基于水培毒性测试的砷对19种常见蔬菜的毒性

通过水培苗期毒性试验,研究了8个科19种常见蔬菜幼苗在砷胁迫下生长性状敏感性的差异.结果表明,砷对大部分蔬菜的影响存在一个较低浓度(0.1和1.0 mg·1-1)的刺激效应和高浓度(10.0 mg·1-1以上)的抑制效应.砷对蔬菜地上部生物量的影响普遍较根部明显.蔬菜地上部鲜重对砷胁迫相对敏感,性状稳定,可作为蔬菜对砷敏感性的筛选指标.不同种类蔬菜EC20值的变化范围为0.20-42.87 mg·1-1.根据表观症状和EC20对蔬菜砷敏感性分别进行分类,两种分类结果基本一致.黄瓜、红豇豆、苋菜、辣椒、茄子确定为砷敏感蔬菜,可以作为确定土壤和植物中砷的毒害临界值的基础生态受体.     

辽河流域高氟地区氟对人体健康的影响

研究了辽河流域高氟地区土壤、作物、饮用水中氟含量,并应用目前美国环保局推荐的健康风险评价模型对辽河流域高氟地区饮用水中氟所引起的健康风险进行初步评价。研究表明：研究区饮用水中氟质量浓度为0．70—4．51mg·L^-1;白菜根土中氟质量分数为182—484mg·kg^-1,萝卜根土质量分数为182～352mg·kg^-1,玉米根土中氟质量分数为209～1254mg·kg^-1;白菜可食部分氟质量分数为0．51～2．96mg·kg^-1,萝卜可食部分氟质量分数为0．34～0．50mg·kg^-1,玉米果实部分氟质量分数为0．88～1．04mg·kg^-1。通过饮用水、食物途径所致健康风险中,食人途径、饮用水途径非致癌物年健康风险分别为1．920×10^-9·a^-1,1．960×10^-8·a^-1,均低于国际辐射防护委员会（ICRP）推荐的通过饮水途径最大可接受风险水平（5×10^-5·a^-1）。     

不同土壤类型下Cd和Pb在水稻籽粒中累积特征及其环境安全临界值

研究水稻籽粒对土壤重金属的累积特征和水稻产地土壤重金属安全临界值,可为水稻安全生产和产地安全适宜性评价提供重要参考。以杂交籼稻KU818作为材料,通过外源添加不同质量分数的Cd和Pb,于2008年在南京采用盆栽试验方法,研究不同土壤类型下水稻籽粒对土壤重金属Cd和Pb的累积特征及其环境安全临界值。结果显示,水稻籽粒对重金属的累积量总体上随着外加重金属质量分数的增加而呈现增多趋势,籽粒中重金属含量与处理水平及盆栽土壤中重金属有效态含量呈现显著或极显著正相关。籽粒对Cd、Pb的累积特征呈现出土壤类型之间的显著差异,水稻土栽培下,籽粒对重金属的累积高于潮土栽培下的。根据国家《食品中污染物限量（GB 2762-2005）》标准中重金属的限量标准和水稻籽粒重金属的累积特征推算出水稻产地（潮土和水稻土）安全临界值：Cd为1.63 mg·kg^-1和0.74 mg·kg^-1,Pb为230 mg·kg^-1和110 mg·kg^-1,均高于国家《食用农产品产地环境质量评价标准（HJ 332-2006）》的指标。结果表明,由于临界值在土壤类型之间差异较大,制定统一的农产品产地重金属限量标准还需结合当地土壤性质加以评价。     

土壤铅污染对青菜和蕹菜生长及脲酶活性的影响

通过温室盆栽试验研究了草甸棕壤、红壤和灰色石灰土的人为铅污染对青菜和蕹菜生物量、铅含量及土壤脲酶活性的影响。结果表明,随着铅浓度的增加,青菜和蕹菜生物量在红壤中显著降低,在草甸棕壤和灰色石灰土中差异不显著;青菜地上部分和根中铅含量都有增加,根的含量大于地上部分。青菜地上部分铅含量与土壤pH值有较好的负相关性,在铅含量相同的条件下,青菜地上部分和根的铅含量在3种土壤中的顺序为:草甸棕壤<灰色石灰土<红壤。铅对不同土壤脲酶活性的影响不同,在草甸棕壤中有激活作用,红壤中有抑制作用,灰色石灰土中不明显。在试验条件下,以青菜为指示植物,按国家蔬菜食品卫生标准计算,草甸棕壤、灰色石灰土和红壤铅污染临界值依次为387、245和45mg·kg-1。     

改良剂对红蛋植物修复污染土壤重金属铅和镉效果的影响

通过盆栽试验研究了在重度重金属混合污染土壤上,施用不同配比的石灰和泥炭（T1,泥炭0 g·kg^-1土,石灰2 g·kg^-1土;T2,泥炭30 g·kg^-1土,石灰0 g·kg^-1土;T3,泥炭50 g·kg^-1土,石灰0g·kg^-1土;T4,泥炭30 g·kg^-1土,石灰2g·kg^-1土;T5,泥炭50 g·kg^-1土,石灰2g·kg^-1土）对红蛋（Echinodorus osiris）生长及其去除污染土壤铅、镉量的影响,探讨了化学修复和植物提取修复技术相结合修复重金属污染土壤的可能性。研究结果表明,施用石灰显著提高了土壤pH,施用泥炭不显著;施用石灰和泥炭后土壤中交换态铅、镉含量较CK显著降低,红蛋地上部和地下部铅、镉含量较CK有不同程度降低,T4、T5处理降低不显著;T3、T4、T5处理显著地提高了红蛋的铅单株迁移量和年迁移量,年迁移量分别为CK的2.1倍、2.6倍和2.8倍;T1、T2、T3、T4、T5处理显著地提高了红蛋的镉单株迁移量和年迁移量,年迁移量分别为CK的1.8倍、2.9倍、2.9倍、2.8倍和2.9倍,其主要原因在于施用土壤改良剂改善了红蛋的生长,显著增加了地上部生物量。结合经济效益方面因素考虑,以施用泥炭30g·kg^-1土和石灰2g·kg^-1土的处理更适合推广运用。     

忍冬--一种新发现的镉超富集植物

镉(Cd)是毒性最强的重金属元素之一,具有稳定、积累和不易消除等特性,进入土壤环境中易被植物吸收,并可通过食物链进入人体,在人体内不断积累,严重威胁人体健康及生命安全。植物修复技术(Phytoremediation)是近年来发展起来的一种主要用于清除土壤重金属污染的绿色生态技术。植物修复技术的核心是找到超富集植物(Hyperaccumulator),但现已知的超富集植物往往存在生物量低、生长缓慢、地域性较强和修复时间较长等缺陷,且研究对象多集中矿区及草本植物,而对木本植物的研究甚少,因此有必要针对这一问题开展相关研究以丰富超富集植物的种类。为此,本文采用水培和土培相结合的试验方法,研究木本植物忍冬Lonicera japonica Thunb.对不同浓度镉(Cd)的生长响应及积累特性。结果表明：不同浓度的Cd处理对忍冬的生长并未造成毒害症状,表现为其根部和地上部生物量与对照相比并无显著差异。无论水培还是土培生长条件下,在较高浓度的Cd处理下,忍冬仍能保持正常生长,表现出很好的耐性。在水培条件下,当营养液中Cd处理浓度为25 mg·L-1时,忍冬地上部中Cd含量接近300.00μg·g-1;而在土培条件下,当土壤中Cd处理浓度为50 mg·kg-1时,其地上部中Cd含量仍远远高于Cd超富集植物的临界含量标准,即地上部分富集Cd超过100μg·g-1,且其具有较高的耐性系数（index of tolerance,IT均超过0.80）和富集系数（bioaccumulation factor,BF均远超过1.00）,这表明忍冬具备了Cd超富集植物的特征,是一种新发现的Cd超富集植物,将其应用于Cd污染土壤修复具有重要的现实意义。     

湖南南部铅锌矿区铅锌富集植物筛选研究

在湖南省桂阳县铅锌矿区采用调查和室内分析相结合的方法,采集植物和土壤样品112个,分别测定了土壤和植物样品的铅锌含量,筛选铅锌富集植物。结果表明：矿区土壤铅锌污染十分严重,矿区土壤铅和锌的平均质量分数分别为：2177.22、3165.89 mg·kg^-1。植物样品根系的铅锌质量分数分别为：264.00、666.11 mg·kg^-1,地上部铅锌质量分数平均为165.56、363.87 mg·kg^-1,植物根系的铅锌含量与土壤的铅锌含量呈显著正相关。通过对比分析,以地上部铅质量分数大于450 mg·kg^-1、锌质量分数大于750 mg·kg^-1、转运系数大于1、植物地上部形态高大为筛选条件,筛选出5种铅富集植物分别是：糯米团（Hyrtanandra）、水蓼（Polygonum hydropiper）、酸模（RumexacetosaLinn）、毛叶堇菜（Viola verecumda A.Gray）、地榆（Garden Burnet Root）;3种锌富集植物分别是：鬼针草（Bidens pilosa L.）、博落回（Macleaya cordata（Willd.） R. Brown）和糯米团;糯米团茎叶的铅锌质量分数分别为635.48、919.51 mg·kg^-1,可作为铅锌复合污染土壤修复的备选植物品种。     

两种四环素类兽药抗生素对白菜种子发芽与根伸长抑制的毒性效应

采用土培和水培相结合的方法,在预试验研究的基础上,研究砖红壤中不同质量分数金霉素（0～4 000 mg·kg-1）、土霉素（0～25 000 mg·kg-1）和水溶液中不同质量浓度金霉素（0～150 mg·L-1）和土霉素（0～150 mg·L-1）污染对白菜（Brassica pekimensis）种子发芽的抑制与毒性效应。结果表明：（1）当土壤中添加外源土霉素时,白菜种子发芽率总体呈下降趋势。而当添加金霉素时,白菜种子发芽率在85%附近波动,与对照相比,并无显著差异（P〉0.05）。而在水培条件下,金霉素对白菜发芽的抑制作用大于土霉素,但并未达显著差异水平（P〉0.05）。（2）白菜根伸长量随着土壤、水溶液中土霉素和金霉素质量分数或质量浓度的增加而缩短,生长均受到抑制。且与两种抗生素的质量分数或质量浓度均表现为极显著的相关性（P〈0.01）。（3）同一质量分数或质量浓度水平下,发芽率、根伸长、芽伸长对金霉素和土霉素的生态毒性敏感顺序依次为根伸长〉芽伸长〉发芽率。根伸长抑制率可作为诊断土霉素、金霉素对土壤毒性的敏感指标,反映土壤被四环素类抗生素污染的状况。（4）金霉素和土霉素在水培条件下对白菜的IC50值分别为20.32和287.52 mg·L-1。而在土壤中,白菜对金霉素和土霉素的IC50值分别为851.08和14 045.75 mg·kg-1。说明在土霉素对白菜的毒性作用小于金霉素,并且2种抗生素在土壤中对白菜根伸长的抑制效应明显低于水溶液中的抑制效应,这与土壤对抗生素污染有重要的缓冲作用有关。     

褐土施Ni对小白菜的生物效应及临界值的研究

研究了褐土施镍(N i)对小白菜生长发育及矿质营养吸收与积累的影响。依据小白菜生物量的变化,用茎叶N i含量及土壤有效态N i含量来表征土壤N i污染的毒性临界值。结果表明,施N i量在0~25 mg.kg-1范围促进小白菜鲜重增加、干物质积累降低;随施N i量增加,生物量呈极显著下降。褐土施N i影响矿质营养元素的吸收和积累,且随施N i量的增加表现出一定的协同和拮抗作用。以生物量减产10%为依据,确定褐土施N i的毒性临界值为:土壤全N i含量57.22 mg.kg-1,土壤有效态N i含量8.59 mg.kg-1(用DTPA提取液)和茎叶N i含量20.51 mg.kg-1。     

湖北省土壤有效硅含量分布

在全省主要土壤上布点，取土壤样品529个．全省土壤有效硅（SiO2）平均含量为202.6mg／kg，含量变化范围为15．7－725.5mg／kg，低于缺硅临界值（＜95mg／kg）的样点占总样点的38.2％．其土壤有效硅平均含量高的有：黄褐土（471．3mg／kg）、石灰土（377.3mg／kg）和灰潮土（332.7mg／kg）；平均含量中等的有：紫色土（189、5mg／kg）、水稻土（174.7mg／kg）、潮土（110.7mg／kg）、黄棕壤（106.0mg／kg）；平均含量低于缺硅临界值的有红壤（89.1mg／kg）和黄壤（41.4mg／kg）土壤有效硅含量对土壤母质有依赖关系．土壤pH值及水稻上不同水型对土壤有效硅含量也有影响，土壤有效硅含量与土壤有效磷、铁、锰存在着相关关系．     

磷肥和黑麦草结合修复铅污染贫磷潮土的研究（Remediation of Lead Polluted Chaotu Soil with Low Phosphorus Availability by Phosphorus Fertilizer Amendment and Ryegrass）

在Pb污染土壤中施用磷肥是降低Pb有效性的有效方法.在低磷或高Pb胁迫下,植物根际的一系列变化将促进植物对磷的吸收或对Pb毒性的降低,但低磷胁迫下植物对土壤Pb有效性的影响研究不多.为探讨Pb污染低磷土壤上施用磷肥对Pb有效性、植物吸收Pb的影响及黑麦草(LoliumperenneL.)对土壤Pb有效性的影响,设置0、500和1000mg·kg-13个Pb用量和0、2729mg·kg-1两个普通过磷酸钙磷肥用量,种植黑麦草,0和1000mg·kg-1Pb下设置不种植植物的对照的盆栽试验,植物生长48d后收获,测定植物地上部和根系产量、长度、Pb浓度及土壤DTPA-Pb含量.结果表明,施用磷肥后植物产量和地上部长度增加、根冠比、根系长度和Pb浓度减小,500mg·kg-1Pb用量时,未施用磷肥和施用磷肥时植物产量分别为0.37和1.70g·pot-1,1000mg·kg-1Pb用量时这两个数值分别为0.24和1.50g·pot-1,500mg·kg-1Pb用量时,植物产量与未施Pb处理(产量为0.75g·pot-1)差异显著(p<0.05);施用磷肥后,地上部吸收的Pb的比例和植物体吸收的Pb数量均增加.1000mg·kg-1Pb用量下,植物产量、地上部长度均小于500mg·kg-1Pb用量处理时的水平,而土壤DTPA-Pb浓度、植物Pb浓度、Pb吸收量均大于500mg·kg-1Pb处理,表明2729mg·kg-1普通过磷酸钙用量并不能完全抵消1000mg·kg-1Pb对植物生长的抑制作用.施用磷肥降低了土壤DTPA-Pb含量,但500mg·kg-1Pb用量时降低效果不显著(p>0.05).0mg·kg-1Pb用量下,种植植物的处理土壤DTPA-Pb含量比未种植植物处理高54.3%;1000mg·kg-1Pb处理时,种植植物处理土壤DTPA-Pb含量比未种植植物平均低18.5%.以上结果表明,在0mg·kg-1Pb用量下,植物生长受到了一定程度的磷胁迫.在磷胁迫下,种植植物提高了土壤Pb有效性,而在1000mg·kg-1Pb用量下,不管是否施用磷肥,种植植物均降低了土壤Pb有效性.本研究结果表明,在低磷和高Pb胁迫下,施用水溶性磷肥可降低土壤Pb有效性,促进黑麦草生长,促进Pb向植物地上部转移;在低磷胁迫且无Pb污染条件下,黑麦草对土壤Pb的有效性表现为促进;在高Pb胁迫下,不管是否施用磷肥,黑麦草均可降低土壤Pb有效性.     

磷对铝胁迫下荞麦根际土壤铝形态和酶活性的影响

采用土培法,以耐铝性明显差异的两个荞麦Fagopyrum esculentum基因型“江西养麦”(耐性)和“内蒙荞麦”(敏感)为材料,研究铝胁迫下磷对荞麦生长和根际土壤铝形态、土壤酶活性的影响.结果表明,0.4 g·kg~(-1)铝配施0.2 g·kg~(-1)磷的内蒙和江西荞麦根系生物量分别比不施磷组增加了67.9%和21.2%,磷能显著缓解铝对荞麦根系生长的抑制,提高根系生物量和根冠比.磷铝互作下根际土壤的交换态铝含量显著降低,毒性较小的吸附态羟基铝和络合态铝含量显著增加.根际土壤酶活性变化复杂,过氧化氢酶活性与磷质量分数呈正相关,w_p=0.2 g·kg~(-1)对铝胁迫下荞麦根际土壤转化酶活性最有利.说明施磷降低铝胁迫根际土壤的交换态铝含量,提高土壤过氧化氢酶活性,减缓铝毒对植株生长的抑制作用.     

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.     

三明铅锌矿区植物对重金属的富集特征

采用野外调查与室内分析相结合的方法,对福建三明典型矿区尤溪铅锌矿、大田铅锌矿以及尤溪铅锌矿冶炼厂等进行了调查,研究这些矿区重金属含量较高的区域如采矿区、尾砂库、洗矿排水沟以及铅锌矿冶炼厂厂区和排水沟冲积扇区域土壤中的Pb、Zn和Cd的含量,在此基础上,对在这些区域自然定居的16种优势植物体内的三种重金属元素的耐性、富集特性进行了分析。结果表明:该矿区的主要优势物种为禾本科和菊科植物,其中笔管草(Equisetum ramosissimum)、一年蓬(Erigeron annuus)和五节芒(Miscanthus floridulus)的地上部重金属富集量较大,对矿区周边污染土壤修复有潜在应用价值;乌蕨(Stenoloma chusana)、千金子(Bochloe dactyloides)、二歧飘拂草(Fimbristylis dichotoma)、柔枝莠竹(Microctegium Vimineum)、短叶水蜈蚣(Kyllinga brevifolia)、狗娃花(Heteropappus hispidus)适用于污染程度较高且植物萃取技术难以实施的重金属污染矿业废弃地。矿区植物地上部Zn含量平均值最高,为1225.74mg·kg-1,植物地上部Pb含量范围在52.78～2137.11mg·kg-1,平均为521.39mg·kg-1;一年蓬地上部Cd含量达到了119.51mg·kg-1,超过了超富集植物的临界值100mg·kg-1,转运系数为1.3,是潜在的Cd超富集植物。     

典型菜地土壤汞在小白菜和胡萝卜可食部位的富集规律

对广东省蔬菜种植面积较大的10个城市典型菜地土壤和蔬菜（小白菜和胡萝卜）对应采样,分析217个蔬菜可食部位中重金属汞（Hg）质量分数及对应土壤中Hg全量和有效态质量分数,研究大田条件下小白菜和胡萝卜可食部位富集Hg的规律。结果表明,广东省菜地土壤存在一定的Hg污染,约20％的土壤超过国家土壤环境质量标准（GBl5618－1995）中二级标准值,但小白菜和胡萝卜中Hg质量分数较低,均值分别为0．0012和0．0013mg·kg-1,仅2个小白菜样品Hg质量分数超过国家食品卫生标准《食品中污染物限量》（GB2762-2005）中的限值0．01mg·kg-1。TGA提取的土壤有效态Hg质量分数与土壤Hg全量显著正相关,TGA提取Hg量仅占土壤总Hg质量分数的3％-4％。小白菜和胡萝卜对Hg的富集系数分别为0．90％和0．94％,表明土壤中绝大部分的Hg不易转化迁移、为蔬菜吸收。小白菜和胡萝卜可食部位Hg质量分数与土壤中Hg全量和有效态质量分数均存在显著的线性关系,其中蔬菜与土壤Hg有效态质量分数的关系优于其与土壤Hg全量的关系。依据国家食品卫生标准,通过拟合回归方程计算出的保障小白菜和胡萝b质量安全的菜地土壤Hg有效态质量分数临界值分别为O．038和0．063mg·kg-1。计算出的土壤Hg全量临界值远大于我国现行土壤环境质量标准的二级标准值,表明该标准值对于保障广东省小白菜和胡萝b质量安全来说可能过于严格。     

水作和旱作对叶菜吸收镉的影响差异研究

采用盆栽试验,以适宜水旱2种模式栽培的空心菜（Ipomoea aquatica）为对象,研究了水作和旱作两种栽培模式对Cd污染土壤上空心菜吸收积累Cd的差异及其影响因素。结果表明,水作和旱作对空心菜生物量和Cd质量分数影响显著。水作条件下,空心菜地上部和根系生物量分别比旱作处理增加了16.3%和190.6%,而地上部和根系Cd质量分数则较旱作处理降低了52.2%和49.3%。水作和旱作对土壤pH和DTPA-Cd质量分数也有不同影响,其中种植空心菜的处理土壤pH较旱作处理增加了0.99个单位,土壤DTPA-Cd质量分数降低了40.0%,不种空心菜的处理土壤pH较旱作处理增加了1.48个单位,土壤DTPA-Cd质量分数降低了30.4%。逐步回归分析发现,空心菜地上部Cd质量分数受土壤DTPA-Cd质量分数和土壤pH影响最大。因此,在Cd污染土壤上,通过旱作改水作可降低空心菜可食部分Cd质量分数,是一种环境友好、价格低廉的土壤重金属污染的调控措施。     

广州市菜园土主要蔬菜重金属背景含量的研究

研究了广州市几个主要的蔬菜生产基地种植的白菜、芥蓝、芥菜、菜薹、萝卜、大白菜、豆瓣菜、结球甘蓝、芹菜、菜豆、豌豆、结球莴苣、尖叶莴苣、菠菜、番茄等15种蔬菜中Pb、Hg、Cd、Cr和As等5种重金属的背景质量分数。其背景质量分数为：Pb 0．002～0．148mg/kg；Hg ND-0．006mg/kg；Cd 0．001～0．034mg/kg；Cr 0．002～0．150mg/kg；As 0.001～0．070mg／kg。由于不同种类蔬菜的吸收特性和遗传特性有所不同，其重金属背景质量分数也有很大差异。蔬菜中元素水平还与土壤条件等因素有关。     

珠江三角洲稻田土壤砷及其向水稻籽粒迁移特征

采集珠江三角洲区域水稻(Oryze sativa L.)植株的根系、秸秆、稻谷和对应的耕层土壤(0～15锄)样品,分析土壤和水稻植株中砷含量,初步研究土壤砷与土壤基本理化性质的关系及砷在土壤-水稻系统中的迁移规律.结果表明,土壤砷含量在1.83～18.14 mg·kg~(-1)之间,土壤砷与土壤有机质、砂粒含量呈显著负相关,与土壤粉粒含量呈显著正相关.糙米中的砷含量在0.21～0.43mg·kg~(-1)之间,均未超过国家食品卫生标准(0.7mg·kg~(-1)),砷在水稻植株中的分布规律为根>秸秆>颖壳>糙米.糙米砷含量与秸秆砷含量呈极显著正相关,与秸秆中P/As、Si/As摩尔比呈极显著负相关,因此,降低秸秆中As的积累、增加秸秆中P、Si的积累可降低水稻籽粒中的砷含量.