烟草对砷的吸收累积特征及其健康风险研究

以福建省主栽烟草品种翠碧1号、K326和云烟87为材料,在外源砷添加量为0、10、20、40、70和100 mg·kg~(-1)的土壤中进行盆栽试验,探讨砷对烟草的毒害效应以及砷在土壤-烟草体系中的迁移累积特征,并对植烟土壤中砷的安全临界值进行计算。结果表明,在砷毒害下,烟草生长受到抑制,且烟草根系生长受抑制程度最强。随着砷添加量的增加,土壤中有效砷含量和烟草各部位砷含量均显著提高(P 0.05),砷在根系中的含量最高,在茎中的含量最低。砷处理下各部位间的转移系数表现为TF_((茎-叶)) TF_((土-根)) TF_((根-茎)),且外源砷的增加促进砷从茎到叶片中转移。38.28%～74.37%的砷富集在烟草根部,上部叶中砷的富集量最少(4.61%～11.7%),且所研究的3个烟草品种中翠碧1号对砷的富集能力最强。根据通过吸烟进入人体砷的限量以及土壤有效砷含量与烟草中部叶砷含量的回归模型,推算出翠碧1号、K326和云烟87的植烟土壤有效砷的安全临界值分别为14.17、14.31和11.86 mg·kg~(-1)(磷酸二氢钠浸提)。并将福建省植烟土壤有效砷的安全临界值拟定为11.86 mg·kg~(-1)(磷酸二氢钠浸提)。本研究结果为福建省烟草安全生产提供一定技术指导。     

不同南方籼稻品种对土壤锑的富集及其健康风险评估

为探讨不同水稻品种对土壤锑(Sb)的富集能力,本文采用福建部分区域13个籼稻品种的稻米和对应的表层土壤样品(138对),研究了不同品种水稻对土壤Sb的富集能力和累积特征,并评估了稻米Sb对人类健康的潜在风险.结果表明,调查区域土壤Sb全量介于0.12—1.02 mg·kg~(-1),其中39.5%的土壤Sb全量高于福建土壤Sb的背景值;水稻不同部位Sb含量依次为:根叶茎糙米;不同水稻品种糙米中Sb含量介于2.2μg·kg~(-1)(宜优673)和14.6μg·kg~(-1)(Ⅱ优673)之间;水稻对土壤有效Sb的平均富集系数表现出明显的品种差异,常规稻(东联5号)和两系杂交稻(培杂泰丰、扬两优6号)的富集系数均处于中-低水平.风险评估结果表明,在未遭受Sb污染的农田上生产的籼稻稻米中的Sb不至于对人体健康构成危害.     

镍对蔬菜毒害临界值的研究

采用水培＋土培的方法研究了镍对蔬菜的毒害临界值。先采用水培法从18种福建常见蔬菜中筛选出对镍毒害的高敏感蔬菜,再通过土培试验确定土壤镍对高敏感蔬菜的毒害临界值。结果表明,在水培条件下镍对蔬菜生长存在低浓度的刺激效应和高浓度的抑制效应。综合表观症状和蔬菜地上部生物量降低20％的效应浓度值（EC20）确定清江白（Brassica chinensis L．）和蕹菜（Lpomoea aquatica Forsk．）为镍毒害的高敏感蔬菜。以蕹菜为指示作物的土培试验表明,随着镍添加量的增加,蕹菜地上部生物量显著下降。以土培条件下蕹菜地上部生物量降低10％为依据,确定土壤有效镍毒害临界值为2．21mg·kg^-1（DTPA提取）;根据野外采集的菜园土壤DTPA提取镍和全镍的回归关系,求得土壤全镍毒害临界值为43．67mg·kg^-1。     

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.     

3种中性盐与HCl复合淋洗剂对Cd污染土壤淋洗效果研究

土壤淋洗是一种可以有效修复重金属污染土壤的方法,淋洗剂的选择是淋洗过程的关键。通过振荡淋洗、过滤和石墨炉原子吸收光谱仪(AAS)测定方法评价了3种盐溶液(NaCl、CaCl2、FeCl3)及其与HCl复合淋洗剂对Cd污染土壤的修复效果,3种盐均设置0.1mol/L、0.4 mol/L、0.8 mol/L、1.2 mol/L、1.6 mol/L、2.0 mol/L 6个浓度梯度。结果表明,FeCl3的淋洗效果明显优于其他两种中性盐淋洗剂,淋洗效果从高到低为FeCl3、CaCl2、NaCl。3种中性盐与不同浓度(0.05 mol/L、0.1 mol/L、0.15 mol/L、0.2 mol/L)HCl的复合淋洗剂对土壤Cd的淋洗效率均高于单一淋洗剂,且HCl与FeCl3复合淋洗剂对Cd的淋洗效率仍高于HCl与NaCl、CaCl2的复合淋洗剂。总体上,3种盐与HCl复合,Cd的淋洗效率均随3种盐浓度升高而增加,与高浓度的HCl复合,对Cd的淋洗效率越好。0.1 mol/L HCl与0.4 mol/L FeCl3的复合淋洗剂为试验条件下土壤Cd的最佳淋洗剂。经优化,该复合淋洗剂的淋洗条件为:固液比1∶2,振荡时间3 h,淋洗2次。与未优化的淋洗条件相比,采用优化的淋洗条件使土壤Cd的淋洗效率提高了11.0%,达到78.9%。     

不同坡度地表径流中污泥氮素流失规律的研究

研究了人工模拟降雨条件下,坡度对撒施于赤红壤坡地的污泥氮素随地表径流的流失影响.结果表明,各坡度污泥撒施的前期(1d和18d)径流中混匀样总氮(MTN)、静置样总氮(STN)、颗粒态总氮(TPN)、悬浮态总氮(TSN)、可溶性总氮(TDN)、NH4+-N浓度和流失量均达到峰值,氮素(MTN和STN)流失最为严重,对地表水的污染风险随坡度增大而升高,其中25°STN浓度和流失量峰值分别为126.1mg·L-1和1788.6mg·m-2,分别是10°对应峰值的4.6和5.8倍.此后撒施径流氮素(NO3--N除外)浓度和流失量均呈先快速下降后逐渐趋于稳定,坡度处理间的氮素浓度和流失量差异较小.10°～25°处理径流中68.6%～73.4%MTN和62.3%～66.7%STN流失量发生在污泥撒施前期(1d和18d)径流中,MTN径流流失系数大小依次为:20°25°15°10°,TDN是氮素流失的主体,但相当比例NH4+-N是通过吸附于颗粒相随径流流失的.     

乌鲁木齐市PM_(2.5)和PM_(2.5~10)中碳组分季节性变化特征

2011年1月至12月在乌鲁木齐市区用膜采样法采集了大气PM_(2.5)和PM_(2.5~10)样品,并利用热光/碳分析仪测定了其中有机碳(OC)和元素碳(EC)的质量浓度.通过OC与EC的粒径分布特征、比值和相关性的分析,初步分析了乌鲁木齐市大气可吸入颗粒物中碳质气溶胶污染特征,并用OC/EC比值法估算了二次有机碳(SOC)的浓度.结果表明,PM_(2.5)和PM_(2.5~10)的年平均质量浓度分别为92.8μg/m~3和64.7μg/m~3.PM_(2.5)中OC和EC的年平均浓度分别为13.85μg/m~3和2.38μg/m~3,PM_(2.5~10)中OC和EC的年平均浓度分别为2.63μg/m~3和0.57μg/m~3.OC和EC四季变化趋势基本一致,季浓度最高.碳组分主要集中于PM_(2.5)中,OC/EC比值范围为3.62~11.21.夏季和秋季的PM_(2.5)和PM_(2.5~10)中OC和EC的相关性较好(R20.65).估算得出的PM_(2.5)和PM_(2.5~10)中SOC的估算浓度为2.31~11.98μg/m~3和0.38~1.49μg/m~3.     

施肥模式对蔬菜产量、硝酸盐含量及模拟土柱氮磷淋失的影响

采用模拟土柱试验方法,通过连续种植2茬蔬菜,研究7种不同施肥模式[即:不施肥,化肥(基施),化肥(基、追肥各半),化肥+双氰胺(基施),化肥+双氰胺(基、追肥各半),化肥+有机肥(N各半),有机肥(基施)]对蔬菜产量、硝酸盐含量及模拟土柱氮、磷随渗漏水淋溶损失的影响.结果表明,"化肥+双氰胺(基施)"和"有机肥(基施)"2种施肥模式,不仅能使蔬菜获得较高的产量、硝酸盐含量较低,还能明显减少蔬菜种植期间模拟土柱硝态氮、铵态氮和水溶性总磷随渗漏水淋溶的损失量,从而有效减少菜地土壤的氮、磷对地下水造成的农业面源污染.     

准东煤田露天矿区土壤重金属污染现状评价及来源分析

为研究准东煤田露天矿区土壤重金属污染现状,分析了研究区Zn、Cu、Cr、Pb、Hg和As这6种土壤重金属含量水平,采用内梅罗指数法、地质累积指数法、潜在生态危害指数法对准东矿区土壤重金属进行评价,并利用分层比较、降尘法以及距离分析,结合统计分析法对金属污染来源进行分析.结果表明,与环境质量Ⅰ级标准相比,As超标最严重,Cr次之,Hg、Cu超标率较小,Zn、Pb未检出超限;以环境质量Ⅰ级标准为评价依据,研究区土壤重金属总体处于轻度污染水平,单项污染指数依次为As(2.07)Cr(0.95)Cu(0.55)Zn(0.48)Hg(0.45)Pb(0.38),除As为重度污染外,其他均为清洁水平;Hg的地质累积指数为1.14,为中度污染;研究区生态风险等级为中,主要贡献因子是Hg,生态危害系数为251.40;重金属来源分析表明:Pb在剖面中的变异性主要来自于煤炭燃烧或其他人为活动,Hg和As元素可能共同来源于煤炭燃烧的释放,距离矿区的远近不是影响重金属差异的主要因素,还可能与地形、坡向、风向等其他因素有关.     

四种氮肥对海甘蓝(Crambe abyssinica)富集镉锌效应及根际土壤细菌群落特性的影响

以Cd和Zn复合污染土壤为研究对象,通过盆栽试验,研究了相同施氮量的4种氮肥(CO(NH_2)_2、(NH4)_2SO_4、NH_4Cl和NH_4NO_3)对海甘蓝累积Cd、Zn效应及根际土壤细菌群落变化的影响。结果表明,海甘蓝种子对地上部生物量的贡献最大。海甘蓝地上部生物量(b)表现为b(NH_4Cl)b((NH_4)_2SO_4)≈b(NH4NO3)≈b(CO(NH_2)_2),地上部干重占整株干重的96%~98%。与施用CO(NH_2)_2相比,施用NH4Cl和(NH4)_2SO_4显著降低了土壤pH值,促进了土壤Cd和Zn活化,提升了海甘蓝茎、根等部位的Cd和Zn质量比;而NH_4NO_3与CO(NH_2)_2处理间的海甘蓝各部位Cd、Zn质量比并无显著差异。4种氮肥强化处理的海甘蓝Cd和Zn总提取量并未存在显著差异,整株海甘蓝对Cd和Zn的提取量分别为168.12~234.87μg/株和9 090.08~17 429.37μg/株。海甘蓝富集的Cd和Zn主要集中在地上部。与施用CO(NH_2)_2相比,施用NH_4Cl显著降低了海甘蓝根际土壤细菌Chao1,而CO(NH_2)_2、(NH_4)_2SO_4和NH_4NO_3处理间的OTUs、Chao1和Shannon Index均无显著差异。土壤有效Cd和Zn质量比是影响海甘蓝根际细菌丰度变化的最主要环境因素。利用海甘蓝植物提取修复Cd-Zn污染土壤时,应综合权衡强化措施对生物量、土壤pH值、Cd和Zn迁移分布及根际细菌特性的影响,不断优化氮肥施用参数(类型、时间和施用量),以获取最佳提取修复效果。