蛋白核小球藻生物膜对镉胁迫的生理响应及去除效果分析

为研究镉胁迫下蛋白核小球藻生物膜的生理响应及其去除效果,实验设计了不同的镉初始浓度梯度,分析镉胁迫下蛋白核小球藻生物膜的叶绿素a、硝酸还原酶、胞外多聚糖（EPS）等生理特征指标,并比较了蛋白核小球藻生物膜在不同的镉初始浓度下对镉的去除效果。结果表明:镉会抑制蛋白核小球藻生物膜的生长及其硝酸还原酶的产生,并且抑制程度随着镉初始浓度的增大而增加,20 mg/L的镉还会导致部分藻类生物膜的死亡;另外,镉会抑制蛋白核小球藻生物膜EPS的产生,但随着接触时间的增加,镉会刺激藻类生物膜分泌少量EPS来阻止镉离子进入藻细胞;镉初始浓度为15 mg/L时,蛋白核小球藻生物膜对镉的去除效果最好,达到89.83%。以上成果可为藻类生物膜去除重金属镉的后续研究奠定基础。     

外源磷对镉胁迫下水稻生长及镉累积转运的影响

本研究通过水稻（黄华占）水培试验,在不同镉（Cd）浓度胁迫条件下,施加10.0~45.0 mg ·L^-1外源磷（NaH₂PO₄）,研究磷（P）对水稻植株Cd累积与转运的影响.结果表明：①随外源P浓度增加,水稻各部位生物量及光合色素（叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素）浓度均逐渐升高;②施加外源P使水稻的茎、叶、谷壳和糙米中Cd含量逐渐增加,水培溶液中Cd浓度为0.1 mg ·L^-1和0.2 mg ·L^-1胁迫下,糙米Cd含量分别增加了2.8%~22.8%和40.9%~61.8%;③施加外源P使水稻植株Cd累积量增加,水培溶液中Cd浓度为0.1 mg ·L^-1和0.2 mg ·L^-1胁迫下,Cd累积量范围分别从395.1 μg ·株^-1和639.6 μg ·株^-1增加到542.6 μg ·株^-1和1082.0 μg ·株^-1;④水稻根系P/Cd质量比随外源P施加量增加而增大,茎、叶、谷壳和糙米P/Cd质量比则呈下降趋势;增加外源P浓度使水稻根到茎（TF_根-茎）和茎到叶（TF_茎-叶）的Cd转运系数增加.水稻各部位中P和Cd表现出一定的协同作用,外源P促进了根系中Cd向地上部位转运,增加了糙米Cd含量.     

2种组配改良剂修复镉砷复合污染稻田土壤的研究

将2种复合改良剂LI(碳酸钙+铁粉)和HI(羟基磷灰石+铁粉)施加于镉、砷复合污染稻田土壤,设置投加比例分别为1∶2、1∶1、2∶1,通过分析熟化后土壤的p H值、毒性浸出(TCLP提取态)镉、砷含量及交换态镉和砷含量,研究了复合改良剂同时固定这两种污染元素的效果.结果表明,施加LI使土壤p H值提高了0.60~1.21,降低了土壤TCLP提取态镉、交换态镉含量,以及TCLP提取态砷和交换态砷含量;与对照相比,配比为2∶1的LI使土壤TCLP提取态镉含量降低了60.97%,效果较好;配比为1∶2和1∶1的LI分别使TCLP提取态砷含量降低了29.81%、29.85%;配比为1∶2的LI使交换态砷含量降低了55.18%.施加HI同样提高了土壤的p H值(升高了0.51~0.73),同时降低了土壤中97.05%~98.09%的TCLP提取态镉含量,效果显著;施加HI略微提高了土壤TCLP提取态砷含量,但却略微降低了土壤交换态砷含量.在本实验条件下,综合考虑土壤中镉和砷的稳定化效果,LI的效果明显好于HI.其中,从TCLP提取态镉和砷含量来评价,2∶1的LI施用效果最佳;从交换态镉和砷含量来评价,1∶2的LI施用效果最佳.     

黑麦草对水体中镉-壬基酚复合污染的生理响应及修复

探讨了黑麦草对水体中镉-壬基酚(Cd-NP)复合污染的生理响应及修复作用.结果表明,单一Cd污染情况下,高浓度Cd~(2+)(10 mg·L~(-1))对黑麦草的生物量和叶绿素含量均有显著的抑制作用,植株过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性显著增大.单一NP污染情况下,黑麦草的生物量、叶绿素含量和MDA含量均无显著性变化;高浓度NP(5 mg·L~(-1))存在下,植株POD活性显著增大.当黑麦草受到复合污染胁迫时,高浓度NP的加入降低了Cd的抑制作用,使黑麦草的MDA含量有所回落,植株PPO活性有所下降.Cd~(2+)浓度为1 mg·L~(-1)时,黑麦草对Cd~(2+)有较好的去除效果,12 h的去除率达到了55.3%.吸收时间超过12 h,高浓度NP对黑麦草吸收Cd~(2+)有较显著的促进作用.NP浓度对植株地下部分Cd~(2+)吸收量有极显著影响,转移系数随着NP浓度增大而呈现上升趋势.NP浓度为5 mg·L~(-1)时,黑麦草对NP的吸收效果较好,24 h的吸收率为44.6%.低浓度Cd~(2+)的加入对黑麦草去除NP无显著性影响,而高浓度Cd~(2+)的加入对黑麦草吸收和降解NP均有极为显著的抑制作用.     

Fe-Al改性硅藻土的制备及其对土壤Cd污染固定化效果

为了提高硅藻土对土壤镉污染的原位固定化效果,采用羟基Fe-Al对硅藻土进行改性,通过土壤培养实验研究了Fe/Al摩尔比、OH/cation摩尔比、陈化时间、(Fe+Al)/硅藻土比、反应温度、老化时间对土壤镉污染固定化效果的影响,同时采用扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)分析了改性前后硅藻土理化特征的变化.结果表明,改性硅藻土最佳制备工艺条件为Fe/Al摩尔比1∶8、OH/cation摩尔比2.0~2.2、陈化时间2 d、(Fe+Al)/硅藻土比10 mmol·g-1、反应温度60℃、老化时间2 d.改性硅藻土显著降低了土壤中可交换态镉的含量,硅藻土改性前后对交换态Cd含量的降低率由11.83%提升到39.52%.SEM与FTIR分析表明,通过改性增加了硅藻土的比表面积和Si—O—H基团,并且羟基铁铝被成功置入硅藻壳体内部,形成了有效柱体,增大了孔道间距,增强了硅藻土的表面活性.因此,羟基铁铝改性能有效地促进硅藻土对土壤镉的固定效果.提供的改性方法和实验结果,为硅藻土固定土壤重金属提供了新的技术手段和理论依据.     

不同草本植物间作对Cd污染土壤的修复效果

为了研究不同草本植物间作对空心菜Cd吸收效果及污染土壤中Cd移除率的影响,采用盆栽试验,以空心菜茎叶Cd消减率与土壤中Cd移除率为主要指标,研究了空心菜在Cd污染土壤中单作及与10种草本植物（高丹草,苏丹草,狼尾草,黑麦草,苦卖菜,菊苣,籽粒苋,三叶草,紫花苜蓿,紫云英）间作的Cd积累效应与对Cd污染土壤的修复效果.结果表明：不同间作处理对空心菜茎叶与根中Cd含量有显著影响,其中,空心菜与高丹草、苏丹草、狼尾草间作后,空心菜茎叶Cd含量显著降低,空心菜茎叶Cd的消减率分别达到34.0%、35.8%、34.3%;菊苣、籽粒苋、三叶草、紫花苜蓿及紫云英与空心菜间作对空心菜茎叶Cd吸收有不同程度促进作用.间作的不同草本植物对土壤中Cd的吸收间有显著差异,地上部Cd含量范围1.81~12.87mg/kg,最大相差7.1倍;不同间作植物茎叶中Cd含量大小为：苦荬菜 > 菊苣 > 苏丹草≈黑麦草 > 高丹草≈狼尾草 > 紫花苜蓿≈籽粒苋 > 三叶草≈紫云英.不同草本植物与空心菜间作对土壤Cd移除率为0.35%~1.49%,其中,高丹草、苏丹草、狼尾草对土壤Cd的移除率分别达到1.46%、1.49%和1.48%;高丹草、苏丹草、狼尾草间作不仅可以有效降低空心菜Cd含量,同时对污染土壤中Cd具有较高的移除率,在Cd污染农田土壤的间作修复中具有较好的应用价值.     

不同水稻品种对重金属的积累特性

采用田间试验法,以南方主要种植的129个水稻品种为研究对象,通过对稻米样品中镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)、无机砷(As)和总汞(Hg)重金属含量的测定,分析不同品种和类型的水稻对重金属吸收能力的差异.结果表明,35个早稻糙米Cd含量在0. 35～0. 60 mg·kg~(-1)之间,超标率100%,糙米Pb含量在0. 08～0. 30 mg·kg~(-1)之间,超标率14. 29%; 54个中稻糙米Cd含量在0. 03～0. 45 mg·kg~(-1)之间,超标率33. 33%; 40个晚稻糙米Cd含量在0. 08～0. 20 mg·kg~(-1)之间,均未超过国家标准.早、中、晚稻都表现出三系杂交稻糙米Cd含量高于两系杂交稻,但是差异不明显;早稻三系杂交稻糙米Cr和总Hg含量显著高于两系杂交稻.中稻糙米Cd含量与Pb和总Hg含量间呈显著正相关;与糙米中无机As含量间存在极显著负相关;而与糙米中Cr含量间相关性不明显.总之,水稻对重金属的吸收积累,受遗传背景、品种类型和重金属互作的影响较大.     

基于响应面法优化活性炭处理含镉废水工艺的研究

以广西河池市某工厂含镉废水为研究对象,开展了活性炭吸附法处理含镉废水的研究。在单因素实验结果基础上,选取活性炭用量、温度和时间进行三因素三水平的中心组合设计实验和响应面分析。研究结果表明活性炭去除废水中镉的最佳工艺条件是:当废水中镉的初始浓度为25.1 mg/L时,活性炭用量为1.58 g/100m L,温度为28.09℃,时间为1.53 h,在此条件下镉的去除率可达到97.55%。     

叶用油菜和孔雀草间作对植物生长和镉累积的影响

为揭示镉（Cd）低积累作物与超富集植物间作对Cd污染土壤安全利用和提取修复的作用,通过盆栽试验,将两种Cd累积能力不同的叶用油菜（Brassica chinenesis L.,低积累油菜华骏和普通油菜寒绿）与4种孔雀草（Tagetes patula L.,矮杆红花、矮杆黄花、高杆红花和高杆黄花）间作,研究间作措施对两类植物生长、光合作用参数、Cd累积以及土壤有效态Cd和可溶性有机碳（DOC）含量的影响.结果表明,与单作相比,间作后油菜生物量显著降低,孔雀草生物量显著升高.间作处理中油菜叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率较单作均显著降低.华骏与矮杆红花间作时,华骏地上部Cd含量较单作显著降低14.5%,矮秆红花地上部Cd含量显著增加36.5%;其余间作处理下油菜地上部Cd含量均显著升高或无显著变化,而孔雀草地上部Cd含量无显著变化.间作处理下,油菜地上部Cd累积量较单作处理显著降低,孔雀草地上部Cd累积量显著升高.间作处理下土壤Cd提取率与孔雀草单作处理无显著差异.油菜地上部Cd含量与土壤有效态Cd以及DOC含量分别呈极显著和显著的正相关关系.总之,Cd低积累油菜华骏与孔雀草矮杆红花间作组合表现最佳,在Cd污染菜地土壤的修复和安全利用中有较好的应用价值.     

不同品种水稻糙米含镉量差异

采用盆栽土培法研究7个类型共46种水稻糙米含镉量的差异。结果表明,不同水稻品种糙米含镉量差异显著。在土壤含镉量为2 mg.kg-1时,46种水稻糙米含镉量变化范围为0.428~2.558 mg.kg-1。7种类型水稻糙米含镉量从高到低依次为特种稻、常规早籼稻、三系杂交晚稻、两系杂交晚稻、常规晚籼稻、常规粳稻、爪洼稻。