酚类化合物分子连接性指数与毒性

运用分子连接性指数(MCI)对部分酚类化合物的毒性进行了回归分析.以三阶价MCI(0Xv、1Xv、2Xv)为自变量,毒性指标为响应量,对比分析了酚类化合物对小鼠、发光菌和翻车鱼的毒性.结果显示,MCI对毒性的拟合总体较好,可用于对酚类化合物毒性的初步预测,但对小鼠的毒性显示化合物的专性毒性,拟合效果较差.变量的筛选采用向后筛选策略,结果表明,对于翻车鱼和发光菌,虽然自变量数减少,但方程拟合仍然很好.研究结果对于运用MCI研究化合物毒性具有一定的参考价值.     

土壤中铜和镍的不同毒性阈值间量化关系

污染物的剂量-效应关系是生态毒理学的重要基础。在剂量-效应关系中,EC₁₀ (10%有效抑制浓度) 是建立基于风险的环境质量基准值的基础,但有关污染物生态效应的研究报导中多数采用毒性阈值EC₅₀ (半数抑制浓度),如何将EC₅₀转化为EC₁₀是建立污染物环境质量基准急需解决的问题。利用log-logistic拟合了中国17种代表性土壤中大麦、西红柿、小白菜3种植物的铜和镍剂量—效应曲线,获得了不同土壤中铜、镍剂量—效应曲线中段的斜率(b值),并依据计量—效应曲线获得3种植物在不同土壤中的铜、镍EC₁₀和EC₅₀值。结果表明：铜和镍的剂量—效应曲线 b值受土壤性质显著影响,但不同物种间的变化较小,大麦、西红柿及小白菜的铜、镍剂量—效应曲线b值绝对值的平均值分别接近于6.0和7.0。利用来自中国土壤的毒理学数据建立的铜和镍EC₅₀和EC₁₀单因子量化模型能较为准确地通过铜和镍EC₅₀值预测其EC₁₀值,其量化模型的决定系数 分别为0.704和0.799,当分别考虑土壤pH和有机碳 (OC) 的影响时,铜和镍的EC₁₀量化模型的决定系数分别提高至0.730和0.885。土壤中铜、镍EC₁₀与EC₅₀量化关系的建立可为中国土壤中铜、镍的风险评价及相关标准的制定提供更多的数据基础。     

环境材料对污染土壤中Pb、Cd和As的吸附解吸研究

通过模拟实验考察了环境材料沸石(FS)和蛇纹石(SS)在不同pH值下对土壤Pb、Cd、As的吸附与解吸结果,探索环境材料对土壤重金属的固化效果。结果表明:对于Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)污染土壤,土壤吸附量随pH升高而增加;在酸性条件下,SS促进土壤对Pb(Ⅱ)的吸附;在碱性条件下,FS促进土壤对Cd(Ⅱ)的吸附;同时SS与FS使土壤对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的解吸量大幅度降低。SS促进土壤对AsO-2的吸附,但该吸附量与pH变化无关;SS对AsO-2的解吸量影响不大,且该解吸量随pH升高而升高。SEM分析可知,FS与SS吸附重金属后形态变化显著。可见所用的环境材料对重金属Pb、Cd、As有明显的固化作用。     

环境材料对作物吸收重金属Pb、Cd及土壤特性研究

重金属固化是原位修复污染土壤和减小作物吸收污染物、提高农产品质量的重要途径.采用盆栽实验方法,研究了单个环境材料(煤基营养材料HA、高分子保水材料SAP、煤基复合材料FM和吸附性矿物材料FS)及复合材料对作物(玉米、大豆)生长及其对土壤重金属Pb、Cd(土壤Pb≤150mg·kg-1、Cd≤10mg·kg-1)吸收的影响,并探讨了相关的土壤理化性能变化机理.结果表明,单个环境材料及复合材料处理较对照能明显减少作物对土壤重金属Pb、Cd的吸收量,并促进作物生长.除个别处理外,大部分处理下玉米地上部分的重金属Pb、Cd吸收量较对照减少51%～71%和66%～84%;所有处理下大豆地上部分的重金属Pb、Cd吸收量较对照减少54%～76%和33%～58%.实验还证明,所用环境材料对重金属Pb、Cd有一定的改良效应,并对土壤pH、EC、土壤有机质、速效氮磷养分及土壤脲酶、磷酸酶活性等有一定的调节作用.相较而言,高分子保水材料SAP及其复合材料F3(FM+SAP+HA)、F2(FS+SAP+HA)能明显降低玉米和大豆对土壤重金属Pb、Cd的吸收量,具有作为重金属污染土壤治理修复剂的可能性.     

紫茉莉对石油污染盐碱土壤微生物群落与石油烃降解的影响

以石油污染盐碱土壤为研究对象,利用磷脂脂肪酸(PLFAs)活性微生物标记法,分析紫茉莉(Mirabilis jalapa Linn.)根际土壤微生物群落结构的动态变化,探讨紫茉莉生长对根际土壤微生物与石油烃(TPH)降解的影响.结果表明,供试土壤中先后出现了22种微生物PLFAs,包括标识细菌的饱和脂肪酸(SAT)、标识革兰氏阳性菌(G+)的末端支链型饱和脂肪酸(TBSAT)、标识革兰氏阴性菌(G-)的单不饱和脂肪酸(MONO)和环丙脂肪酸(CYCLO)、标识真菌的多不饱和脂肪酸(PUFA)和标识放线菌的中间型支链型饱和脂肪酸(MBSAT)等六大类型.与未种紫茉莉土壤(CK)相比,根际土壤微生物PLFAs种类变异率在春、夏、秋季分别为71.4%、69.2%和33.3%;TPH降解率在春、夏、秋季分别提高了47.6%、28.3%、18.9%.相关性分析表明,石油烃的降解在CK土壤中与77.8%的PLFAs具有正相关关系(r0),55.6%的种类具有高度正相关关系(r≥0.8),其中,与SAT和MONO类群的相对含量正相关,相关系数分别为0.92、0.60;根际土壤中仅与42.1%的PLFAs正相关,21.1%的种类高度正相关,与TBSAT、MONO和CYCLO类群的相对含量正相关,相关系数分别为0.56、0.50、0.07.说明紫茉莉生长对根际土壤微生物群落结构及TPH降解速率均具有较大影响,且随生长季节的不同而有很大差异.该结果将为开展石油污染盐碱土壤的植物修复技术研究提供理论依据.     

玉米秸秆黄原酸盐对铅离子的动态吸附特征

玉米秸秆黄原酸盐是一种新型的重金属吸附材料.为了揭示玉米秸秆黄原酸盐对溶液中铅离子的动态吸附特征,本文通过柱体穿透吸附模拟实验方法,研究了玉米秸秆黄原酸对流体中铅离子的吸附穿透曲线、吸附效率及水体流速、初始浓度、填柱高度等因素对其吸附特性的影响,并采用The Thomas、The Bohart-Adams、The Wolborskal和The Yoon-Nelson等模型进行动力学拟合.结果表明,流速、初始浓度、填柱高度等因素对玉米秸秆黄原酸盐吸附铅离子的穿透曲线都有明显影响,Thomas模型和Yoon-Nelson模型能较好反映吸附过程特征.实验表明,玉米秸秆黄原酸盐对铅离子的吸附量为175 mg·g~(-1),吸附后的玉米秸秆黄原酸盐残渣体性能稳定.     

石油污染土壤修复技术研究进展

概述了目前国内外石油污染土壤常用的修复技术及其研究进展,综述了物理修复、化学修复,特别是生物修复技术的优越性,并针对国内外石油污染土壤修复技术研发和实际应用过程中存在的问题,提出加强研发污染土壤综合修复技术、完善修复工程设计、加大新型功能材料的开发和应用力度、加强分子生态学技术在污染土壤修复中的应用4项建议。     

腐植酸对重金属铅镉的吸附特征

为了揭示腐植酸对单一Pb、单一Cd和Pb、Cd复合污染物的吸附特征,笔者通过吸附模拟实验分析了pH、温度、反应时间和初始浓度等因素变化对风化煤腐植酸吸附重金属离子Pb~(2+)和Cd~(2+)的影响.结果表明,腐植酸对Pb~(2+)的吸附受pH值变化的影响很小,但对Cd~(2+)的吸附随着pH增加而增加;腐植酸对Pb~(2+)和Cd~(2+)吸附饱和的时间均为240 min;对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附量均随温度的增加而增加;Langmuir吸附模型对腐植酸吸附单一Pb~(2+)、单一Cd~(2+)和铅镉复合态中Pb~(2+)的拟合较好,Freundlich吸附模型则对腐植酸吸附铅镉复合态中Cd~(2+)的拟合较好;准二级动力学模型能较好地拟合腐植酸吸附Pb~(2+)和Cd~(2+)的过程,说明腐植酸对铅镉的吸附为物理吸附和化学吸附的复合吸附过程;铅镉复合态下Pb~(2+)和Cd~(2+)存在竞争吸附,单一Pb~(2+)溶液中加入Cd~(2+)对腐植酸吸附Pb~(2+)基本无影响,但单一Cd~(2+)溶液中加入Pb~(2+)时,Pb~(2+)会与Cd~(2+)产生竞争吸附,从而降低Cd~(2+)的吸附量.本研究结果可为利用腐植酸稳定土壤中Pb~(2+)、Cd~(2+)等重金属离子的技术开发提供参考.     

土壤中铜和镍的植物毒性预测模型的种间外推验证

在基于物种敏感性分布法推导土壤金属生态阈值过程中,利用毒性预测模型对来源于不同土壤的毒理学数据进行归一化处理可消除土壤性质差异的影响,但目前建立的毒性预测模型仅限于少数物种。本研究通过比较土壤中小白菜、西红柿和大麦的铜和镍的毒性预测模型应用于其他高等植物的预测效果,以及归一化前后各物种毒性阈值的种内变异程度,考察了土壤中铜和镍的植物毒性预测模型种间外推的可行性和适用范围,解决了铜和镍土壤生态阈值导出过程中的方法学问题。土壤中镍对小白菜的毒性预测模型能较好地预测芥菜和青椒的镍毒性阈值,利用该模型对芥菜和青椒在不同土壤中的镍毒性阈值进行归一化后亦能显著降低其种内变异,其种内变异系数分别从1.18和1.25降至0.31和0.06;但将镍对小白菜、西红柿和大麦的毒性预测模型应用于莴笋和莴苣的毒性阈值预测时,在pH<6.0的酸性土壤中其预测值均小于实测值,其实测值与预测值的比值在3.2到6.8之间。对小麦、黄瓜和青椒的铜毒性阈值而言,小白菜模型预测效果优于西红柿和大麦模型。利用西红柿模型归一化黄瓜铜毒性阈值,其毒性阈值的种内变异系数从0.83降至0.14。大麦的铜毒性预测模型能较准确地预测水稻、洋葱、芥菜、包菜和萝卜的毒性阈值,且这5个物种的铜毒性阈值经大麦模型归一化后其种内变异均显著降低。本研究结果可为土壤中铜和镍的植物毒性预测模型的种间外推提供科学依据。     

根修剪对冬小麦根系效率、水分利用及产量的影响

通过盆栽试验研究了根修剪对冬小麦根系效率、水分利用及产量形成的影响.结果表明,在不同水分条件下,根修剪均减少了小麦的根量及根呼吸速率,但对根冠比没有显著影响.在湿润和中度干旱条件下,根修剪提高了小麦花期的光合速率和根系效率;在严重干旱胁迫条件下,根修剪小麦的光合速率显著下降,但根系效率与对照相比没有显著差异.在湿润条件下,小剪根处理对籽粒产量并没有显著的影响,而大剪根处理小麦的籽粒产量显著下降;在中度干旱胁迫条件下,小剪根处理小麦的产量(25.18 g pot-1)显著高于对照(22.31 g par-1),但大剪根处理小麦的产量(18.34 g pot-1)显著下降;在严重干旱条件下,两个剪根处理小麦的产量均显著下降.在湿润和中度干旱胁迫条件下,小剪根处理籽粒产量水平的水分利用效率(分别为1.57 g kg-1和1.85 g kg-1)显著大于相应的对照处理(分别为1.46 g kg-1和1.55 g kg-1),但大剪根处理水分利用效率和对照相比没有显著差异;在严重干旱条件下,各剪根处理的水分利用效率和对照相比没有显著差异.可见,在湿润和中度干旱条件下进行的适当根修剪根对作物生产是有利的.图1表3参15