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。     

蚯蚓在植物修复铜、镉污染土壤中的作用

以红壤和高砂土为供试土壤,分别加入3个浓度的重金属铜离子Cu2 (100,200,400 mg kg-1)或镉离子Cd2 (5,10,20 mg kg-1),每钵接种6条蚯蚓(Pheretimasp.),种植黑麦草(Lolium multiflorum),以不加蚯蚓为对照(CK),研究蚯蚓活动对Cu、Cd污染土壤中黑麦草生长及铜、镉生物有效性的影响.结果表明,添加蚯蚓显著提高了Cu2 、Cd2 污染的高砂土中黑麦草地上部分的生物量,增幅为33%~96%;仅增加了Cu2 污染浓度低于200 mg kg-1的红壤中黑麦草地上部分的生物量;添加蚯蚓显著增加了两种土壤中速效N的含量,促进了黑麦草地上部分对N的吸收,对速效P、K的含量以及黑麦草中P、K含量无显著影响;添加蚯蚓显著提高了红壤中铜(Cu)、镉(Cd)DTPA提取态的含量,对高砂土中DTPA提取态Cu、Cd的含量无显著影响;增加了高砂土中和添加Cu污染浓度低于200 mg kg-1的红壤中黑麦草地上部分吸收Cu的总量,而对黑麦草吸收Cd的量无显著影响.加入蚯蚓可以不同程度地改善植物修复技术应用中受制的两个主要因素.表4参30     

多环麝香对蚯蚓的急性和亚急性毒性效应

为探讨多环麝香对土壤动物的毒性效应,以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为供试生物,采用滤纸接触法与自然土壤法,考察了吐纳麝香(AHTN)和佳乐麝香(HHCB)对蚯蚓的急性和亚急性毒性效应。结果显示,滤纸法测得的AHTN和HHCB对蚯蚓的急性经皮毒性为中等毒性,对蚯蚓的48h-LC_(50)分别为20.76和11.87μg·cm~(-2),而自然土壤法测得的AHTN和HHCB对蚯蚓的14d-LC_(50)分别为436.3和392.4μg·g~(-1),2种多环麝香皆属低毒物质。HHCB对蚯蚓的急性毒性大于AHTN,但2种毒性测定方法中不同的染毒介质和毒性作用途径使AHTN和HHCB的急性毒性等级的界定有所差异。AHTN和HHCB对蚯蚓繁殖率的抑制作用较对生长速率更为明显,2种多环麝香对蚯蚓繁殖率的无可见效应浓度(NOEC)均为30μg·g~(-1),最低可见效应浓度(LOEC)均为50μg·g~(-1)。研究表明,蚯蚓繁殖率可作为一种潜在的生物标志物,用于监测或表征土壤中多环麝香的污染水平及其亚急性毒性效应。     

菲和芘对蚯蚓(Eisenia fetida)细胞色素P450和抗氧化酶系的影响

研究了菲和芘在单一低剂量污染胁迫下对蚯蚓(Eisenia fetida)体内细胞色素P450酶系和抗氧化酶系的影响.通过滤纸接触染毒法,检测蚯蚓细胞色素P450含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性.结果表明,在供试浓度范围内,蚯蚓体内细胞色素P450含量和三种抗氧化酶活性均对毒物产生了不同程度的响应.菲和芘在蚯蚓体内的代谢诱发了细胞色素P450总含量的增加,且在此过程中有活性氧自由基产生.不同酶对毒性效应响应的域值不同,其敏感性大小为:P450＞SOD(POD) ＞CAT.根据四个指标对污染物浓度响应的域值不同,可将四者联合应用互为补充作为一套生物标记物体系,以满足污染物不同暴露浓度下土壤的毒理诊断,增强指示的敏感性和有效性.     

改性土壤对模拟含硝基苯废水的吸附

研究了季铵盐阳离子表面活性剂四甲基铵离子（TMA）和十六烷基三甲基铵离子（HDTMA）改性的土壤（黑土、黄棕壤、红壤）对水中硝基苯的吸附作用。结果表明：改性土壤和改性土壤均能吸附水中的硝基苯。但改性土壤对水中硝基苯的吸附能力明显高于未改性土壤。改必土壤吸附硝基苯能力的顺序为1CEC－HDTMA黑土＞1CEC－HDTMA黄棕壤＞0．7 CEC－HDTMA黄棕壤＞1 CEC－HDTMA红壤＞0．7 CEC－HDTMA红壤＞1 CEC－TMA黄棕壤＞1 CEC－TMA红壤。未改性土壤和HDTMA改性土壤对硝基苯的吸附通过分配来进行，吸附等温线可用Henry方程表示，其lgKSOM为2．27，lgKHDTMA为2．87。     

10种常用农药对赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)的急性毒性效应

为了评价农药对土壤无脊椎动物种群的生态风险,采用OECD标准滤纸法和人工土壤法测定了10种常用农药对蚯蚓(Eisenia foetida)的急性毒性效应。采用滤纸法,48h测定结果表明,4种氨基甲酸酯类(异丙威、甲萘威、速灭威和丁硫克百威)和2种有机磷类(毒死蜱和哒嗪硫磷)农药对蚯蚓的急性毒性(其LC50值为3.50(2.77～4.44)～72.42(59.58～88.05)μg·cm-2)明显高于3种昆虫生长调节剂(噻嗪酮、虫酰肼和呋喃虫酰肼)和吡蚜酮对蚯蚓的急性毒性(其LC50值>629.1μg·cm-2)。采用人工土壤法,14d测定结果表明,上述4种氨基甲酸酯类农药对蚯蚓的急性毒性(其LC50值为59.61(55.13～64.44)～134.1(127.0～141.5)mg·kg-1)明显高于上述2种有机磷类农药和其他农药对蚯蚓的急性毒性(其LC50值为193.0(180.1～206.8)～386.4(359.7～414.2)mg·kg-1)。上述结果表明,不同类型的农药对蚯蚓的毒性存在较大差异,且同一类型的不同农药品种对蚯蚓的毒性也存在较大差异。总体来看,氨基甲酸酯类农药比其他类型的农药对蚯蚓具有更高的毒性。根据《化学农药环境安全评价试验准则》,本研究采用人工土壤法测定的所有农药对蚯蚓均为低毒级。     

蚯蚓顶体效应及其在土壤健康质量诊断中的应用研究

蚯蚓在评价土壤生态环境污染方面起着重要作用,但目前与生殖毒性相关的蚯蚓生物标志物中缺乏可以灵敏和快速对污染物生殖毒性进行诊断的生物标志物.本研究采用考马斯亮蓝法对蚯蚓精子顶体反应进行检测;采用响应面分析法优化苯甲酰精氨酸乙酯/乙醇脱氢酶(BAEE/ADH)联合测定法,以建立蚯蚓精子顶体酶活性测定法.结果表明,蚯蚓精子顶体率为(47.67±3.87)% ,最优测定条件为洗涤2次,抽提时间24 h,ADH浓度1.8 mg·mL-1 ,氧化型辅酶Ⅰ(NAD)浓度12 mg·mL-1 .为考察方法的可靠性,采用醋酸棉酚污染土壤暴露实验进行方法学考察.数据表明,醋酸棉酚污染土壤暴露3d后,检测出顶体酶活性变化,且与精子密度具有一定的相关性(r=0.9908).建立的蚯蚓顶体酶活性测定方法可以快速和有效的检测醋酸棉酚的生殖毒性变化,蚯蚓顶体酶活性有望作为生物标志物应用于土壤污染的生态毒理学快速诊断中.     

土壤重金属复合污染对作物的影响

本文采用盆栽试验，研究了石灰性土壤中铜、镍、铅、锌复合污染对大豆和水稻的影响，并讨论了离子冲量在表征复合污染的综合效应及污染金属总量控制中的应用。结果表明：对于水稻，共存元素协同使产量降低，它们的影响顺序是：铜＞锌＞镍＞铅；对于大豆，铜、铅、锌的存在降低了镍的毒性，影响顺序了：铜＞铅＞锌＞镍。供试元素在作物体内的累积、分布和迁移除了受到本身性质和添加量影响外，还受到元素相互作用的影响，后者的影响很     

不同农田土壤养分可持续性指数的研究

讨论了不同农田土壤碳、氮、磷、钾养分的可持续性指数。结果表明,不同施肥方式、不同土壤类型对碳、氮养分可持续性指数的影响表现为有机肥配施化肥处理＞有机肥处理＞化肥处理,潮土＞水稻土＞红壤;对磷、钾养分表现为化肥处理＞有机肥配施化肥处理＞有机肥处理,水稻土＞潮土＞红壤。相关分析表明,土壤养分可持续性指数与土壤养分相关或极相关。这表明,土壤养分可持续性指数可以用来评价土壤肥力和指示土壤养分的动态变化。     

我国典型土壤上重金属污染对番茄根伸长的抑制毒性效应

采用盆栽试验观测了我国3种典型土壤——黄泥土、褐土、红壤上不同重金属(铜、锌、铅)作用下敏感植物番茄的根伸长,其中黄泥土和褐土上重金属添加量范围为Cu(0～2000mg·kg-1)、Zn(0～4000mg·kg-1)和Pb(0～5000mg·kg-1),红壤上为Cu(0～400mg·kg-1)、Zn(0～750mg·kg-1)和Pb(0～2000mg·kg-1).对不同土壤上Cu、Zn、Pb对番茄的根伸长抑制率进行了比较,以阐明不同土壤上重金属种类及用量对蔬菜根生长的抑制及毒性效应.结果表明,相同Cu、Zn、Pb污染水平(添加量)下,土壤中重金属对番茄的根伸长抑制率大小顺序基本表现为:红壤>黄泥土>褐土.番茄对红壤中的重金属最敏感,其次是黄泥土,再次是褐土.番茄对不同重金属的毒性响应不同,对Cu最敏感,Zn和Pb次之.土壤中有效态重金属含量与番茄根伸长呈显著(p<0.05)或极显著(p<0.01)负相关,表明有效态重金属含量是影响蔬菜根伸长的重要因素.     

除草定在土壤中的降解和移动特性研究

除草定是一种新型嘧啶类除草剂,其在环境中的归趋备受关注。采用室内模拟试验方法,研究了除草定在不同土壤中的降解性、吸附性和移动特性。结果表明,除草定在江西红壤、太湖水稻土和东北黑土中的降解半衰期分别为693.1、173.3、138.6 d,该药在土壤中降解较慢,影响其在土壤中降解速率的主要因素为土壤有机质。除草定在江西红壤、太湖水稻土与东北黑土中的吸附较好地符合Freundlich方程,Kd值分别为0.34、1.86和2.94;3种土壤对除草定的吸附过程为自发的物理吸附。薄层层析试验显示,当溶剂展开至11.5 cm处,除草定在江西红壤、太湖水稻土和东北黑土中最远移至8~10 cm处。影响除草定在土壤中吸附性和移动性的主要因素为土壤有机质含量。除草定存在对地下水污染的潜在风险性,使用除草定应该引起足够重视。     

中国南方稻田土壤汞含量及潜在危害评价

选择我国南方水稻主产区安徽、浙江、湖南、湖北以及广西5个省,采集213个稻田土壤样品,探究我国南方稻田土壤中汞的空间分布特征与土壤理化参数(如p H值和有机质)的相关关系及汞富集的潜在危害。结果表明:不同省份的稻田土壤汞含量存在显著的差异(P0.05,n=213),含量范围是0.029~0.326 mg·kg~(-1)(干重),平均值为(0.094±0.036)mg·kg~(-1),与农用地土壤环境质量标准0.30 mg·kg~(-1)(GB15618—1995)相比,除湖北省以外均有轻度汞污染。Pearson相关性分析表明,稻田土壤中的汞含量与有机质含量呈显著正相关关系(P0.01,r=0.445),说明适度偏高的有机质有利于土壤汞的富集。不同省份稻田土壤潜在危害等级除浙江省外均在轻微到中等的范围内,浙江省的为强等级。     

pH和添加有机物料对3种酸性土壤中磷吸附-解吸的影响

研究了pH和添加有机物料对红壤、砖红壤和水稻土中磷吸附-解吸的影响。结果表明,砖红壤和水稻土中磷的吸附量和解吸量均随pH的升高而降低,pH对红壤中磷吸附和解吸的影响很小。土壤阳离子交换量(CEC),铁、铝氧化物含量和有机质含量是影响磷吸附的主要因素。红壤的CEC和有机质含量很低,铁、铝氧化物含量高,因而对磷的吸附量最高。砖红壤和水稻土CEC较高,土壤表面对磷的排斥作用较大,而且较高含量的有机质覆盖了土壤表面的磷吸附位,因此这2种土壤对磷的吸附量低于红壤。添加稻草并进行恒温培养可使红壤和水稻土对磷的吸附量显著减少,但对砖红壤中磷吸附的影响较小。添加稻草使土壤磷的解吸量和解吸率增加,从而增加了土壤中吸附性磷的活性。     

不同农业利用方式下湘南第四纪红壤的粘粒矿物学组成与表面电荷特性

用X-射线衍射分析技术和化学方法研究不同农业利用方式对湘南第四纪红粘土及其发育土壤的粘粒矿物学组成和表面电荷特性的影响．结果表明：湘南第四纪红壤的粘粒矿物组成以高岭石为主，其次是1．4nm过渡矿物．经过人为耕种尤其在水田条件下，蛭石和水云母的含量增加，铁的活化度增大．土壤表面电荷数量（CECpH3.2、CECp、CECv、AEC）和电荷零点（pH）的值也发生相应的改变．     

西红柿镍毒害的土壤主控因子和预测模型研究

选取我国有代表性的17种土壤,运用生态毒理学方法研究了土壤中外源镍(Ni)对西红柿的毒性,结果发现土壤中外源Ni对西红柿的生长毒性主要受土壤pH值、有机碳含量的影响.在供试淋洗(使用模拟的人工雨水滤洗定量的土壤样品)和非淋洗土壤中,Ni对西红柿生物量50%抑制的毒性阈值(EC50)范围分别从11mg·kg-1到932mg·kg-1和从7mg·kg-1到2055mg·kg-1,其最大值和最小值比例分别达到了85和294倍.土壤pH值是土壤中Ni对西红柿生长毒性的主控因子,进一步引入土壤有机碳因子时,淋洗和非淋洗土壤理化性质和EC50之间回归方程的决定系数R2由0.853和0.743分别提高到了0.925和0.824.利用土壤性状(土壤pH值、有机碳含量)可以较好地预测土壤中外源Ni对西红柿生长的毒性阈值.     

不同类型土壤镉含量对香芋镉吸收的影响

为探明香芋(Colocasia esculenta)镉(Cd)超标的关键原因,在湖南临武香芋主产区分别选择紫色页岩和第四纪红壤发育的Cd污染水稻土,研究土壤Cd含量、Cd活性及土壤基本理化性质对香芋Cd吸收的影响,以期为香芋的安全种植提供技术支撑。结果表明,两个试验点所有香芋Cd质量分数皆超过食品安全国家标准(0.1 mg·kg^-1),且各试验点内田块间土壤Cd含量、pH差异显著,而土壤有机质和阳离子交换量变异较小;紫色页岩发育的中碱性水稻土壤Cd活性、Cd在土壤-香芋系统中的转移系数(TFstem/taro、TFtaro/soil)皆低于第四纪红壤发育的酸性水稻土;紫色页岩发育的中碱性水稻土中,香芋Cd含量主要受土壤全Cd、TFtaro/soil的正调控;而第四纪红壤发育的酸性水稻土壤中,香芋Cd含量既受土壤全Cd、DTPA-Cd、TFtaro/soil的正调控,还受土壤pH的负调控。为实现香芋的安全生产,紫色页岩发育的中碱性水稻土中,应优先选择Cd吸收能力较低的香芋品种,或选择土壤全Cd低于0.65 mg·kg^-1的土壤进行种植;而在第四纪红壤发育的酸性水稻土壤中,则可优先选择Cd吸收能力较低的香芋品种,或选择土壤全Cd含量低于0.41 mg·kg^-1的土壤,或调理土壤pH至6.26以上,以及钝化土壤DTPA-Cd至0.19 mg·kg^-1以下的技术措施,抑制土壤Cd向香芋的迁移转运。     

异菌脲在土壤中的降解和移动性研究

为明确异菌脲在土壤中的迁移和归趋特征,采用室内模拟方法研究异菌脲在4种不同类型土壤中的降解和移动性以及不同因素对异菌脲降解的影响。结果表明,异菌脲在不同类型土壤中的降解顺序为东北黑土青海草甸土南京黄棕壤江西红壤,降解半衰期分别为7.2、8.6、12.7和16.9 d,异菌脲在4种土壤中均属于易降解农药。土壤湿度越大,异菌脲降解越快,渍水条件下降解速率加快,说明厌氧微生物对异菌脲降解起重要作用。微生物和有机质对异菌脲在土壤降解过程中有一定的促进作用,在微生物、有机质存在的条件下异菌脲降解速率分别提高1.8倍、3.7倍。薄层层析试验表明,异菌脲在南京黄棕壤、东北黑土、江西红壤和青海草甸土的比移值(R_f)分别为0.19、0.17、0.29和0.17,异菌脲在4种土壤中均属于不易移动,土柱淋溶试验结果表明,异菌脲在4种土壤中均属于难淋溶,不易通过淋溶作用造成地下水污染。     

雄烯二酮在我国典型土壤中的吸附特性

采用批吸附室内模拟实验研究了雄烯二酮在我国红壤、潮土、黑土3种典型土壤中的吸附特征,以及牛粪溶解态有机质(DOM)对土壤吸附雄烯二酮的影响。结果表明,雄烯二酮在土壤中吸附动力学符合Elovch方程(R20.89),热力学特征可通过Freundlich等温吸附方程(R20.83)描述,土壤对雄烯二酮的吸附呈非线性吸附特征,其中潮土吸附等温线的非线性最强(n=0.37);吸附系数K f介于6.0~20.2,并与有机质含量呈显著正相关(p0.05)。雄烯二酮浓度较低时,共存牛粪DOM抑制其在土壤表面的吸附作用。研究认为,有机质是土壤吸附雄烯二酮的主要组分,共存牛粪DOM可促进雄烯二酮向地表水和地下水的迁移。     

湘南第四纪红壤吸附SO_4~(2-)的机理研究

本文研究了湖南第四纪红粘土及其发育的旱地和水田表层土壤对SO_4~2的吸附.结果表明这三种土壤吸附SO_4~2的顺序为;红粘土>旱地红壤>红壤性水稻土.而且随介质pH的升高,SO_4~2吸附量减少,吸附机理也发生改变:当介质pH6.5以后,解吸占优势.