化工污染河流沿岸植物对砷、汞的累积作用比较

采集葫芦岛市五里河沿岸9种常见植物,测定植物及植物根土中的汞砷质量分数,研究了汞、砷在植物体内的分布特征,利用迁移系数、富集系数探讨了植物对砷、汞的吸收与富集作用以及可能的耐受机制.结果表明,植物对砷、汞的吸收与富集,因植物种类、部位、金属的类型以及距离污染源的远近而不同.植物根部砷、汞平均质量分数分别为2.434 mg·kg-1和0.583 mg·kg-1;植物叶部砷、汞平均质量分数分别为1.888 mg·kg-1,0.1 50 mg·kg-1.叶汞质量分数从高到低的顺序为:水蓼,芦苇,鬼针草,曼陀罗,三棱草,苍耳,稗草,滨藜,辽东蒿;根汞质量分数从高到低依次为:三棱草,曼陀罗,滨藜,稗草,辽东蒿,芦苇,鬼针草,苍耳,水蓼;叶砷质量分数从高到低的顺序为:水蓼,滨藜,鬼针草,苍耳,芦苇,三棱草,曼陀罗,稗草,辽东蒿.芦苇(Phragraites australis)、曼陀罗(Datura stramonium)、苍耳(.Xanthium sibiricum.Patr.)、鬼针草(Bidens bipinnata)、滨藜(Atriplex patens)对砷的吸收、富集效果较好;水蓼(Polygonum hydropiper)对汞的转移能力较强.芦苇、鬼针草、水蓼等植物向地上部转移As、Hg的能力较强,可选做植物提取方式的污染土壤修复.     

玉米（Zea mays）对镉积累与转运的品种差异研究

通过田间实验,研究了25个玉米（Zea mays）品种在Cd质量分数为50 mg·kg-1胁迫条件下,Cd对不同玉米品种生长的影响,以及不同玉米品种对Cd积累和转运的品种差异,以期筛选出Cd低积累玉米品种。结果表明：25个玉米品种的生物量和产量对Cd胁迫的响应,以及不同品种根、茎叶和籽粒对Cd的吸收、累积及转运能力存在显著差异（P＜0.05）。有20个品种生物量和19个品种产量下降;有2个品种籽粒的Cd质量分数超过了国家规定的食品卫生标准（≤0.1 mg·kg-1）,占供试品种的8.0%,所有品种茎叶的Cd质量分数均超过了国家规定的饲料卫生标准（≤0.5 mg·kg-1）,超标率为100%;25个玉米品种的富集系数范围为0.063~0.899、茎叶转运系数范围为0.038~0.554、籽粒转运系数范围为0.000~0.111,均小于1,其中有8个品种富集系数〉0.5,1个品种茎叶转运系数〉0.5,而所有品种的籽粒转运系数均〈0.5,说明玉米对土壤Cd仍有一定的吸收能力,但地下部向地上部转运能力以及由茎叶向籽粒的转运能力较弱;根据玉米生物量、产量、籽粒Cd含量以及对Cd的富集系数和转运系数等指标进行评价,认为云瑞8号、会单4号、路单7号3个品种可作为Cd低累积玉米品种,可在云南Cd重度污染土壤上推广种植。     

湖泊底泥土地利用对土壤中重金属铅、铜形态影响

采用田区试验研究了田间种植冬小麦条件下,底泥土地利用前后土壤中重金属铅、铜的形态演变及小麦各器官中铅、铜的富集。结果表明,随着底泥施用量的增加,土壤中重金属铅、铜的可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态、残渣态均有不同程度的增加,本试验所有处理中,可交换态铅的质量分数范围为0.02~0.10 mg·kg-1,碳酸盐结合态铅的质量分数范围为0.04~0.24 mg·kg-1,铁锰氧化物结合态铅质量分数为0.41~1.88 mg·kg-1,有机物结合态铅质量分数范围为1.23~4.92 mg·kg-1,残渣态铅质量分数范围为4.82~23.66 mg·kg-1;各处理与对照相比,可交换态铜质量分数增加了40.00%~200.00%,碳酸盐结合态铜质量分数增加了36.84%~363.16%,铁锰氧化物结合态铜质量分数增加了7.17~45.15%,有机结合态铜质量分数增加了7.98%~62.61%,残渣态铜质量分数增加了0.12%~9.69%,各处理的残渣态铅、铜质量分数均较高。随着底泥用量增加,小麦根系、茎叶、籽粒中铅、铜质量分数均呈增加趋势,植株对重金属铅、铜的富集顺序为根系>茎叶>籽粒,铜的富集系数均大于铅。小麦籽粒产量、茎叶生物量及地上部生物量随着底泥施用量的增加,均出现了先增加后减少的现象,当小麦籽粒产量达到最大值时,籽粒中铅、铜质量分数未超出我国相应标准,依此确定底泥环境安全施用量为3051.29 t·hm-2。     

镉对桐花树幼苗生长及渗透调节的影响

采用土培方法研究不同质量分数Cd(0.5～50mg·kg-1)对桐花树Aegicerascorniculatum幼苗的生长及渗透调节的影响。结果表明:低质量分数Cd(0.5mg·kg-1)处理条件下,桐花树幼苗株高、植株鲜物质量均显著高于对照,根长、叶绿素质量分数则没有显著增加;高质量分数Cd(50mg·kg-1)条件下,这些参数均显著降低,说明高质量分数Cd胁迫下,植株正常生长受到抑制。除了0.5mg·kg-1条件外,叶片淀粉质量分数变化趋势总体上是随着Cd的增加而下降。在5~50mg·kg-1Cd处理下,渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白质及脯氨酸均显著增加,与Cd质量分数存在正相关性。Cd胁迫下,渗透调节物质的积累作用是桐花树对Cd胁迫的主要响应过程,可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸与可作为Cd对桐花树污染的检测指标。     

Cd胁迫下芦苇体内氯化钠提取态镉及γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶活性研究

芦苇(Phragmites australis)对污染水体重金属Cd具有极强的富集积累能力,能有效减少生长环境中的Cd含量。Cd被芦苇植株吸收后会转化为不同形态存在,其中与蛋白质结合的氯化钠提取态镉(SCd)是芦苇体内的主要形态。为研究不同Cd浓度环境中芦苇体内SCd含量及γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-GCS)活性变化特征,采用5种浓度氯化镉溶液(0.5、1.0、2.0、3.0和5.0 mmol·L-1)对芦苇进行灌溉,然后测定不同生长时期的芦苇在镉胁迫下植株内SCd的积累量和γ-GCS活性的变化。结果显示:(1) Cd浓度增加时,芦苇植株根、茎、叶的SCd积累量呈现先增加后减少的趋势;(2)芦苇植株各部位不同时期镉积累量有所不同,成熟期时积累量达到最大。根部SCd的积累量为3 984.16 mg·kg-1,是茎部的7.33倍,叶部的4.83倍;(3)在镉溶液浓度小于3.0 mmol·L-1时,芦苇根茎叶中γ-GCS活性随灌溉浓度增加而增加;镉溶液浓度大于3.0 mmol·L-1时γ-GCS活性被抑制。     

镉胁迫对小白菜（Brassica campestris L.）抗氧化机理的影响

采用水培的方法,研究了不同Cd2 水平(0、1、2.5、5、10、15mg·L-1)对小白菜(Brassica campestris L.)抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、非酶物质(SH、GSH、PCs)含晕以及生长的影响.结果表明,小白菜叶片和根系SOD活性随Cd处理质量浓度的增加呈降低的变化趋势,POD、CAT活性以及MDA含量随Cd处理质量浓度的增加而增加.小白菜的生物量、根长、株高、叶绿素质量分数随Cd处理质量浓度的增加显著降低(P<0.05),表明Cd抑制了小白菜的生长,破坏了叶绿素的合成.小白菜地上、地下部镉质量分数均随Cd处理质量浓度的增加而显著增加(P<0.05).当Cd处理质量浓度为15 mg·L-1,小白菜地上、地下部镉质量分数分别达到637.5、1 663.0 mg·kg-1,表明小白菜对Cd有良好的富集效果.小白菜根系与叶片中SH、GSH和PCs含量均随Cd处理质量浓度增加而增加的变化趋势,表明SH、GSH和PCs在解毒小白菜Cd毒害中起着重要作用.     

冬季农田杂草繁缕对镉的积累特性研究

为进一步筛选出更多的镉超富集植物作为植物修复的材料,本文以冬季农田杂草作为研究对象,采用土壤种子库-金属筛选法进行筛选,以期从冬季农田杂草中筛选出镉超富集植物,为镉污染农田土壤的冬季植物修复提供材料。通过土壤种子库-金属筛选法初步研究发现,冬季农田杂草繁缕(Stellaria media)地上部分镉含量接近超富集植物的临界值(100 mg·kg-1),但转运系数(TF)小于1,可能是镉富集植物。为此,采用盆栽试验进行了进一步的浓度梯度鉴定。结果表明,随土壤镉含量的增加,繁缕根系生物量、地上部分生物量、主枝长度、根系长度、抗性系数及耐性系数均随土壤镉含量的增加而下降,但繁缕根系及地上部分镉含量呈显著增加的趋势。与对照相比,在土壤镉质量分数为25、50、75、100和125 mg·kg-1时,繁缕总生物量分别下降了17.31%、34.87%、44.79%、52.12%和59.32%,但各个处理均没有表现出明显毒害症状。土壤镉含量为75~125 mg·kg-1时,繁缕地上部分镉含量均大于100 mg·kg-1,最大值为135.79 mg·kg-1,地上部分富集系数(BCF)大于1,但转运系数(TF)小于1。在土壤镉含量为100 mg·kg-1时,繁缕地上部分镉提取量达到最大值,为87.42μg·plant-1。这些结果表明繁缕是一种镉富集植物。虽然繁缕的单株镉提取率较低,但繁缕具有分蘖力强、繁殖力强、生长密度大、耐荫性强等特点,因此适用于冬季农田镉污染的修复。     

模拟酸雨与重金属复合胁迫对绞股蓝生长及根际微生物的影响

通过盆栽试验研究了不同pH值的模拟酸雨与Zn(30和400 mg.kg-1)、Cd(1和15 mg.kg-1)单独或复合胁迫对绞股蓝(Gynostemma pentaphyllum)药用成分——总皂甙含量以及根际土壤微生物数量和组成的影响。结果表明:不同pH值的模拟酸雨均能抑制细菌、放线菌、氮素生理类群的生长,其数量随酸雨pH值的降低而不断减少;真菌、纤维素分解菌数量随酸雨pH值的降低呈先升高后降低的变化趋势;绞股蓝茎叶总皂甙含量随酸雨pH值的降低而降低。酸雨影响下,单施低浓度的Zn(30 mg.kg-1)或Cd(1 mg.kg-1)时,根际3大类群微生物、氮素生理类群、纤维素分解菌、绞股蓝总皂甙含量均高于无重金属处理;但当Zn(400 mg.kg-1)或Cd(15 mg.kg-1)处于高浓度时,它们又明显低于无重金属处理。酸雨影响下,Zn(30 mg.kg-1)或Cd(1 mg.kg-1)为低浓度水平时,Zn-Cd复合污染对根际3大类群微生物、氮素生理类群、纤维素分解菌、绞股蓝茎叶总皂甙含量影响表现为拮抗效应;Zn(400 mg.kg-1)或Cd(15 mg.kg-1)为高浓度水平时,Zn-Cd复合污染对根...     

铜、锌污染对水稻土中油菜（Brassica chinensis L.）生长的影响及累积效应研究

通过盆栽试验,系统研究了Cu、Zn重金属污染对油菜（Brassica chinensis L.）生长、SOD保护酶活性、脯氨酸、可溶性糖及Cu、Zn在油菜体内吸收富集的影响。结果表明：Cu、Zn污染对油菜生物量和生理生化指标（SOD保护酶活性、脯氨酸和可溶性糖）均有影响。随着Cu、Zn质量分数的升高,植株干物重和SOD保护酶活性表现为先增后降;当Cu质量分数达到1 000 mg？kg-1时,油菜干物重和SOD酶活性分别比对照下降36.79%、66.67%;当Zn质量分数达到3 000 mg？kg-1时,油菜干物重和SOD酶活性分别比对照下降55.21%、82.05%。Cu污染下,油菜叶片脯氨酸质量分数逐渐下降,总可溶性糖质量分数表现为先增后降;Zn污染下,脯氨酸和总可溶性糖质量分数均表现为先增后降。Cu、Zn污染使油菜幼苗叶片及根中的Cu、Zn质量分数明显增加,根部的积累尤其明显。当Cu处理为1 000 mg？kg-1时,油菜茎叶和根中质量分数分别为57.6、424.162 mg？kg-1;当Zn处理为1 000 mg？kg-1时,油菜茎叶和根中质量分数分别为240、608.54 mg？kg-1。与Zn相比,Cu主要积累在油菜的根部,向茎叶迁移累积的量很少,并且随着添加质量分数的增加,茎叶吸收Cu的量变化不大。总之,重金属Zn相对于Cu更容易积累于油菜的地上部分,从而更易进入食物链,它们在油菜体内富集都对其生理生化和营养产生了明显毒害作用。     

镉对南美蟛蜞菊光合特性的影响

镉(Cd)积累是造成土壤重金属污染的重要因素之一,它是一种对植物生理代谢过程产生诸多影响的环境胁迫因子,光合作用的变化可以直接反映植物对Cd胁迫的适应特性.通过对外来植物南美蟛蜞菊(Wedelia trilobata (L.) Hitchc.)生长过程不同程度的Cd胁迫处理,利用光合气体交换与叶绿素荧光技术,初步观测盆栽土壤中不同质量分数的Cd对南美蟛蜞菊叶片净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、叶绿素质量分数与荧光特征等光合特性的影响.结果显示:①当土壤中Cd质量分数达到5 mg·kg-1时,叶片净光合速率Pn明显降低,但蒸腾速率Tr和气孔导度gs降幅较小,水分利用率WUE则没有表现出明显差异;②随着土壤中Cd的增加,叶绿素a质量分数与叶绿素a/b降低,但叶绿素b变化不明显;③ Cd质量分数达到2 mg·kg-1时,初始荧光Fo与光化效率Fv/Fm变化明显,光系统Ⅱ电子传递速率ETR和量子效率ΦPSⅡ从Cd质量分数为0.5 mg·kg-1起有明显变化.由此看出,Cd对叶绿素有一定程度的破坏作用,其中光反应中心对Cd胁迫尤为敏感,叶片光合速率和光能转化效率的下降与此密切相关.     

西宁市环境空气PM10中多环芳烃特征分析

2009年—2010年采暖季、风沙季和非采暖季在西宁市选择了7个环境监测点位采集了大气PM10样品,利用气相色谱-质谱联用技术测定了其中12种多环芳烃的浓度分布特征。结果显示：西宁市采暖期、风沙季和非采暖期三季PM10载带B[a]P的全市平均浓度分别为2.51ng/m3、1.19 ng/m3、1.55ng/m3;PM10载带的B[a]P的浓度与GB3095-1996中规定日平均浓度限值（10ng/m3）相比较,均不超标。     

土壤对甲烷氧化作用的研究进展

综述了８０年代以来土壤对ＣＨ４氧化作用的研究进展，包括土壤氧化甲烷的概况、机理，以及氧的供应、Ｎ的供应、土壤水分状况、土壤温度、土壤ｐＨ、土壤质地等因素对土壤氧化ＣＨ４的影响。     

应用Tail-PCR扩增蓝猪耳T-DNA侧翼序列

蓝猪耳是一种重要的具有观赏和科研价值的花卉植物.采用TAIL-PCR成功扩增了转基因蓝猪耳T-DNA插入位点的侧翼序列,扩增片断长度为200～2 000 bp,大多数片段在400 bp和800 bp左右,其中36%的序列含有植物的同源序列.通过与GenBank数据库比对,确定了部分T-DNA插入位点周边序列编码的可能蛋白,并提交序列7条;另外还对T-DNA转化植物时整合的位点进行了分析,发现断裂位点集中在距右边界15～18 bD和右边界外234 bp处,分别占总扩增片段的47.62%和38.10%.这为利用T-DNA标签进行蓝猪耳基因克隆和功能分析提供了实验技术上的保证.图2表2参24     

都江堰灵岩山3种人工林优势物种叶片的有机组分特征

叶片的有机组分特征不仅是植物光合产物分配策略和养分回收的重要参数,而且是衡量凋落叶分解难易程度的重要指标.为探究不同植物群落叶片间有机组分的差异,以华西雨屏区人工林的优势乔、灌、草植物作为对象,收集其成熟叶及凋落叶,研究其水溶性组分(water soluble component,WSC)、有机溶性组分(organic solvent soluble component,OSC)、酸溶性组分(acid-soluble extractive,ASE)和酸不溶性组分(acid-insoluble residue,AIR)含量特征.结果显示:植物叶片整体的WSC、OSC、ASE和AIR的平均相对含量为分别为25.05%、6.56%、34.30%和35.05%,表现为AIR> ASE> WSC> OSC.成熟叶和凋落叶同种组分的相对含量存在差异,成熟叶中ASE的相对含量(36.34%)最高,凋落叶中AIR含量(39.63%)最高.乔、灌、草层植物成熟叶的WSC、OSC、ASE的相对含量高于凋落叶,而AIR的相对含量低于凋落叶,其中WSC的相对含量在成熟叶和凋落叶间差异显著.不同植物功能群的同一组分间存在差异,木本植物WSC、ASE的相对含量低于草本植物,而OSC、AIR的相对含量高于草本植物.因此,植物叶片的有机组分特征不仅受到叶类型的影响,也受到不同植物功能群的影响;结果可为理解亚热带人工林植物的养分利用效率和凋落物分解机制提供重要理论依据.(图5表1参50)     

重庆喀斯特山地土壤种子分布特征

土壤种子库对岩溶山地退化植被恢复具有重要意义。采用萌发法,比较了重庆典型岩溶山地处于不同生态演替序列的自然林地、次生林地、灌草坡、坡耕地、人工林、弃耕撂荒地等土地利用系统的土壤种子库分布特点。喀斯特山地各植被类型的土壤中贮藏着丰富的种子,每个40cm×25cm×15cm土柱内储藏有227.4~454.8粒种子,土壤种子集中分布在土壤表层(0~5cm),乔灌种子主要分布于0~5cm土壤层。土地利用强度越大,木本植物种子越少,草本植物种子越多,且以农田杂草为主,土地利用方式的变化(如陡坡开垦)是对次生植被及其种子库的主要威胁;坡度、溶沟、溶隙等土壤分布环境和土壤水分等也对喀斯特山地的种子密度产生影响,这就使得种子密度在不同地点及植被类型间相差很大,生境异质性是种子库分布模式的决定因子。     

Challenges in characterization of nanoplastics in the environment

Plastic pollution has been a legacy environment problems and more recently, the plastic particles, especially those ultrafine or small plastics particles, are widely recognized with increasing environmental and ecological impacts. Among small plastics, microplastics are intensively studied, whereas the physicochemical properties, environmental abundance, chemical states, bioavailability and toxicity toward organisms of nanoplastics are inadequately investigated. There are substantial difficulties in separation, visualization and chemical identification of nanoplastics due to their small sizes, relatively low concentrations and interferences from co-existing substances (e.g., dyes or natural organic matters). Moreover, detection of polymers at nanoscale is largely hampered by the detection limit or sensitivity for existing spectral techniques such as Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR) or Raman Spectroscopy. This article critically examined the current state of art techniques that are exclusively reported for nanoplastic characterization in environmental samples. Based on their operation principles, potential applications and limitations of these analytical techniques are carefully analyzed.     

桂林水系沉积物中重金属的生物有效性研究

沉积物中重金属污染物对生态系统潜在危害的影响,已经引起研究者的极大关注,但对沉积物中重金属的生物有效性的研究还很少。首次以桂林水系沉积物为研究对象,通过酸化-吹气-吸收装置,用对氨基二甲基苯胺光度法测定沉积物中AVS含量,用原子吸收分光光度法测定SEM和间隙水中Cu、Pb、Zn、Cd、Ni含量,用原子荧光法测定Hg、As含量。以中华圆田螺(Cipangopaludian cathayensis)为受试物种,通过沉积物加标和长期暴露实验,分析田螺生长发育情况和体内重金属积累浓度。结果表明:[SEM]/[AVS]>1时,间隙水中七种元素总浓度大于3.0000μmol·L-1,重金属对田螺表现出毒性作用,且田螺的死亡率和体内重金属积累浓度随该比值的增大而增大;当[SEM]/[AVS]<1时,重金属对田螺无明显影响。[SEM]/[AVS]是判定沉积物重金属生物有效性的有效判据。该研究填补了桂林水系沉积物重金属数据的空白,为判定沉积物重金属污染程度提供了一种简便准确的方法。所研究水域沉积物重金属污染最严重的是桃花江,漓江次之,青狮潭水库污染最轻。     

好氧堆肥过程中的氧气变化及其监测

氧气和通气性是影响好氧堆肥过程和堆肥产品质量的重要因素。堆肥过程中，氧气供应充足可以加速有机质分解、缩短堆肥时间，加速堆肥初期温度的上升速率，减少恶臭气体的产生。氧气的消耗速率可以作为判断堆肥稳定性的依据。过去由于缺乏有效的氧气监测手段，限制了堆肥中有关氧气的研究工作，因此对堆肥过程中氧气的变化过程目前了解得很少，研究工作亟待加强。近期，我国已开发出堆肥氧气实时、在线监测系统，并成功地应用于堆肥实践，这对堆肥研究和产业化发展将具有重要意义。     

微生物砷代谢机制的研究进展（Progress in Study of Mechanisms of Microbial Arsenic Transformation in Environment）

环境砷污染是一个全球性问题.研究砷的生物地球化学循环可以明确环境中砷的来源及其转化特征,为探索砷污染治理的方法提供参考.越来越多的研究表明,自然界中的微生物在砷的迁移转化过程中发挥了重要作用.根据微生物对砷的代谢机制不同将其分为:砷氧化微生物、砷还原微生物和砷甲基化微生物.砷氧化微生物可以将环境中的As(Ⅲ)氧化为毒性较弱并且容易被铁铝矿物吸附固定的As(Ⅴ),因此对降低环境中的砷毒性具有重要作用;微生物对砷的甲基化作用的产物通常为毒性较低的有机砷,因此也被认为是理想的修复环境砷污染的生物手段之一;然而在还原环境中,砷还原微生物却可以将游离态和结合态的As(Ⅴ)还原为毒性更强的As(Ⅲ),从而加重环境中的砷污染状况.由此可见,明确微生物的砷代谢机制及其对砷污染环境中砷迁移转化的影响,是实现生物修复砷污染环境的必要前提.论文总结了近年来国内外微生物砷代谢机制的研究进展,以期为深入研究微生物代谢砷的机理及其在砷污染治理中的应用提供参考.     

代谢组学方法在生态毒理学中的应用进展

代谢组学方法越来越多地用于研究有机体与生态环境的相互作用。近年来,该方法已被应用于化学物风险评价和野生动物的疾病诊断,成为环境科学,特别是生态毒理学中充满活力的研究方向之一。本文介绍了应用于代谢组学研究的核磁共振波谱和质谱2种检测技术,着重讨论了生态毒理学研究中代谢组学方法在生物标志物的发掘和毒性评价,以及有机体对环境影响因子的代谢响应、野生水生动物疾病的诊断和监测等方面的应用。这些代谢组学在生态毒理学领域的应用将促进对有机体与环境相互作用的认识。