广西马尾河沉积物重金属赋存形态及其风险特征研究

随着矿业开发进程加快,广西马尾河重金属污染物总量逐年增加,给下游的贺江、西江水环境带来沉重的压力。为了解马尾河表层沉积物重金属的污染状况,采用现场调查及室内分析的方法,对马尾河表层沉积物中7种重金属(Zn、Mn、Cu、Pb、Cd、Cr和As)的含量、赋存形态及潜在生态风险进行了研究。采用BCR提取法分析重金属形态特征,运用地累积指数法和Hakanson潜在生态风险指数进行风险评价。结果表明,(1)沉积物中重金属Zn、Mn、Cu、Pb、Cd、Cr和As的平均质量分数分别为(886.3±613.6)、(1 215.2±414.8)、(131.2±65.1)、(31.6±28.7)、(2.84±0.73)、(177.1±42.7)、(385.9±373.5)mg·kg-1,分别为广西土壤元素背景值的11.7、2.7、4.7、1.3、10.6、2.2、18.8倍,其中,Zn、Cd、Cr和As的平均含量超过土壤环境质量标准中农用地土壤污染风险筛选值;7种重金属空间分布差异较大,变异系数处于25.8%-96.8%之间;相关性分析表明,As与Cd、Zn与Cd、Pb与Mn呈极显著相关(P0.01),As与Zn、Mn与Cu呈显著相关(P0.05),研究区受到一定程度的人类活动影响。(2)沉积物中Cr、Zn、Cu、As和Pb以残渣态为主要赋存形态,Cd以可氧化态为主要赋存形态,Mn以酸提取态为主要赋存形态。7重金属非残渣态所占比例由大到小排序为MnCdPbAsCuZnCr。其中,Mn的非残渣态所占比例最高,但其毒性小,对环境的影响较小。Cd和As的非残渣态所占比例分别为63.4%和44.4%,二者含量较高,毒性较强,对环境的危害不容忽视。其他元素稳定性较强,对河流和沿岸环境影响较小。(3)7种重金属地累积指数平均值大小排序依次为AsCdZnCuMnCrPb,为偏重到重度污染程度。沉积物中重金属RI均值为555.7,属于强生态风险程度,其中Cd为极强风险程度,As为很强风险程度,其他元素属于轻微生态风险。Cd和As既是最主要的污染因子又是最主要的潜在生态风险因子。空间上看,各采样点均污染严重,存在很强的潜在生态风险。     

酚酸类物质对水华藻类的化感作用及其机理

 研究了酚酸类物质阿魏酸和对羟基苯甲酸对水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)以及蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)的化感抑制作用及其机理.结果表明,对羟基苯甲酸浓度为0.6mmol/L,阿魏酸浓度为1.0mmol/L时,对水华鱼腥藻和蛋白核小球藻均有明显的抑制作用,其中对羟基苯甲酸的化感抑制作用较阿魏酸显著,对水华鱼腥藻的抑制作用比对蛋白核小球藻显著.其抑制作用表现为藻细胞生长量以及藻细胞叶绿素a含量下降、细胞内超氧阴离子自由基增高以及膜脂质过氧化产物丙二醛(MDA)积累、细胞超氧化物歧化酶(SOD)的活力和比活力开始时应激性升高.推测酚酸类物质化感抑制作用的机理可能与自由基的产生以及膜脂质过氧化增加引起膜结构的破坏、细胞功能受损有关.2种酚酸类物质联合用时具有协同抑藻效应.     

乐果对秀丽隐杆线虫生活史特征的影响

采用一种半流体培养基"挂滴法"对线虫进行培养和生命表实验,研究了低剂量暴露下乐果对秀丽隐杆线虫生活史特征的影响。在半致死浓度1/10 LC50、1/100 LC50、1/1000 LC50暴露剂量下(分别为7、0.7、0.07 mmol·L-1)染毒4 h。结果表明,0.7和7 mmol·L-1暴露组线虫的总繁殖率(TFR)分别为260.60、203.80,明显低于对照组(299.23,P0.05);净增殖率(R0)分别为240.29、147.67,明显低于对照组(298.67,P0.05);内禀增长率(rm)分别为1.342 d-1、1.233 d-1,明显低于对照组(1.387 d-1,P0.05);而0.07 mmol·L-1暴露组线虫的总繁殖率为293.84,净增殖率为286.60,与对照组比差异都没有统计学意义(P0.05)。在上述浓度范围,线虫的总繁殖率(TFR)、净增殖率(R0)和内禀增长率(rm)都随乐果浓度的升高而降低,并存在剂量效应关系。研究同时发现0.07 mmol·L-1暴露组线虫的内禀增长率为1.405 d-1,明显高于对照组(P0.05)。研究结论认为一定剂量的乐果使线虫的繁殖力降低;而低剂量暴露则对内禀增长率具有毒物兴奋效应。本文选择的3个指标TFR、R0、rm对低剂量下乐果暴露的响应敏感。     

植物体超氧阴离子自由基不同检测方法的比较

应用顺磁共振波谱仪(EPR)自旋捕获法、羟胺氧化法、二氢乙锭(DHE)荧光探针和硝基四氮唑蓝(NBT)原位显色法,分别检测了暴露于梯度镉(Cd)溶液2 d后的水稻幼苗根叶组织超氧阴离子自由基(O.-2)的变化水平.结果表明,0—60 mg.L-1Cd诱导了O2.-随着Cd剂量的增加而升高,高于此剂量范围则呈现下降趋势.4种方法的检测结果基本一致,但前两种方法更适用于定量O2.-的生成水平,而后两种显色方法仅能反映O2.-的变化趋势,难以精确定量.因此,可以选择性地应用4种方法揭示暴露于污染物的植物组织O2.-的响应水平.     

城市污水处理厂好氧颗粒污泥的特性

对城市污水处理厂曝气池中筛选出的好氧颗粒污泥进行了分析.结果表明,这些颗粒污泥的直径主要在0.2～0.8 mm范围;平均圆度为1.29;沉淀速率约在10～42 m h-1之间;比耗氧速率(SOUR)为14.2～18.9 mg g-1h-1,小于活性污泥;挥发性物质占总固体的量与活性污泥基本相似.这些颗粒污泥占污泥总量的0.1%～0.5%.颗粒污泥的激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)图像显示:颗粒污泥内部几乎都由胞外聚合物(EPS)组成;细菌主要分布在颗粒污泥表面至100μm厚度区域,少部分分布在100～400μm厚度区域.     

肉桂酸对铜绿微囊藻和斜生栅藻的抑制作用

采用不同浓度肉桂酸溶液处理铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和斜牛栅藻(Scenedesmus arcuatus),研究了其对这两种藻的抑制作用及其化感作用机制.结果显示,肉桂酸浓度达到0.6 mmol/L时,对铜绿微囊藻有明显的抑制作用(P＜0.05),而达到0.9 mmol/L时时斜生栅藻有明显抑制作用(P＜0.01).抑制作用表现为:藻细胞牛长量显著降低;藻体叶绿素a含量急剧下降;超氧化物歧化酶(SOD)活性则呈先升高后下降的趋势;O2-韵含量和膜脂质过氧化产物丙二醛(MDA)呈升高趋势,说明肉桂酸处理后可能是通过O2-的产生引起膜脂质过氧化增加,造成了藻细胞膜的损伤,继而影响到细胞的功能.本实验提示,肉桂酸的抑藻作用或许有望开发成新的生物杀藻剂.     

脂肪酸类物质的抑藻效应及其构效关系

研究了17种脂肪酸对产毒铜绿微囊藻、蛋白核小球藻以及斜生栅藻的抑制效应,比较了脂肪酸抑藻的构效关系.结果表明,17种脂肪酸单独作用对研究的3种藻均有一定的抑制作用,但对产毒铜绿微囊藻的抑制作用最强.脂肪酸类物质抑藻效应与其化学结构密切相关,脂肪酸不饱和程度越高抑制作用越佳,碳链越短抑藻效果越好,奇数碳脂肪酸的抑藻效果好于偶数碳脂肪酸.多种脂肪酸联合抑藻具有协同抑制作用.     

福州盆地钻孔沉积物记录的MIS3以来海侵—海退过程

通过对福州盆地首山路ZKCS钻孔岩芯的AMS 14C及光释光(OSL)年代测试、岩性特征、黏土浑浊水电导率值和地球化学元素测定、粒度分析以及硅藻鉴定,对钻孔沉积物的沉积环境进行分析,并与ZK004钻孔结果进行对比,结合全球古气候及区域构造记录,确认首山路ZKCS钻孔记录了两次完整的海侵—海退旋回,第一次海侵结束时间约50 ka,第二次海侵发生在全新世期间.两次海侵发生的主要原因不同,第一次海侵发生在MIS3早期,对应于前人命名的"福州海侵",主要原因是区域构造下沉,加之此时古气候变暖引发海面上升;之后由于盆地内部的不均匀沉降,再次发生抬升,导致ZKCS钻孔记录的海侵较早结束、海侵层埋深较浅;全新世海侵即前人命名的"长乐海进",强度比前一期强,为冰后期全球气候变暖和海面上升共同作用的结果,其次可能还伴随着盆地的下陷.     

对羟基苯甲酸对铜绿微囊藻的化感效应以及对鲤鱼的毒性作用

为了寻找治理水华的有效方法,研究了对羟基苯甲酸对铜绿微囊藻生长的影响以及对鲤鱼的毒性作用.结果表明,一定浓度的对羟基苯甲酸能有效抑制铜绿微囊藻的生长.其半抑制浓度(EC50)为0.42 mmol·L-1;抑藻机制之一可能是对羟基苯甲酸能促进细胞氧自由基(O-2)的产生.从而导致藻细胞膜结构的损伤.实验中抑藻作用最佳浓度的对羟基苯甲酸(0.8 mmol·L-1)作用于鲤鱼后,对鲤鱼血清中的天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、γ-谷氨酰基转移酶(γ-GT)、碱性磷酸酶(ALP)的活性没有明显影响,对肝脏、鳃和肌肉中的超氧化物歧化酶(SOD)的活性以及膜脂质过氧化产物(MDA)的含量也没有明显影响.提示对羟基苯甲酸在该浓度下对鲤鱼无毒性作用.因此,对羟基苯甲酸可望被开发出一种高效低毒的生物杀藻剂.     

苯丙烯酸对水华鱼腥藻的化感作用及相关毒理学研究

为了研究苯丙烯酸对水华鱼腥藻生长的影响及对鲤鱼的毒性作用,将不同浓度的苯丙烯酸作用于水华鱼腥藻,并以其最佳抑藻浓度进行鲤鱼毒性实验.结果表明,一定浓度的苯丙烯酸能有效抑制水华鱼腥藻的生长.以抑藻作用最佳浓度(0.9 mmol/L)的苯丙烯酸作用于鲤鱼,发现其对鲤鱼血清中的丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)和γ-谷氨酰基转移酶(γ-GT)的活性没有明显影响;对肝脏、鳃和肌肉中的超氧化物歧化酶(SOD)和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)的活性也没有明显影响.这说明该浓度下的苯丙烯酸对鲤鱼基本无毒性作用,在水华治理方面有一定的应用前景.