水环境中基于分离-富集的金属形态分析方法研究进展

金属的形态对其在环境介质中的迁移转化、生物有效性和毒性具有重要影响.目前认为,金属的自由离子态和不稳定络合态是具有潜在生物有效性的形态,而纳米颗粒的存在使得具有生物有效性的金属形态变得更为复杂.痕量金属和纳米颗粒在天然水环境中的含量较低,大部分检测方法无法达到检测限要求.基于分离-富集的金属形态分析方法因检测限低、操作简单、结果可靠等优点被广泛用于环境中痕量金属及纳米颗粒存在下金属的形态分析.本文从原理、应用条件和优缺点等方面对梯度扩散薄膜技术、唐南渗析膜技术、离子交换技术和渗透液膜技术等基于分离-富集的金属形态分析方法进行综述,为水环境中金属形态分析方法的选择提供了参考和依据.     

植物A. murale 和A. corsicum 修复镍污染土

通过盆栽试验,研究了镍富集植物A. murale、A. corsicum 及普通作物萝卜和芥菜,在4 种不同Ni 含量土壤中富集Ni 的能力.A.murale 和A. corsicum 能够超量富集Ni,在4 种土壤处理中,其地上部Ni 浓度均显著高于萝卜和芥菜.在墨江土壤(Ni 1062mg/kg)中,A.murale 和A. corsicum 去除Ni 能力明显大于萝卜和芥菜;在信宜土壤(Ni 107mg/kg)中,芥菜去除Ni 能力最强;而元江土壤(Ni 2519mg/kg)中4 种植物去除Ni 的能力均很低.调节土壤pH 值能显著改变A. murale 和A. corsicum 提取Ni 的能力,最佳去除Ni 土壤pH 值在6.0左右.酸化及碱化处理蛇纹岩发育土壤均显著降低了A. murale 和A. corsicum 去除土壤Ni 的能力.     

广东大宝山复合污染土壤的改良及植物复垦

选取广东省大宝山农耕废弃污染土壤及尾矿坝土壤,采用豌豆盆栽实验,研究了施用石灰石、沸石、粉煤灰对豌豆生物量、豌豆植株内Cd、Cu、Pb 和Zn 含量、土壤中各重金属的有效态及土壤pH 值的影响.结果表明,对于农耕废弃污染土壤,3 种改良剂均能显著提高豌豆的生物量,经改良处理后,豌豆生物量为对照的2.4~2.9 倍.对于尾矿坝土壤,未改良处理时豌豆不能发芽;沸石处理时豌豆发芽后1 周后萎蔫死亡;石灰石和粉煤灰有一定的改良效果.改良处理能明显降低豌豆对Cd、Cu、Zn 和Pb 的吸收.粉煤灰与石灰石混剂处理对豌豆重金属吸收降低效果最显著,Cd、Cu、Pb 和Zn 降低率分别为94.6%,69.3%,80.6%,87.3%,混剂处理优于单剂处理.豌豆重金属含量与土壤中重金属有效态含量呈极显著相关,改良剂促进植株生长的主要原因可能是提高了土壤pH 值并释放出植物营养元素(K、Ca 和Mg 等),从而改善了土壤理化性质,同时降低了复合污染土壤重金属的生物有效性.     

农田离子型新兴有机污染物的作物吸收、分布和转化机制研究进展

农田新兴有机污染物可通过作物吸收进入食物链从而威胁人体健康,其中,离子型新兴有机污染物(ionic emerging organic pollutants, IEOPs)因挥发性较弱、极性强而具有更为复杂的环境行为,因此,了解作物对IEOPs的吸收转化过程及机制,对明确IEOPs在农田系统中的归趋具有重要意义。该文综述了作物对IEOPs的吸收转运过程,重点介绍了IEOPs自身理化性质与作物组成、转运蛋白、调控基因等因素对该吸收转运过程的影响;从器官、组织和亚细胞等不同水平分析了IEOPs在作物中的累积分布规律;介绍了IEOPs在作物体内的酶促转化机理;最后,从加强IEOPs吸收机理研究、完善预测模型和关注作物体内转化机制等方面对该研究领域进行展望。     

稀土工业区土壤中钍形态的植物可利用性评价

土壤中钍的生物可利用性与其对生态环境的危害密切相关.分别采用小麦盆栽培养实验和连续萃取方法研究(Triticum aestivum L.)对土壤中钍的吸收及根际土壤和原质土壤中钍形态差别.结果表明,根际土壤中钍的质量分数较原质土壤低,根际土壤和原质土壤中钍的形态分布存在一定差别,根际土壤中非残留态量较原质土壤中高.利用吸附了钍的高岭土、蒙脱土、碳酸钙、无定形氧化铁、无定形氧化锰和腐殖酸等作为小麦水培实验基质材料,并采用连续萃取方法对钍各形态的植物可利用性进行了考察.吸附材料中钍对小麦吸收的贡献指数由大到小的顺序为:高岭土、碳酸钙、腐殖酸、无定形氧化铁、无定形氧化锰、蒙脱土.由各模拟材料结合的优势钍形态,钍各形态的小麦可利用性由大到小的顺序为:离子交换态、碳酸盐结合态、有机质吸附态、无定形铁锰氢氧化物共沉淀态、晶形铁锰氢氧化物结合态.     

模拟酸雨对土壤盐基离子的淋溶释放影响

选取南方主要酸沉降区土壤作模拟酸雨淋溶实验,探讨在酸雨作用下各土壤随降水酸度、降水过程及 降水量的变化其盐基离子的淋溶特性及影响因素。     

共代谢作用下芦苇根际细菌多样性与群落组成

以对羟基苯甲酸(PHA)、对香豆酸(PCA)、咖啡酸(CA)和阿魏酸(FA)为代表性酚类根系分泌物(PREs),以对叔丁基苯酚(PTBP)作为典型烷基酚、以常见湿地植物芦苇为受试植物,结合高通量测序和生物信息学分析,研究PREs-PTBP交互作用下芦苇根际细菌多样性与群落组成的变化规律.结果表明,所有PREs均能有效提高根际细菌活性和有机碳降解,但只有单酚PREs(PHA、PCA、FA)可以促进PTBP的生物降解,而多酚PREs(CA)则不能.一方面,PREs作为碳源可以决定根际优势菌门,如变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)等碳源利用能力较强的菌种在PREs组种丰度升高,平均占比分别增加了15.34%和4.73%;而放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)等解毒能力或耐受性较强的菌种在空白组丰度升高,平均占比分别增加了15.92%和9.99%.另一方面,PREs功能结构还可以决定根际功能菌属,如单酚PREs(PHA、PCA、FA)可以富集PTBP等单酚降解相关的假单胞菌属(Pseudomonas),占比可达1.45%~4.02%;而多酚PREs(CA)能够富集多酚降解相关的新鞘氨醇菌(Novosphingobium),占比可达3.71%.此外,PREs的结构越简单越有利于扩增序列变体(ASVs)的富集,PREs间的结构越相近则ASVs的种类越相似.不同处理组植物根际细菌群落的存在不是随机发生的,而是植物根系通过释放分泌物对根际微生物组的定向选择.     

华南地区土壤中不同结合态腐殖质的三卤甲烷生成潜能

通过提取土壤中各结合态腐殖酸组分 ,研究华南地区不同土壤类型、不同结合态腐殖酸的三卤甲烷生成潜能 (THMFP) .结果表明 :①稳结态腐殖酸 (H2)的 THMFP最大 ,其次是松结态腐殖酸 (H1) ,紧结态腐殖酸 (H3)的 THMFP最小 ;②各土样不同结合态腐殖酸中 ,基本上是富里酸 (FA)的 THMFP大于胡敏酸 (HA)的 THMFP;③同属铁铝土纲的麻红壤、赤红壤和砖红壤 3者中 ,砖红壤各结合态腐殖酸的 CHCl₃生成量最小 ;④水稻土和湿潮土两者各结合态腐殖酸的 CHCl₃生成量的变化规律基本一致 .     

大宝山矿区重金属污染对人体健康风险的研究

以广东省大宝山重金属污染矿区癌症高发村上坝为研究区域,测定了上坝村31户饮用井水,13种58个蔬菜样品,26户大米样品中Pb、Zn、Cd、Cu的含量以及人体尿样、血样中Cd的含量.系统地评价了通过饮食途径(井水、蔬菜和大米)重金属暴露接触对人体的健康风险.研究结果表明,上坝污染区31户井水中分别有12口井水的Zn和14口井水的Cd含量超过生活饮用水水质标准; Pb、Zn、Cd在蔬菜中的含量分别为国家蔬菜卫生标准限值的4.0、1.1、5.6倍,在大米中的含量为国家粮食卫生标准限值的7.0、3.4、2.9倍.重金属暴露接触对人体健康风险评价结果表明,通过大米摄入的Pb、Zn、Cd、Cu的THQ(Target hazard quotients)靶标危害系数均大于1,饮食摄入重金属途径中大米对人体健康已构成巨大的潜在风险,蔬菜中Cd和Pb也具有潜在风险;饮用井水中几种重金属的THQ值均小于1,说明井水中重金属对污染区居民健康风险很低,因而Pb、Cd和Zn通过大米的摄入是造成当地居民健康风险的主要原因.重金属暴露接触对儿童的健康风险高于成年人.上坝村居民血Pb负荷水平远低于国家卫生部Pb接触限值,但尿Cd和血Cd含量平均值分别为3.41 μg·g-1(肌酐Creatine,Cr)和4.69 μg·L-1,略高于国内外其它非污染地区的平均水平.