两个品种水稻对砷的吸收富集与转化特征及其健康风险

以2个水稻品种威优402号和Ⅱ优416号为实验材料,采用温室栽培方法研究对比两个品种水稻在人工添加砷处理(0、10、20和40mg·kg-1)和模拟自然砷污染(贵州高砷土和北京褐土的混合土,质量比为1∶1)胁迫条件下的生长发育状况,分析砷在水稻不同部位的累积、形态转化及其健康风险.砷处理显著地抑制了两个品种水稻的生长,水稻地上与地下部生物量、株高和穗数随砷处理水平的提高均出现明显的下降,但Ⅱ优416号的下降幅度明显低于威优402号.两个品种水稻籽粒中砷含量随砷处理水平提高也显著升高,人工添加砷各处理条件下,两个品种水稻稻谷中砷含量没有显著性差异;而在模拟自然砷污染土中,Ⅱ优416号稻谷中砷含量平均值为0.062mg·kg-1,明显低于威优402号稻谷平均值的0.278mg·kg-1.两个品种水稻各部位砷的转运系数在低砷处理时(10mg·kg-1)出现显著的升高,而在其他处理条件下保持不变.无论何种水稻品种,水稻各部位砷形态的组成和比例无显著性差异,水稻根、茎、叶中主要为无机砷,稻谷中无机和有机砷各占60%和40%.依据WHO相关建议标准,种植水稻品种Ⅱ优416号的健康风险要明显低于种植威优402号.     

中国化肥农药施用总体特征及减施效果分析

利用文献数据和统计资料,分析了中国1990—2016年化肥农药施用的总体状况,包括施用总量、施用结构和施用强度的历史变化特征,重点分析了2014—2016年全国各省份化肥农药施用总量和施用强度的变化特征,以及2015年和2016年全国各省份化肥农药"双减"实施状况。1990—2016年,中国化肥农药施用总量稳步上升,但结构不断变化,其中最显著的变化是复合肥使用占比逐年增加,新型高效低毒农药成为发展趋势。2014—2016年,全国化肥农药减施明显,其中2015年全国化肥施用总量增幅仅为0.4%,2016年化肥施用总量增幅为-0.6%,首次实现负增长;2015年和2016年,农药施用总量连续两年实现负增长,增幅分别为-1.3%和-2.4%。施用总量上,2015年全国实现化肥农药"双减"的省份共有10个,2016年增加到19个;施用强度上,2015年全国实现化肥农药"双减"的省份有11个,2016年增加到18个。2015年和2016年,总体上全国化肥农药施用强度减施效果优于施用总量减施效果,农药减施效果优于化肥减施效果。     

程海沉积物元素地球化学记录及其环境意义(摘要)

湖泊是气候变化的灵敏指示器。湖泊沉积是一种具高分辨率的自然档案，它记载了大量过去气候、环境变迁信息。当前，研究不同时间序列的湖泊沉积是建立全球气候模型的重要依据之一。湖泊沉积形成过程中记载的那些能够反映气候、环境变化的信息，我们称之为沉积记录（包括生物的、物理的和化学的）；而对其中的具体信号则称之为指标。目前，对饱粉、碳氧同位素、微体生物化石等的研究和应用较多，而对湖泊沉积的元素地球化学的研究和应用则较少。实际上，湖泊沉积的元素地球化学一方面反映了湖区风化作用的强弱，另一方面又反映了湖泊水化学成…     

淡水湖泊沉积物中有机硫的固定作用及C/S比值的意义

本文通过取自阿尔卑斯山边缘湖泊(苏黎世湖和日内瓦湖)的两个沉积柱的对比分析,阐明了硫在淡水沉积物中的固着途径。尽管这两个湖泊中湖水硫酸盐浓度相差三倍以上,但固定在沉积物中的硫含量是相等的。沉积硫的最大浓度达1％(干重),与现代近海岸海相沉积物的硫含量相似。也表现在C_(有机)/S_总 比值上,该比值较低,为2.5～8。 对硫储体的分析表明,有机硫化合物是沉积硫的主要成分,在苏黎世湖和日内瓦湖中分别占总硫的80％和60％。最大的单个硫储体是硫酯,占总沉积硫的40％～60％。在沉积物氧化-还原转换带中,由于边界层微生物的作用而形成了大量的有机硫化合物。这可能意味着硫在次氧化带中的快速循环。由于水体中SO_4~(2-)浓度低,故硫酸盐还原带很厚。硫酸盐还原带同硫化物氧化微生物群落[如贝氏硫细菌(Beggiatoa)]的活动可能会导致沉积物-水界面附近的硫储体的彻底再循环。循环过程中带入的还原硫对沉积黄铁矿的形成不起作用,因此这些沉积物中的C_(有机)/S_(黄铁矿)比值较高。如果在成岩作用后期有机结合硫未能完全转换进入到黄铁矿中,C_(有机)/S_(黄铁矿)比值则可作为古沉积环境盐度的一个灵敏指标。     

包头-白云鄂博地区重金属基线值的厘定及其在重金属污染分级评价中的应用

论文运用地球化学基线原理,以参比元素标准化法和累积频率曲线法分别计算包头市区、白云鄂博矿区土壤As、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn的基线值。结果显示,白云鄂博重金属基线值普遍高于包头。采用单因子指数法评价污染程度,以内蒙古背景值为标准时白云鄂博重金属轻微污染、轻度污染、中度污染样品比例分别为包头的1.0、1.5、1.7倍,白云鄂博重金属污染显著高于包头;以基线值为标准时包头和白云鄂博样品重金属均以无污染和轻微污染为主,且样品所占比例相当,表明两区污染程度没有显著差异。使用厘定的基线值进行重金属污染评价反映了包头和白云鄂博重金属污染的实际人为输入,而使用内蒙古土壤重金属背景值则无法反映两地重金属自然背景的差异,导致评价结果失真。     

用湖泊沉积研究过去气候变化

湖泊沉积是一种其高分辨率的自然档案，记载了丰富的过去气候变迁信息；研究湖泊沉积，从中提取气候代用指标，可以恢复区域过去气候变迁史，进而推断过去全球气候变化。评述了目前研究和应用较多的十几种气候代用指标，如孢粉、碳和氧同位素、微体化石、分子化合物、碳酸钙含量、有机碳含量、藻类、沉积物粒径、矿物组合等；指出了当前特别重要的是要对各种气候代用指标的形成及其变化过程、气候代用指标的具体环境意义作深入细致的研究。     

不同生长期和磷浓度下砷酸盐对铜绿微囊藻生长及砷吸收的影响

为了查明As(V)对不同生长期铜绿微囊藻生长和砷吸收的影响,分别在铜绿微囊藻的不同生长期,在低磷(0.02 mg·L~(-1))、中磷(0.1mg·L~(-1))和高磷(0.5 mg·L~(-1))水平,以及不同As(V)浓度下开展全因子室内模拟实验.结果表明,延缓期时,3个磷浓度下,As(V)添加均显著促进藻的生长,与对照组(CK)相比,平均生长速率(μ2d,下同)增长21.49%~32.23%,但不同砷处理浓度之间无显著性差异;同一砷浓度处理时,磷浓度梯度变化对藻的生长也无显著性影响.指数增长期时,As(V)添加均显著抑制藻的生长,其中,低磷浓度条件下的抑制作用最强,与CK相比,μ2d降低42.35%~106.30%,且随砷浓度升高呈线性下降,而中磷和高磷浓度下砷处理浓度之间无显著性差异.稳定期时,砷处理对藻的生长影响表现为逐渐升高的抑制作用(负生长速率值),其中,中磷浓度条件下抑制效应最高,与CK相比,μ2d降低1387%~3181%,高磷浓度条件下抑制效应最低,μ2d降低15.53%~378.00%.指数增长期和稳定期胞内砷含量结果表明,低磷浓度下不同生长期As(V)添加均显著促进藻细胞对砷的吸收,胞内砷含量大致随砷处理浓度增加而线性增长,而中磷和高磷浓度时藻细胞吸收砷的效应显著减弱,在指数增长期时则基本无效应,即磷对藻吸收砷具有显著的抑制作用.中磷和高磷浓度下,处于延缓期的铜绿微囊藻胞内砷含量高于处于指数增长期胞内砷含量,反映了藻类爆发时对砷的快速代谢外排特征.本研究成果可为认识砷污染与湖泊富营养化之间的相互作用提供科学基础.     

矿冶区周边水稻对不同来源重金属污染的指示作用

有色金属开采与冶炼可对周边环境造成严重的重金属污染,查明重金属污染来源对于矿冶周边重金属污染管理与控制具有重要意义.为探索利用矿冶周边水稻对As、Cd、Pb、Zn和Cu的富集与水稻体内元素的含量平衡特征指示重金属污染来源的可行性,选择了我国著名的水口山Pb-Zn矿山开采与冶炼周边区,根据重金属污染排放和迁移扩散特征,结合当地气象和地貌条件,确定了3个典型采样区,其中两个采样区分别邻近冶炼厂和尾砂库,另一处为位于两者之间的过渡区.采用蛇形采样法在稻田内采集33个成熟水稻及土壤样品,分析水稻不同部位(包括根、茎叶、籽粒)及土壤中As、Cd、Pb、Zn、Cu5种重金属和其他16种元素的含量.结果表明,3个采样区之间土壤中的As、Cd、Pb、Zn和Cu含量均存在显著性差异;各采样区水稻中除根际和籽粒中Cd含量外,各部位重金属含量也均有显著差异.靠近冶炼厂的水稻茎叶中As、Pb含量高于离冶炼厂较远的采样区水稻茎叶.尽管As、Pb在靠近尾砂库采样区土壤中含量最高,但在该区水稻茎叶中的含量却最低;在除As、Cd、Pb、Zn、Cu5种重金属以外的其他16种元素中,水稻根部仅有5种元素含量在各采样区之间存在差异,指示相同的土地利用类型及土壤母质条件;而在茎叶和籽粒中则分别有多达11和10种元素含量出现采样区差异,指示重金属污染来源影响水稻茎叶及籽粒中元素的含量平衡.多元统计分析结果显示,3个采样区水稻茎叶中元素含量平衡存在显著的分异,显示出明显的采样区属性.结合采样区域空间位置、污染物来源、水稻对重金属的富集与转运特征分析,3个采样区重金属主要污染特征可分别确定为水-气混合来源型、大气来源型和尾砂来源型.论文结果证明利用水稻茎叶指示矿冶周边重金属污染来源是可行的.