土壤Cu、Cd污染对两种蚯蚓种的急性毒性

通过室内模拟重金属Cu、Cd污染实验,测定了在黄泥土条件下赤子爱胜蚓和威廉环毛蚓的急性毒性效应以及体内累积量.结果表明,赤子爱胜蚓体内Cd累积量与土壤Cd浓度呈显著正相关,赤子爱胜蚓和威廉环毛蚓体内Cu累积量在土壤Cu浓度200～392mgkg-1时呈上升趋势,在Cu浓度392～1075.6mgkg-1时呈下降趋势;威廉环毛蚓体内Cd累积量在土壤Cd浓度200～548.8mgkg-1时呈上升趋势,在Cd浓度548.8～1505.8mgkg-1时呈下降趋势.赤子爱胜蚓和威廉环毛蚓的LC50(Cu)分别为387～555mgkg-1和412～653mgkg-1,LC50(Cd)分别为809～1138mgkg-1和708～1030mgkg-1.总体来看,威廉环毛蚓对重金属Cu的累积能力以及耐受性均强于赤子爱胜蚓,而赤子爱胜蚓对Cd的耐受性强于威廉环毛蚓,但累积能力低于威廉环毛蚓.图4表1参25     

壬基酚聚氧乙烯醚暴露下赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）的生理损伤

利用急性接触试验和人工土壤试验分别研究了壬基酚聚氧乙烯醚（NPEO）对赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）的致死性和氧化损伤.急性接触试验结果显示,NPEO对赤子爱胜蚓的48 h毒性半致死剂量p（48 h,LD50）为0.58 mg·L^-1;人工土壤试验结果显示,NPEO可诱导赤子爱胜蚓CAT酶活力、GST酶活力、GSH含量和氧化产物（MDA）含量上升,暴露28 d时,NPEO浓度与赤子爱胜蚓CAT酶活力、GST酶活力、GSH含量和MDA含量呈正相关,且均存在显著的剂量-效应关系（P＜0.05）,NPEO剂量增加对赤子爱胜蚓SOD酶活性和Cu-Zn SOD酶活性有轻微抑制作用.以上结果表明NPEO在亚致死暴露浓度下＜0.50 mg· kg^-1）会对赤子爱胜蚓产生生理胁迫并导致一定程度的氧化损伤.     

转野生荠菜凝集素基因棉花对赤子爱胜蚓的影响

在实验室条件下分别给赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)饲喂在自然状况下可能接受的棉叶最高添加量和2倍最高添加量的转野生荠菜凝集素(WSA)基因棉花(Gossypium hirsutum)叶片,并以其亲本棉花叶片为对照,以牛粪为阴性对照,以农药为阳性对照,研究种植转WSA基因棉花对赤子爱胜蚓死亡率、生长及繁殖的影响。结果表明,在49 d的试验周期内,与取食亲本棉花叶片的赤子爱胜蚓相比,取食转WSA基因棉花叶片的赤子爱胜蚓的死亡率,体质量,GST、SOD、纤维素酶活性以及蚓茧数和小蚯蚓数均无显著差异,未发现转WSA基因棉花对赤子爱胜蚓有不利影响。     

铜暴露对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)抗氧化酶活力的影响

通过溶液接触法和人工土壤法,研究了不同暴露环境中Cu对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)SOD酶、CAT酶和GST酶活力的影响.结果显示:溶液接触试验中, Cu显著抑制蚯蚓SOD酶活力(P<0.05),人工土壤试验中Cu则诱导SOD酶活力增加,预示暴露条件影响蚯蚓SOD酶对Cu的生物响应.人工土壤试验中, Cu暴露浓度与蚯蚓CAT酶和GST酶活力的相关系数分别为0.814和0.933,均存在极显著的剂量效应关系(P<0.001).在这两种暴露环境下,赤子爱胜蚓的CAT酶和GST酶活力对Cu浓度响应敏感.     

2种拟除虫菊酯类农药对赤子爱胜蚓消化酶的毒性效应

拟除虫菊酯类农药已经逐渐代替有机磷等农药被大量使用,给土壤动物带来潜在生态风险.本研究选择了土壤模式生物赤子爱胜蚓为受试生物,考察2种拟除虫菊酯类农药(联苯菊酯和氟氯氰菊酯)对赤子爱胜蚓消化酶活性(α-葡萄糖苷酶和蛋白酶)的影响.结果表明,α-葡萄糖苷酶(α-Glu)活性在暴露初期被联苯菊酯诱导,随着时间的延长,出现抑制作用,而氟氯氰菊酯对α-Glu活性的影响主要呈现抑制作用.3种蛋白酶活性在暴露初期被联苯菊酯显著诱导和被氟氯氰菊酯显著抑制,且随着时间的推移,影响作用减弱.研究表明,联苯菊酯和氟氯氰菊酯对消化酶的影响呈现相反趋势,3种蛋白酶活性可以作为评估2种拟除虫菊酯类农药毒性的早期指标.研究结果为阐释拟除虫菊酯类农药对土壤蚯蚓的毒性机制提供数据支撑,为评估拟除虫菊酯类农药的生态风险提供了潜在生物标志物.     

赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)对三种土壤Zn、Pb有效态含量的影响

以褐土(Cinnamonsoil)、潮棕壤(Aquicbrownsoil)和酸性棕壤(Acidbrownsoil)为供试土壤,通过培养实验,研究了土壤中重金属Zn、Pb对赤子爱胜蚓(Eiseniafoetida)生长率的影响,赤子爱胜蚓(Eiseniafoetida)对不同土壤中有效态Zn、Pb含量的影响,并与野生环境中生长的灰暗异唇蚓(Allolobaphoracaliginosa)进行比较。结果表明:重金属的污染明显抑制了赤子爱胜蚓的生长;赤子爱胜蚓可以显著提高潮棕壤中DTPA-Pb的含量,对DTPA-Zn的含量影响不大;加赤子爱胜蚓,褐土中DTPA-Zn和Pb的含量显著高于加灰暗异唇蚓,潮棕壤中DTPA-Zn的含量和酸性棕壤中大DTPA-Pb的含量则相反。     

土壤镉污染对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)和加州腔蚓(Metaphire californica)体表角质层的影响

利用镉(Cd)污染土壤(0.15、7.28、13.53、16.45 mg?kg~(-1))在室内培养赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)和采集野外原位污染(0.84、2.17、5.16、6.38、9.83 mg?kg~(-1))土壤中的加州腔蚓(Metaphire californica),使用JEM~(-1)230型透射电镜观察不同质量分数Cd污染土壤对赤子爱胜蚓与加州腔蚓体表角质层超显微结构的影响,分析其与土壤中Cd的关系,探寻其在Cd污染条件下的变化规律,并对蚯蚓体壁在防御重金属毒性中的作用进行初步研究,旨在揭示Cd长期污染条件下蚯蚓的生态适应性,为正确地开展土壤污染生态风险评价提供科学依据。研究结果表明,在Cd低污染条件下赤子爱胜蚓(Cd7.28mg?kg~(-1))和加州腔蚓(Cd5.16 mg?kg~(-1))上角质层突起(微绒毛)排列较为整齐有序,在Cd高污染条件下其上角质层突起变得稀疏无序,并且污染严重时会出现颗粒化或缺失现象。赤子爱胜蚓和加州腔蚓的角质层均随着土壤Cd质量分数及蚯蚓体内Cd的质量分数的升高呈现出先增厚后变薄的变化规律,且在各处理条件下都能正常生存。由此可知,在Cd污染土壤中,不同种的蚯蚓可以通过调节角质层厚度来适应受污染的土壤环境。     

几种典型土壤中铜对赤子爱胜蚓的毒性差异比较研究

土壤污染物基础生态毒理数据是开展污染土壤生态风险评价和构建土壤生态筛选基准的重要依据.以湖南红壤、北京潮土、吉林黑土和经济合作与发展组织(OECD)推荐的人工土壤为测试介质,按照国际标准化组织(ISO)颁布的测试方法,研究了铜在4种不同土壤中对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的急性和慢性毒性.结果表明,铜在4种不同类型土壤中对赤子爱胜蚓的毒性效应差异较大,在湖南红壤、北京潮土、吉林黑土和人工土壤中的半致死浓度(14d LC50)分别为134.4、557.7、715.2和867.0mg·kg-1;赤子爱胜蚓体重对较低浓度铜污染响应相对不敏感,而较高浓度铜污染(接近引起蚯蚓死亡的高浓度)则可导致蚯蚓体重显著降低;铜对赤子爱胜蚓生殖(产茧量)的影响较为明显,其在湖南红壤、北京潮土、吉林黑土和人工土壤中对蚯蚓产茧量产生50%抑制作用的有效中浓度(28d EC50)分别为58.2、140.1、258.9和150.4mg·kg-1,无可见效应浓度(NOECs)分别为50、50、200和100mg·kg-1.鉴于我国土壤类型的多样性十分丰富,不同地区土壤性质差异较大等特点,在制定土壤筛选基准时需考虑污染物在不同土壤中生物有效性与毒性的差异。     

重金属铬(Ⅵ)和铅对南京土壤中赤子爱胜蚓生长及繁殖的影响

以南京化学工业园的土壤为研究对象,分析土壤中重金属Cr(Ⅵ)和Pb对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)生长及繁殖的影响.结果表明,与对照组比较,暴露28 d时,较低浓度的Cr(Ⅵ)(4—8 mg·kg-1)和Pb(1000—1500 mg·kg-1)能促进赤子爱胜蚓的生长发育,而较高浓度的Cr(Ⅵ)(32—64 mg·kg-1)和Pb(3000 mg·kg-1)则显著抑制赤子爱胜蚓的生长发育;赤子爱胜蚓的产茧量随着Cr(Ⅵ)和Pb浓度的升高被显著抑制,其中,Cr(Ⅵ)抑制赤子爱胜蚓产茧量的EC50(半数有效浓度)、NOEC(无观察效应浓度)和LOEC(最低观察效应浓度)分别为22.86(20.56—25.42)、8、16 mg·kg-1.Pb抑制赤子爱胜蚓产茧量的EC50、NOEC和LOEC分别为2280.34(2200.90—2362.65)、1500、2000 mg·kg-1;与人工土壤中Cr(Ⅵ)和Pb对赤子爱胜蚓产茧量的28 d-EC50有显著性差异.     

氮沉降增加对原始阔叶红松林蚯蚓种类和数量的影响

氮沉降是影响陆地生源要素生物地球化学循环的主要环境因子之一。以往对凋落物和土壤有机碳降解过程中分解者的作用研究主要集中在微生物方面,而对土壤动物蚯蚓的研究较少。对中国长白山阔叶红松林林地施氮处理6年,施氮量为背景条件下增加N 50 kg·hm~(-2)·a-1,运用手捡法和方形土壤采样器对森林覆盖层和土壤矿质层中蚯蚓种类和数量进行了调查,并采用元素分析仪测定了凋落物和土壤层中的有机碳氮含量。结果显示,在对照和施氮样地,蚯蚓的种类和密度分布模式相似,共观察到4种类型的蚯蚓,分别是表栖类的赤子爱胜蚓(Eiseniafoetida)和环毛蚓(Pheretima sp.)、内栖类和深土栖类的长白山杜拉蚓(Drawidachangbaiensis)及蚯蚓的幼虫线蚓(Enchytraeidae spp.)。其中,Eiseniafoetida种类的密度最大,可以达到25 individuals·m~(-2),其次为Drawidachangbaiensis种类,其密度可达到6 individuals·m~(-2),Pheretima sp.的密度最小,甚至在本次调查的施氮样地并未发现该类蚯蚓。3种功能群在两个处理中总的密度分别为对照样地23 individuals·m~(-2)、施氮样地为31 individuals·m~(-2),长白山阔叶红松林对照和施氮土壤中蚯蚓的种类和密度没有明显差异(P=0.238)。在调查的4个层位中,总碳并未受到氮添加的影响,同时,总氮也并未呈现出显著的变化,这与蚯蚓的研究结果一致。该研究可为氮沉降对森林生态系统的影响的进一步研究提供参考。     

磁赤铁矿/多羧基有机酸体系中五氯酚的异相光化学降解

自然界广泛存在的铁氧化物与多羧基有机酸在光照条件下能够由内源自身生成活性物过氧化氢,构成异相类Fenton体系降解污染物.在实验室构建了由磁赤铁矿和多羧基有机酸组成的光化学体系,研究了五氯酚在此体系中的降解和脱氯.结果表明,五氯酚在此异相光化学体系中的降解效率受波长范围、有机酸种类和氧气的显著影响.在UV-A波长范围,五氯酚具有较高的光降解效率.草酸能够显著促进五氯酚在磁赤铁矿中的异相光降解,但柠檬酸不具有此作用.氧气是体系中生成各种含氧活性物的必要条件.五氯酚在此体系中的降解遵循一级反应动力学.最佳实验条件下,五氯酚1 h的降解率可达80%以上,脱氯率可达35%以上.对体系主要活性物过氧化氧的定量研究较好的解释了体系在各种条件下的活性差异.     

Degradation characteristics of metribuzin in soils within the Nzoia River Drainage Basin,Kenya

Metribuzin, a triazinone herbicide, is heavily used within the expansive Nzoia River Drainage Basin in Kenya for the optimization of sugarcane yields. For field experiments, soils were spiked with metribuzin and amended with filter mud compost and Tithonia diversifolia leaves. Soils with history of metribuzin application (48 months) were also spiked with metribuzin but not amended with the organic materials. Degradation of metribuzin for the three variants was followed for a period of 102 days. Repeated exposure of metribuzin to soil and addition of filter mud compost to soil enhances the degradation of metribuzin with half dissipation times of 31 and 25 days. In soil amended with Tithonia diversfolia leaves, the half dissipation time was 32 days while in the control (unamended non history soil), it was 36 days. Laboratory studies showed that soil sterilization slowed the degradation of metribuzin, with a half dissipation time of 154 days. This confirmed that metribuzin was biochemically degraded in soil by an adapted community of microbes.     

Degradation of pentachlorophenol in a contaminated soil suspension using hybrid catalysts prepared via urea�Cformaldehyde polycondensation between iron(III)-tetrakis(p-hydroxyphenyl)porphyrin and humic acid

Hybrid catalysts were synthesized by attaching iron(III)-tetrakis(p-hydroxyphenyl)porphyrin (FeTPP(OH)₄) to humic acid (HA) via urea–formaldehyde polycondensation. FTIR spectra of the prepared catalysts indicated that the catalysts prepared via urea–formaldehyde polycondensation contained cross-links between the phenolic groups of FeTPP(OH)₄ and HA, which contains aliphatic amine functional groups. The prepared catalysts were examined for their ability to catalyze the oxidative degradation of pentachlorophenol (PCP) in a contaminated soil suspension. The levels of PCP degradation and dechlorination for the hybrid catalysts were significantly higher than those for the non-modified catalyst, FeTPP(OH)₄.     

活性炭吸附-介质阻挡放电等离子体处理五氯酚

研究了介质阻挡放电(DBD)与活性炭(AC)吸附相结合用于高浓度五氯酚(PCP)废水的处理.含有高浓度的PCP溶液被富集在AC上,通过DBD等离子体降解吸附在AC上的PCP,并且实现AC的循环再利用.主要考察了DBD等离子体作用条件下AC上PCP的降解效果以及3次循环处理后AC吸附等温线的变化.结果表明:随着放电电压和处理时间的增加,AC上PCP的降解效率增加,较高的电源频率有助于PCP的降解,而且经过3次吸附/处理循环后,AC仍然具有较高的吸附能力.     

厌氧颗粒污泥降解五氯酚活性的研究

在分批培养条件下，对取自处理含氯酚有机废水厌氧反应器的颗粒污泥降解五氯酚（ＰＣＰ）的活性作了初步研究．结果发现，反应器下层污泥降解ＰＣＰ活性较高，污泥浓度影响比ＰＣＰ降解速率；表观ＰＣＰ降解过程可用一级反应动力学表征，外加碳源特别是丁酸、葡萄糖对ＰＣＰ厌氧降解有明显的强化作用；外加碳源与ＰＣＰ浓度均影响ＰＣＰ的降解速率．     

厌氧条件下土壤中有机氯降解动力学模型及其参数优化——以五氯酚（PCP）为例

研究厌氧条件下土壤中有机氯降解动力学模型及其参数优化方法,对阐明有机氯降解的动力学反应机制具有十分重要的理论意义。文章以厌氧条件下土壤中五氯酚（PCP）降解为例,归纳介绍了两类用于描述土壤中PCP降解动力学过程的模型：一类模型是不考虑微生物生长的基质降解模式,以一级动力学模型最有代表性,但这类模型多数情况下没有或没有完全体现环境因素对PCP降解的抑制作用;另一类模型是考虑微生物生长的基质降解模式,以Monod动力学模型使用最普遍,但这类模型只在微生物生长的指数期适用,对延迟期、稳定期和衰亡期需经扩展才可应用。logistic动力学模型可广泛用于以上两类模型,是可以近似地描述微生物经适应过程和共代谢作用而致有机氯降解的简单模型。文章还总结了有机氯降解非线性模型参数的优化方法,并对其优缺点进行了分析和比较。针对目前土壤中有机氯降解动力学模型及其参数优化研究中存在的问题,对今后的研究方向进行了展望。     

Removal of pentachlorophenol from contaminated soil by catalytic oxidation with iron(III)-porphyrin complexes and potassium monopersulfate

Pentachlorophenol (PCP) in contaminated soil was removed by treatment with aqueous solutions of iron(III)-porphyrin complexes as catalysts and potassium monopersulfate (KHSO₅) as the oxygen donor. The contaminated soils were artificially prepared by spiking PCP to the kaolin and ando soils. Three types of iron(III)-porphyrin complexes, tetra(?p-sulfophenyl) porphineiron(III) (Fe(III)-TPPS), tetra(N-methyl-4-pyridil)porphineiron(III) (Fe(III)-TMPyP) and heme, were examined, and Fe(III)-TPPS was found to be the most effective for removing PCP. Although the sequential addition of KHSO₅ was examined, in an attempt to improve the efficiency of PCP removal, it was not effective. In a preliminary test of various aqueous solutions, the addition of humic acid (HA), with a lower degree of humification, led to a significant enhancement in PCP removal. When HA was added to the soil system, the percentages of PCP removal were increased by up to 10% compared to the absence of HA. Therefore, the addition of HA to the catalytic system was useful in enhancing PCP removal from contaminated soil.     

固定化微生物对土壤中苯并芘的降解

研究了3株细菌与3株真菌对土壤中苯并芘（BaP）的降解动态,从中筛选出1株细菌（Bacillus sp.）和1株真菌（Mucor sp.）,并采用吸附法将混合菌固定在改性后蛭石上,研究了固定化混合菌对土壤中BaP的降解效果。结果表明：细菌中芽孢杆菌（Bacillus sp.,SB02）降解率最高,42 d对B[a]P的降解率为33.0%,降解速率也最快,1周可降解12.6%的BaP;真菌中毛霉（Mucor sp.,SF06）降解率最高,42 d对B[a]P的降解率为69.7%;以改性后蛭石为载体用吸附法制得的固定化混合菌,传质性能好,对BaP的降解率42 d可达95.32%,高于游离菌20个百分点。     

2种水稻土胶体界面五氯酚的还原脱氯转化

研究了紫泥田和浅脚紫泥田2种水稻土胶体界面五氯酚(PCP)的还原转化效果,以及添加Fe2+或草酸对五氯酚还原转化效果的影响.采用表观一级反应动力学描述土壤胶体界面五氯酚的转化过程.结果表明,紫泥田和浅脚紫泥田土壤胶体界面五氯酚的还原转化动力学常数分别为0.0375d-1和0.0430d-1,半衰期分别为18.5d和16.1d;厌氧条件下水稻土胶体中铁氧化物还原溶解产生的吸附态Fe2+对五氯酚具有一定的还原转化能力.添加1.0mmol·L-1Fe2+或1.0mmol·L-1草酸均能显著促进土壤胶体界面五氯酚的还原转化和氯离子的产生,紫泥田土壤胶体界面五氯酚的还原转化半衰期分别减少到9.6d和6.0d,浅脚紫泥田土壤胶体界面五氯酚的转化半衰期分别减少到7.9d和3.0d.草酸促进作用更加显著的原因是铁-草酸配合物的生成.土壤胶体界面五氯酚的还原转化、脱氯效率与土壤胶体的比表面积、吸附态亚铁离子浓度有一定的正相关关系.促进土壤中吸附态亚铁离子和草酸等低分子量有机酸的产生能显著促进有机氯的还原转化.     

五氯酚(PCP)高效降解菌Psendomonas sp.CS5的研究

从曾受五氯酚(pentachlorophenol，简称PCP，下同)污染废水的活性污泥中，经驯化富集和分离筛选获得一株PCP降解菌，菌号为CS-W-98-5.在24h内该菌降解w(PCP)=400×10