活性氧和钙信号参与铅对酵母细胞的毒性作用

以模式生物酵母菌为材料,研究铅对细胞的毒性效应,探讨胞内活性氧(ROS)和Ca~(2+)在铅诱导细胞死亡中的作用。结果显示,浓度为5~100 mg·L~(-1)的硝酸铅可降低酵母细胞活性,诱导酵母细胞死亡,随着铅浓度的提高和作用时间的延长,细胞死亡率增高。在铅处理组酵母细胞中,ROS和Ca~(2+)水平显著升高,线粒体膜电位明显下降;用1 mmol·L~(-1)的外源抗坏血酸(AsA)能降低铅引发的酵母细胞死亡,0.5 mmol·L~(-1)的钙离子螯合剂乙二醇双四乙酸(EGTA)或0.1 mmol·L~(-1)的质膜Ca~(2+)通道特异性抑制剂氯化镧(LaCl_3)亦可明显抑制铅引起的酵母细胞死亡。研究结果表明,铅诱发的酵母细胞死亡与处理组胞内ROS和Ca~(2+)升高有关,高浓度的Ca~(2+)可能通过诱导线粒体膜通透性转变孔道开放,或者高水平ROS可能损伤线粒体膜,致线粒体膜电位下降,继而激活相关下游信号导致细胞死亡。     

中国部分城市空气环境铅含量及分布研究

为描述我国城市空气环境铅含量的水平和分布特征.通过计算机在CNKI、万方、维普、Science Direct、Google Scholar和PubMed等数据库检索和搜集2000~2012年间发表的关于空气颗粒物中重金属含量的文献,剔除重复后,按照拟定的标准进行筛选,共有69篇文献纳入分析研究,涉及30个省/市共42个城市,有效样本数大于5489个.空气环境铅含量均以PM10的监测结果计(以下同,包括我国环境空气质量标准限值),其加权平均值为(256.5±192.0)ng/m3,其中,18个城市(占42.96%)空气中的铅含量超过我国环境空气质量标准(GB3095-2012)的年均限值(272.5ng/m3),其平均值为(551.0±350.3)ng/m3;湖南长沙、广东韶关、辽宁沈阳、江西永修、陕西西安和辽宁葫芦岛6个城市(占14.3%)的空气环境铅含量超过季均限值(545.0ng/m3),其铅含量分别为554.4,637.0,638.8,764.1,1018.6,1721.2ng/m3.我国经济较发达的京津唐、环渤海圈以及珠江三角洲地区的空气环境铅含量较高;我国北方城市空气环境铅含量在冬春季相对较高,是夏秋季节的1.2~1.9倍,东南沿海城市空气环境铅含量的季节性变化不明显;广州、上海、北京和成都的数据分析显示自2003年以来,空气中的铅含量呈明显的下降趋势.上述分析结果表明,我国空气环境铅含量较高,总体呈现下降趋势.     

青藏高原东麓贡嘎山东坡土壤中Pb的来源解析

选择青藏高原东麓典型山地——贡嘎山(东坡),根据不同海拔梯度(海拔2 000~4 500 m)差异设置8个采样点,根据土壤发育情况分别采集O层(有机层)、A层(矿物质层)和C层(母质层)样品,分析土壤中w(Pb)的海拔分布特征,并利用FA-MLR(因子回归分析)法、地球化学指标法和Pb同位素三元混合模型定量判识表层土壤中Pb的来源. 结果表明:①各层土壤中w(Pb)表现为O层〔(41.73±4.38)mg/kg〕>A层〔(30.47±2.17)mg/kg〕>C层〔(23.04±1.50)mg/kg〕(P<0.05). 随着海拔的增加,O层和A层中w(Pb)总体呈升高—降低—升高趋势;C层中w(Pb)随着海拔的变化无显著差异,表明贡嘎山东坡土壤中w(Pb)的地球化学背景值基本一致. ②各层土壤中206Pb/207Pb表现为O层208Pb/206Pb表现为O层>A层>C层. ③Pb同位素三元混合模型结果显示,表层(O层和A层)土壤中Pb可能受到化石燃料燃烧和矿物开采及金属冶炼活动的影响;根据FA-MLR法、地球化学指标法和Pb同位素三元混合模型这3种方法,得到O层中污染Pb所占比例分别达到84.9%、66.0%和63.7%,A层中分别为56.6%、27.8%和44.9%;在海拔分布上,Pb的污染在海拔2 770 m以下主要归因于当地化石燃料的燃烧,而在林线(约3 700 m)以上则来自矿物开采及金属冶炼活动.      

纳米羟基磷灰石的制备及其对Pb2+的吸附性能

采用溶胶-凝胶法制备了纳米羟基磷灰石(n-HAP),使用FTIR、XRD、气体吸附仪等表征了n-HAP的物相及微观结构,并研究了n-HAP对模拟含Pb2+废水中Pb2+的吸附特性。实验结果表明:所制备的n-HAP粒径为24.39 nm,比表面积为53.50 m2/g,孔体积为0.32 cm3/g;n-HAP对Pb2+的去除率随吸附时间、吸附温度和溶液pH(小于6.5的实验范围)的增加而增大,随初始Pb2+质量浓度增大而减小;n-HAP对Pb2+的吸附较符合准二级吸附动力学方程,颗粒内扩散过程是吸附速率的控制步骤;Langmuir吸附等温方程比Freundlich吸附等温方程更适合描述n-HAP对Pb2+的吸附热力学行为,Pb2+在n-HAP上的吸附符合单分子层吸附形式。     

锌冶炼地块剖面土壤对镉、铅的吸附特征及机制

采用静态批实验,研究了不同初始Cd/Pb浓度、温度（288~308 K）和pH值（2~6）条件下,湖南省株洲市某关停锌冶炼厂地块垂直剖面土层杂填土（S1）、素填土（S2）、粉质黏土（S3）和全风化板岩（S4）对Cd和Pb的吸附特征.结果表明,各土层土壤对Cd和Pb的吸附平衡过程较快,准一级动力学模型更适合描述其动力学过程.土壤对Cd和Pb的吸附量随初始溶液pH值和温度的增加而增加,Freundlich方程能较好描述其等温吸附特征,且为自发进行的吸热物理化学过程.Langmuir方程拟合发现,剖面土壤对Cd和Pb的滞留能力较大,298 K下Cd吸附量为2097~4504 mg·kg^-1,Pb吸附量高达4376~10564 mg·kg^-1,Cd和Pb吸附量均呈现出全风化板岩（S4）>杂填土（S1）>粉质黏土（S3）>素填土（S2）趋势.土层土壤理化性质差异影响Cd和Pb在土壤上的吸附行为,Fe/Al含量和阳离子交换量是其主要影响因子.扫描电镜（SEM-EDS）和傅里叶变化（FTIR）结果表明,Cd和Pb与土壤中Fe和Al发生交换,土壤中羟基（—OH）、羧基（C＝O）的位点是Cd和Pb的主要吸附位点.锌冶炼活动排放的Cd和Pb进入地块后大部分滞留在土壤表层,随着土壤深度增加含量逐渐降低,研究结果可为冶炼地块土壤及地下水重金属污染防治提供科学依据.     

1990-2018年浙江省人为铅排放时空变化解析

随着工农业的高速发展,大量的人为铅排放到环境,引起了一系列的生态健康问题.本文以工农业集产区浙江省为案例,系统构建了18个铅排放源排放清单,其中新增添了纺织业、制革业、造纸业、秸秆利用、牲畜废物利用、化肥消费、农药消费等铅排放行业,估算了浙江省1990—2018年各污染源铅排放量,分析了其时空变异趋势.结果表明,浙江省前期（1990—2000）铅排放通量增长有限,其排放量仅约2500 t·a^-1,有色金属开采贡献了约55%;其后增长速度较快,到2014年以后达到较高的稳定值,约35000 t·a^-1,是1990年的14倍,铅酸蓄电池生产是其主要排放源,占比从14%增长到了80%.从排放的去向来看,98%左右的铅通过固废的形式进入环境,而进入大气和废水的只有2%和0.2%左右,其主要排放源分别为铅酸蓄电池生产、原煤燃烧、纺织业.而浙江省各个地区铅排放表现出较大的空间差异,各地区因工农业发展模式不一样,人为排放源也不一样.总体来看北部高于南部,尤其湖州、绍兴、舟山等地铅排放量较高.可见,浙江省人为铅排放形势仍然很严峻,控制好铅酸蓄电池生产固废资源化无害化处理是源头控制的重中之重,调整原煤燃烧将有利于降低大气铅排放,纺织业废水净化处理对缓解水体铅污染有重要意义.本研究不仅为浙江省铅污染治理提供了重要科学依据,同时也为铅污染源端防控提供了数据基础.     

铁屑微电解法处理蓄电池生产中含铅酸废水

介绍铁屑微电解法处理蓄电池含铅废酸水的新工艺,经运行实践表明,该工艺对处理含铅废酸水,具有工艺简单可靠,处理稳定效率高,针对性强,经济效益明显,排放水水质达国家废水排放标准。     

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.     

外源铅化合物在土壤中的转化

通过培养试验,研究外源铅化合物在黑土、棕壤和草甸土中的转化.结果表明,Pb(NO₃)₂、PbO、Pb₃(CO₃)₂(OH)₂和PbSO₄处理的土壤溶解态Pb含量在试验开始时较高,随后迅速降低,逐渐达到平衡状态.PbS处理下,溶解性变化异常可能与PbS氧化有关.不同铅化合物在黑土、棕壤和草甸土中的溶解性大小一致,Pb(NO₃)₂PbO,Pb₃(CO₃)₂(OH)₂PbSO₄PbS,PbO和Pb₃(CO₃)₂(OH)2处理下土壤溶解态Pb含量没有显著性差异(P>0.01).与土壤混合90d后,大部分PbSO₄和PbS仍未溶解.pH值和PbS氧化是控制PbS溶解的主导因素.Pb(NO₃)₂、PbO和Pb₃(CO₃)₂(OH)₂溶解性表现为棕壤>黑土>草甸土(P<0.01).Pb(NO₃)₂处理下Pb²⁺所占比例显著高于其他Pb处理(P<0.01).与土壤混合90d后,Pb(NO₃)₂和PbO处理下Pb²⁺所占比例可高达75.23%,这可能与土壤溶液pH值和DOC含量降低有关.     

氢化物发生原子荧光法测定钻井废水中的铅

目前测定铅的分析方法主要有分光光度法、阳极溶出伏安法、示波极谱法、原子吸收法等。针对比色法灵敏度低,试剂不稳定;电化学法干扰严重;而原子吸收法,线性范围窄,样品用量大等问题,江苏油田采用氢化物发生原子荧光法测定钻井废水中的铅。样品经HNO3-HClO4消解,3％～4％KBH4还原,以0.8％～1.5％的HCl为介质,加入10％K3Fe(CN)6和2％H2C2O4基体改进剂,用原子荧光法连续测定钻井废水中的铅。铅的检测限为0.61ng/mL,回收率为87.4％～146％,变异系数＜4.2％。该方法操作简单,灵敏度高。