湖南市场和污染区稻米中As、Pb、Cd污染及其健康风险评价

为了更好地了解和评价湖南大米中As、Pb和Cd含量及其对人体的健康影响,在对湖南矿区和冶炼区水稻土壤重金属污染调查的基础上,分别以湖南各地市场大米和污染区当地生产的稻谷样品为例,对其进行重金属含量分析及对人体的健康风险评价.结果表明,湖南各地市场大米样品中As、Pb和Cd的平均含量分别是0.20、0.20和0.28mg·kg-1,其中,衡阳市场大米中的As、Pb和Cd含量最高,其次是株洲和湘潭市场的大米.污染区稻谷中As、Pb和Cd含量分布均为:谷壳糙米精米,污染区精米中As、Pb和Cd的含量分别是0.24、0.21和0.65mg·kg-1,其中,来自衡阳常宁市水口山铅/锌矿区的稻谷样品中的As、Pb和Cd含量最高,其次是株洲清水塘冶炼区和湘潭锰矿区的稻谷.与市场大米样品相比,污染区精米中As、Pb和Cd的平均含量比市场大米样品高.无论是市场大米样品,还是从污染区稻田采集的稻米,均以衡阳地区稻米中的As、Pb和Cd污染最为严重,其次为株洲和湘潭地区.在As、Pb和Cd的健康风险评价中,Cd是湖南各地稻米中影响人体健康的主要因子,株洲和湘潭的Cd污染区达到90%以上,其次是As和Pb.     

肠道微生物对土壤中铜、锌、锰生物可给性的影响

为了更全面、准确地评价土壤中金属元素对人体的健康风险,研究土壤中金属元素在结肠阶段的生物可给性具有重要意义。通过采集我国一些地区的6种土壤,利用in vitro方法(PBET和SHIME联用)研究土壤中Cu、Zn、Mn在胃、小肠、结肠阶段的生物可给性。研究显示,土壤中Cu、Zn、Mn在胃阶段的生物可给性分别为23.8%~63.0%、21.2%~64.4%、11.7%~35.6%;从胃阶段到小肠阶段,土壤中Cu的生物可给性提高了0.4%~14.4%,而土壤中Zn在小肠阶段的生物可给性降低了6.7%~38.7%。结肠阶段,土壤中Cu、Zn、Mn的生物可给性分别为2.4%~12.9%、5.7%~18.7%、6.2%~18.9%,与小肠阶段相比,分别降低了21.7%~56.9%、0.4%~36.8%、4.5%~19.1%。结果表明,在肠道微生物存在的情况下,土壤中Cu、Zn、Mn在结肠阶段有较低的人体健康风险。     

铁还原菌shewanella oneidensis MR-1对根表铁膜中砷运移的影响

水稻根表铁膜是控制砷在根际-植物体系转运的重要区域,但是其中铁还原微生物对砷运移的作用并不清楚.实验以吸附砷磷的水铁矿以及野外采集水稻根系为研究对象,分析铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1还原铁膜内铁氧化物过程中,铁还原、砷释放和固定速率.研究表明铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1可以将水稻根表铁膜中的Fe(Ⅲ)快速还原为Fe(Ⅱ)并释放到溶液中.溶液中的砷在48 h内达到最大值18μmol·L-1,之后逐渐下降,120 h之后,与最大值相比减少了约60%.利用吸附砷的水铁矿模拟铁膜砷释放过程发现,微生物的固定作用是造成溶液中砷含量下降的主要原因之一.本研究表明,促进根际微生物的大量生长,可能是降低土壤环境中砷风险的途径之一.     

不同含磷化合物修复铅污染土壤后的人体健康风险评价

磷酸盐钝化铅是铅污染土壤的重要修复技术之一.但磷酸盐修复土壤铅污染后,土壤铅对人体的健康风险仍缺乏系统研究.本研究通过向铅污染土壤添加五种不同的含磷化合物(KH_2PO_4、NH_4H_2PO_4、CaHPO_4,植酸和卵磷脂),分析了其对铅污染土壤的钝化效果,运用in vitro和SHIME模型评估修复后土壤铅对人体的健康风险.结果表明,添加含磷化合物30 d后,五种处理均有效降低了铅的DTPA和CaCl_2可提取态,分别降低了62.5%—66.5%和27.8%—49.5%,其中植酸和CaHPO_4处理效果较好,卵磷脂处理效果较差.5种处理中,铅的生物可给性在胃、小肠和结肠阶段有显著差异,分别为8.67%—9.31%、0.88%—1.55%、2.06%—2.76%,由于受pH的影响,铅在胃阶段生物可给性最高且各处理之间差异不明显,在小肠阶段KH_2PO_4处理土壤铅的生物可给性最低,卵磷脂处理铅的生物可给性最高,结肠阶段NH_4H_2PO_4处理土壤铅的生物可给性最低,卵磷脂处理铅的生物可给性最高.结肠阶段铅的生物可给性均高于小肠阶段的,可见肠道微生物促进了土壤中Pb的溶出,提高了铅的生物可给性,增加了人体的健康风险.在添加同等含量的含磷化合物修复铅污染土壤后,KH_2PO_4处理对人体健康风险最小,卵磷脂最大.     

施硼对水稻幼苗吸收和分泌砷的影响

通过3组水培试验研究了营养液不同供硼(B)浓度和叶面施B对水稻(Oryza sativa L.)幼苗吸收、转运和分泌砷(As)的影响.在10μmol·L-1三价砷[As(Ⅲ)]或五价砷[As(Ⅴ)]处理下,营养液B浓度没有显著影响水稻体内As(Ⅲ)、As(Ⅴ)和总As的含量、转移系数和根吸收效率.叶面施B使得水稻幼苗地上部的B含量显著增加15.8倍,使得As(Ⅴ)处理条件下的根部As含量和As根吸收效率分别显著降低20.9%和18.0%,As(Ⅲ)处理条件下的根部As含量和As根吸收效率分别降低12.6%和13.8%(P0.05),而地上部As含量降低不显著(P0.05).在As(Ⅴ)处理下,叶面施B使根部B含量显著降低达47.1%,而As(Ⅲ)处理下根部B含量无显著变化.As(Ⅴ)处理下的水稻根部B含量平均比As(Ⅲ)处理高85.3%(P0.05).叶面施B后,As(Ⅴ)处理下水稻根部中总As含量和As(Ⅴ)含量均与根部B含量呈显著正相关(P0.05).As(Ⅲ)预处理后水稻幼苗根系外泌的As总量比As(Ⅴ)预处理高105.2%.叶面施B使As(Ⅲ)预处理水稻的As外泌量增加14.0%~16.9%(P0.05),对As(Ⅴ)预处理的水稻As外泌无影响.水稻根部有45.9%~70.7%的As可以在1周内被外排到生长介质中.结果表明,营养液供B浓度为As浓度的4倍时仍不能减少水稻幼苗对As的吸收累积,而叶面施B有助于减少水稻对As的吸收.B通道不是As(Ⅲ)进入水稻根系的主要途径;As(Ⅴ)在水稻中的迁移分配机制可能与B的迁移运输有关.     

两种能源草田间条件下对镉和锌的吸收累积

大生物量能源草对镉污染土壤的修复潜力如何还未知.本研究采用两种能源草杂交狼尾草（Pennisetum americanum×P.purpureum）和紫色象草（P.purpureum ‘Purple’）以及马蔺（Iris lactea var.chinensis）和镉的超累积植物遏蓝菜（Noccaea caerulescens）为对照,在镉污染农田上开展田间试验.结果表明,杂交狼尾草的地上部生物量最大,分别是遏蓝菜和马蔺的126和36倍,与紫色象草地上部生物量无显著差异.遏蓝菜地上部和根部中镉和锌的含量显著高于其他植物.马蔺地上部和根部的锌含量最小,而镉含量显著大于紫色象草和杂交狼尾草（P<0.05）.虽然地上部和根部的镉含量显著小于马蔺和超累积植物遏蓝菜,紫色象草地上部中镉和锌的累积量最大,镉累积量分别是马蔺和遏蓝菜的7.0和4.1倍,锌累积量分别是马蔺和遏蓝菜的41和11倍（P<0.05）.杂交狼尾草地上部镉和锌的累积量略低于紫色象草.遏蓝菜的地上部中镉和锌的富集系数均大于1,其体内镉和锌的转移系数均大于1,可用于提取修复镉锌复合污染土壤;马蔺根部镉富集系数大于1,其体内镉的转移系数小于1,可用于稳定修复镉污染土壤;紫色象草根部锌富集系数大于1,其体内锌的转移系数小于1,可用于稳定修复锌污染土壤.田间条件下,由于大的生物量,紫色象草和杂交狼尾草表现出较强的土壤镉和锌的提取去除潜力,且可产生经济效益,应用前景较好.     

三七中砷的来源及其健康风险初步评价

三七(Panax notoginseng)是我国名贵药材之一,是补益类中药材,其用药周期较长,砷等重金属更易在人体内蓄积而引发毒性.本研究选取云南文山州的三七根及其栽培土壤,以及一些原产地为云南文山州的市售三七根饮片为研究对象,利用原子荧光光谱法和电感耦合等离子体发射光谱法分析了三七根及栽培土壤中砷的含量,并探讨砷来源和它们之间的关系,最后对三七中砷的人体健康风险进行初步评价.     

稀土矿区及其周边水稻田中稀土元素的生物迁移积累特征

中国南方地区稀土矿的开采对当地的生态环境和农业产生了极大的影响,因此,本文选取稀土矿区周边典型水稻土,研究了稀土元素在土壤-水稻中的生物迁移和积累特征.结果表明,土壤中稀土元素含量在193.82~965.28 mg·kg-1之间,平均值为332.55 mg·kg-1,是我国土壤稀土元素含量背景值的2~3倍.稀土元素在土壤-水稻中的迁移和积累表现出了相似的化学性质和规律,水稻不同器官中稀土含量元素的高低顺序为:根茎叶籽粒.水稻根表铁膜对稀土元素的积累作用不明显,稀土元素在土壤-水稻系统中的迁移与积累受水稻品种、土壤理化性质因素的影响.     

应用SHIME模型研究肠道微生物对土壤中镉、铬、镍生物可给性的影响

为了研究人体肠道微生物对土壤中Cd、Cr、Ni生物可给性的影响.本文采集我国一些地区的5种土壤,利用in vitro方法(PBET和SHIME联用)研究了这些土壤中Cd、Cr、Ni在胃、小肠、结肠阶段的生物可给性及其对人体的健康风险.结果表明,土壤中Cd、Cr、Ni在胃阶段的生物可给性分别为4.3%~94.0%、6.4%~21.6%、11.3%~47.3%;小肠阶段,土壤中Cr和Ni的生物可给性与胃阶段一致或有一定升高,但Cd的生物可给性降低了1.4~1.6倍(土壤2除外);胃肠阶段,Cd的平均生物可给性较高,而Cr的较低.结肠阶段,土壤中Cr和Ni的生物可给性均升高,是小肠阶段的1.3~2.4倍和1.0~2.1倍,分别达到了17.6%~38.7%和25.4%~56.0%;而Cd的生物可给性也升高(土壤3和4除外);Ni的平均生物可给性最高.由此可见,肠道微生物可以促进土壤中Cd、Cr、Ni的溶出释放,提高了三者的生物可给性,可能增大了人体的健康风险.     

植物体内水杨酸分析方法的探讨及其应用(Investigation and Application of Analysis Methods of Salicylic Acid in Plant Tissue)

准确测定植物中水杨酸的含量是深入研究其重要作用和抗病机理的必要前提.采用高效液相色谱(HPLC)对植物中内源水杨酸进行了分析,比较了紫外检测器和荧光检测器不同的检测结果,发现荧光监测器灵敏度更高,是紫外检测器的15倍.论文同时比较了使水杨酸与其他组分很好分离的液相色谱条件,结果表明,pH5.5的乙酸钠:甲醇(9:1,V/V)的流动相效果最好.用该方法测得的精密度的相对标准偏差为1.73%,重现性和稳定性均较好(稳定性的相对标准偏差为4.6%).论文以模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)的野生型和水杨酸突变体两种类型为供试材料,对其体内水杨酸进行了提取测定,检测结果发现野生型体内的水杨酸的含量大约是水杨酸突变体的9倍,与文献报道吻合.