的富集程度最大. Cd,Cu,Pb,Zn和As为显著富集,其中Cd在居住区的富集程度最大,Cu,Pb,Zn和As在商业区的富集程度最大. 内梅罗综合污染指数法评价结果表明,Cr在警戒限内,属于尚清洁;Cu,Ni和Zn属于轻度污染;Cd为重度污染. 不同功能区的内梅罗污染指数各不相同,如商业区、居住区和交通区的Pb,Zn,Ni和Cd的内梅罗污染指数较高. 主因子分析结果显示,污染可能来自3个方面:Ni,Mn,Fe,Ti和V可能来自于当地的土壤;Cd,Cu,Pb,Zn和As可能来自于混合源;Cr可能来自于石化工业源.      

山美水库沉积物重金属污染状况及风险评价

为了解泉州市山美水库沉积物重金属空间分布及污染水平,采用电离子耦合法(ICP-MS)测定了库区20个采样点不同分层的67个沉积物样品的w(As)、w(Zn)、w(Cd)、w(Pb)、w(Cu)、w(Cr),并采用地累积指数法和潜在生态危害指数法进行了库区重金属污染程度及生态风险的评价. 结果表明,Cd是山美水库最主要的重金属污染物,不同分区分层w(Cd)平均值为0.24~0.49 mg/kg,受人为活动影响较大.不同分区w(Cd)存在差异,污染层的Ⅰ区、Ⅱ区显著高于Ⅲ区(P<0.05). Pb和Cu虽有累积但污染情况较轻. 重金属污染来源主要为入库河流承接的沿程生活、工业及农业污染物,部分来源为周边村庄的生活及农业污染物. 地累积指数法评价结果显示,山美水库各重金属元素的平均污染程度由强到弱依次为Cd(轻度污染)>Cu(清洁)>Pb(清洁)>As(清洁)>Zn(清洁)>Cr(清洁). 潜在生态风险结果显示,6种元素中,Cd的生态风险为“强”,其他重金属则是低或无生态风险. 研究显示,在开展底泥疏浚工作中,疏浚深度的确定应综合考虑沉积物氮、磷及重金属污染状况,并需在底泥堆场采取防渗措施避免重金属对土壤及地下水产生二次污染.      

红枫湖沉积物中重金属污染特征与生态危害风险评价

调查了红枫湖沉积物中重金属的含量、分布特征与富集情况. 分别以现代工业化前正常颗粒沉积物中重金属含量的最高背景值和红枫湖周边环境土壤的背景值为参比值,对红枫湖沉积物中重金属的富集系数和生态危害系数以及各采样点的生态危害指数进行了探讨,并结合瑞典学者Lars Hkanson潜在生态危害指数法对红枫湖沉积物中重金属的生态危害进行了评价. 结果表明:该湖泊沉积物中重金属含量分布呈现一定的区域特征,北湖湖区重金属平均含量高于南湖湖区;以现代工业化前正常颗粒沉积物中重金属含量的最高背景值为参比值,重金属的富集顺序为Cd＞Hg＞As＞Cu＞Zn＞Pb,污染水平顺序为Cd＞Hg＞As＞Cu＞Pb＞Zn;以红枫湖周边环境土壤平均值为参比值,重金属的富集顺序为Cu＞Cd＞Zn＞As＞Pb＞Hg,污染水平顺序为Cd＞Hg＞As＞Cu＞Pb＞Zn.       

A survey of arsenic and other heavy metals in vegetation from markets or mine tailings

This research includes two investigations. The first one is a market basket survey of the levels of arsenic （As） and trace elements in bracken fern （Pteridium aquilinum） originated from three countries： South Korea, China and North Korea. The results showed that the mean As concentrations in stems of samples were significantly higher than those in leaves. As concentrations in all samples did not exceed food safety limits for vegetables. Generally, concentrations of Fe, Mn, Cu and Zn in leaves were higher than those in stems. The second investigation is a survey on the levels of As and other heavy metals in vegetation in the vicinity of Myoungbong mine tailings. The results demonstrated that As, Pb and Cu concentrations and bioaccumulation factors （BCF） in seedlings of the fern（A splenium achilleifolium） were the highest, whereas Marsh horsetail（Equisetum polustre） accumulated the highest levels of Zn. Concentrations of As, Pb, Zn and Cu in vegetable-cress （Lepidium sativum） and the edible herb-aromatic madder （Elasholtzia splendens） were higher than food safety limits. Therefore, a risk assessment of As and other heavy metals in vegetables and herbs on local human health should be conducted in the future.     

Risk assessment of heavy metal contaminated soil in the vicinity of a lead/zinc mine

Heavy metal contamination of soils through anthropogenic activities is a widespread and serious problem confronting scientists and regulators throughout the world. In this study we investigated the distribution, chemical species and availability of lead, zinc, cadmium and copper in nine surface（0 to 20 cm） soils from near an abandoned lead/zinc mine tailings located in Shaoxing, Zhejiang, China. Total heavy metal contents ranged from 5271 to 16369 mg/kg for Pb, 387 to 1221 mg/kg for Zn, 3.0 to 9.3 mg/kg for Cd and 65 to 206 mg/kg for Cu. In general, all heavy metals exceeded China National Standards for Soil Environmental Quality of Heavy Metals by a factor of 3-65 times. Comparison of the heavy metal concentrations（Pb, Zn, Cd and Cu） with clay content revealed a strongly significant relationship while significant relationship（ P 〈 0.001 ） was also obtained between Cd ＋ Zn and Pb ＋ Cu. Solid phase speciation of the soils using Tessier procedure showed that the heavy metals were distributed in the order： residual 〉〉 organically complexed-Fe-Mn oxides occluded 〉 carbonate bound 〉 exchangeable 〉 water soluble. In the organic matter fraction, the ratio of Pb（29.1% ） to its total concentration in the soils was higher than those of Zn（4.70% ）, Cd（3.16% ） and Cu（9.50% ）. The percentages of the water soluble and the exchangeable fractions of Pb（1.80% ） and Cd（2.74% ） were markedly greater than those of Zn（0.10% ） and Cu（0.15% ）, suggesting that Pb and Cd are relatively more mobile and hence more toxic in the contaminated soils. Strongly significant relationships between H20-Pb, H20-Zn and H20-Cu, strong positive correlations between H20-Pb, H20-Zn, H20-Cu and organic matter in soil were found. The content of H20-Pb, H20-Zn, H20-Cu was negatively correlated with pH values. The similar negative relationships between pH values and exchangeable heavy metals were also recorded. It is suggested that increasing soil pH or liming the soil could decrease bioavailability of heavy metals in the soil.     

Bioaccumulation of heavy metals in fishes from Taihu Lake, China

The Cr,Zn,Cu,Cd,Pb contents were determined in Cyprinus carpio Linnaeus,Carassius auratus Linnaeus,Hypophthalmichthys molitrix and Aristichthys nobilis,which were caught from Meiliang Bay,Taihu Lake,a large,shallow and eutrophic lake of China.The results showed that:(1)the Cr,Cu,Pb,Cd contents in the edible parts of the four fish species were much lower than Chinese Food Health Criterion(1994),but the Zn contents were higher than the Criterion;(2)Cd contents were the highest in the liver of fish,Pb contents were almost the same in all organs of fish,Cr contents mainly enriched in the skin and gonads,Zn contents were the highest in the gonad(♀),and Cu contents were the highest in the liver;(3)the total metal accumulation was the greatest in the liver and the lowest in the muscle.The total metal accumulation was the highest in C.auratus L.This investigation indicated that fish products in Taihu Lake were still safe for human consumption,but the amount consumed should be controlled under the Chinese Food Health Criterion to avoid excessive intake of Zn.