几种络合态铜对彩虹方头鱼的生物有效性

通过暴露实验和化学形态计算方法研究了彩虹方头鱼(Ｐａｒａｃｈｅｉｒｏｄｏｎｉｎｎｅｓｉ)对四种铜络合物的吸收．结果表明,络合态铜可被彩虹方头鱼吸收,但对络合态铜的吸收率显著低于对非络合态铜的吸收率,在其它形态铜含量基本恒定的条件下,铜吸收量随络合态铜含量的增加而呈线性增加趋势．不同络合态铜的有效性也有显著差别,条件稳定常数越高,则越不容易被吸收．由于铜暴露导致的粘液分泌量的变化从另一侧面证实了络合态铜的可吸收性．     

腐殖酸络合态铜对鱼的生物有效性

采虹方头鱼和阳离子树脂半透膜囊在添加和未添加腐殖酸的铜溶液中的暴露实验显示,树脂半透膜囊和鱼对游离铜的吸收与体系游离铜浓度均成线性关系。实测数据表明,腐殖酸能够抑制鱼鳃对铜的吸收;进一步的计算结果显示,腐殖酸络合态铜仍可以被鱼鳃所吸收。在相同的浓度条件下,鱼鳃对络合态铜的吸收率远低于对游离态铜的吸收率。     

络合态金属铜在大型水蚤(Daphnia magna)体内的生物积累及生物毒性

以人工稀释水作为背景水样,通过实验室暴露和化学平衡软件的辅助分析,研究了4种有机络合剂(草酸、酒石酸、EDTA和腐殖酸)对大型水蚤(Daphniamagna)体内铜的生物积累(BBD)以及生物毒性的影响.结果表明,有机络合剂的存在降低了大型水蚤体内生物积累量和金属硫蛋白(MT)含量,明显降低了水体中金属Cu的毒性,4种不同有机络合剂所产生的效果大体相同;有机络合态的铜也能为大型水蚤所吸收和利用,在相同浓度条件下大型水蚤对腐殖酸络合态铜的利用大于EDTA络合态铜.     

鲤鱼鱼鳃微环境酸碱条件与铜形态分布模拟

用鱼鳃微环境测定装置和化学平衡计算方法,研究了在人工河水中暴露于铜的鲤鱼鳃部微环境的pH、碱度、粘液含量和铜形态分布.结果发现,鱼鳃pH平衡点为6.92,人工河水pH高于或低于此值时,鱼鳃微环境pH偏低或偏高.变化幅度约达-0.6至0.4 个pH单位.根据实测结果分别建立了计算人工河水和鱼鳃微环境碱度以及鱼鳃粘液分泌量随暴露铜含量和pH变化的定量模型.化学平衡计算结果说明,在pH6至9范围内,人工河水中优势态铜从游离态铜过渡到羟基络合态铜.由于粘液和pH差异的影响,鱼鳃微环境中生物有效态铜含量显著低于人工河水.这样的差别在酸性条件下尤为显著.     

水体沉积物结合态镉对大型溞（Daphnia magna）的生物毒性研究

选择大型溞(Daphnia magna)作为受试生物,以大型溞体内金属积累量、金属硫蛋白含量和死亡率作为测试指标,考察了上覆水体系与水柱-沉积物共存体系中金属镉(Cd)的毒性状况,探讨了水体沉积物中重金属的生物毒性作用机制.结果表明:暴露于水柱-沉积物共存体系和上覆水体系中的大型溞体内的生物积累量均随沉积物Cd含量的升高而升高,且前者显著高于后者,说明沉积物中的Cd可通过食物吸收等途径对生物体致毒、致害;暴露于两种体系中的大型溞体内的MT含量在低浓度条件下随沉积物中Cd含量的升高而升高,当Cd含量高于800μg·g-1时MT含量大幅度下降,并且两体系之间无显著差别;暴露于两种体系中的大型溞幼溞死亡率无显著差别.上覆水中溶解态Cd和沉积物中可交换态Cd是对水生生物重要的毒性影响形态.     

土壤溶解性有机物的动态变化对水溶态铜的影响

目前中国部分地区土壤铜污染严重,耕地点位超标率高达2.1%。重金属毒性及生物有效性由其形态决定,而并非其总量决定。水溶态铜含量活性最高,最容易被植物吸收利用,因而受到广泛关注。秸秆常用于土壤重金属污染原位钝化修复中。秸秆还田后会产生溶解性有机物,这部分周转最快、活性最高的土壤有机质对土壤中水溶态铜含量有重要影响。基于此,本研究选取中国3种地带性土壤(红壤、褐土和黑土),设计添加铜和秸秆的土壤培养试验,温室培养12个月,每4个月取样一次。测定土壤中水溶态铜、溶解性有机碳(DOC)、氮(DON)和溶解性有机物的紫外光谱特性。研究结果表明,(1)红壤、褐土及黑土的秸秆处理中DOC含量较对照显著增加292%—567%,107%—202%,114%—141%。培养后8个月,3种土壤中DON含量较对照显著下降。其中,红壤、褐土及黑土中DON含量下降的幅度分别为88%—90%,47%—93%,62%—88%。在培养的第8—12个月,红壤和褐土的秸秆处理中DON含量较对照分别显著增加28%,22%,说明微生物在激发效应过程中优先利用溶解性有机氮。(2)秸秆处理中溶解性有机物芳香环上取代基种类增加,芳香性增强,分子量增加;随时间推移,3种土壤中溶解性有机物的芳香性及分子量随时间逐渐下降。(3)由于溶解性有机物对铜离子的络合作用,有机物加入后3种土壤中水溶态铜含量较对照显著增加;多元线性逐步回归分析结果表明:在3种土壤中,DOC含量与水溶态铜含量呈显著正相关。该研究表明,相比于溶解性有机物的紫外光谱性质,溶解性有机物的含量对水溶态铜含量的影响更大。     

蚯蚓对土壤中铜、镉形态及高丹草生物有效性的影响

以高沙土和黄泥土为供试土壤,采用塑料盆分装土样,分别加入3个浓度的Cu2 (100、200、300mg kg-1)或Cd2 (5、10、15mg kg-1)模拟土壤污染,待这些污染土壤平衡培养2mo后,设置接种蚯蚓(Pheretima guillemi Michaels-en)处理与不接种蚯蚓处理,并种植高丹草(Sorghum×Sudan,Sorghum bicolor×S.sudanense);采用Tessler连续提取法测定重金属各结合形态,研究蚯蚓活动对土壤中Cu、Cd的主要形态及高丹草有效性的影响,以揭示蚯蚓对铜、镉污染土壤的修复作用.结果表明,蚯蚓活动显著提高了高沙土中碳酸盐结合态铜(Carb-Cu)和铁锰氧化物结合态铜(OxMn-Cu)的含量;显著提高了Cd处理为10、15mg kg-1的高沙土中离子交换态镉(Exch-Cd)和碳酸盐结合态镉(Carb-Cd)的含量,显著提高了黄泥土离子交换态铜(Exch-Cu)和有机结合态铜(WBO-Cu)的含量;通过测定各处理高丹草Cu、Cd含量发现,接种蚯蚓后,高沙土各Cu处理的高丹草的Cu含量显著增加,高沙土5、10mg kg-1Cd处理的高丹草的Cd含量以及黄泥土各Cd处理的高丹草的Cd含量均显著增加.图3表3参32     

蚯蚓在植物修复铜、镉污染土壤中的作用

以红壤和高砂土为供试土壤,分别加入3个浓度的重金属铜离子Cu2 (100,200,400 mg kg-1)或镉离子Cd2 (5,10,20 mg kg-1),每钵接种6条蚯蚓(Pheretimasp.),种植黑麦草(Lolium multiflorum),以不加蚯蚓为对照(CK),研究蚯蚓活动对Cu、Cd污染土壤中黑麦草生长及铜、镉生物有效性的影响.结果表明,添加蚯蚓显著提高了Cu2 、Cd2 污染的高砂土中黑麦草地上部分的生物量,增幅为33%~96%;仅增加了Cu2 污染浓度低于200 mg kg-1的红壤中黑麦草地上部分的生物量;添加蚯蚓显著增加了两种土壤中速效N的含量,促进了黑麦草地上部分对N的吸收,对速效P、K的含量以及黑麦草中P、K含量无显著影响;添加蚯蚓显著提高了红壤中铜(Cu)、镉(Cd)DTPA提取态的含量,对高砂土中DTPA提取态Cu、Cd的含量无显著影响;增加了高砂土中和添加Cu污染浓度低于200 mg kg-1的红壤中黑麦草地上部分吸收Cu的总量,而对黑麦草吸收Cd的量无显著影响.加入蚯蚓可以不同程度地改善植物修复技术应用中受制的两个主要因素.表4参30     

改良剂对中国两种典型土壤铜锌有效性的影响及机理

研究了改良剂对土壤铜锌有效性的影响,以期对重金属复合污染土壤的修复有一定的指导意义。在红壤与黄泥土中施用石灰、重钙和沸石,观测土壤有效态铜锌含量及pH,并测定了不同pH值下土壤有效态铜锌含量,以阐明改良剂影响土壤重金属有效性的机理。向供试土壤中外源加入一定量的铜锌溶液,制成铜、锌污染土壤,稳定平衡30d,采用CaCl2浸提法测定土壤有效态铜锌的含量。结果表明,施用改良剂能显著降低土壤铜锌的有效性,其中石灰的效果最佳,沸石次之,重钙最差。两种土壤中,复合污染下铜锌有效态含量均高于单一污染,其中铜单一污染有效态含量与复合污染差异显著(P<0.05),而锌单一污染与复合污染差异不显著(P>0.05)。可能是因为锌比铜竞争力更强,更易于被土壤吸附固定。随着土壤pH升高,两种土壤的有效态铜锌含量均显著下降,且复合污染高于单一污染;而在相同pH值下,两种土壤中有效态铜锌含量的差异不显著。可见,pH值是影响土壤重金属有效性的关键因素。改良剂影响土壤重金属有效性的主要机理在于其能显著提高土壤pH值,致使有效态重金属含量明显下降。     

外生菌根真菌对油松幼苗根际土壤重金属赋存的影响

油松幼苗接种菌根盆栽试验表明,外生菌根真菌对油松根际土壤重金属铜、镉的赋存形态产生显著影响.与普通根际相比,菌根际土壤中交换态铜、镉含量显著下降,而有机结合态含量则显著增加.菌根际土壤重金属形态呈现出由疏松结合态向紧密结合态转化的趋势.接种菌根显著降低根际重金属的生物有效性,缓解重金属对寄主植物的毒害作用.     

不同改良剂对铜矿尾矿砂的改良效果研究

研究了用蒙脱石、稻草和鸡粪作为改良剂对铜矿尾矿砂有效养分、有效态重金属含量、pH值以及对尾矿砂上黑麦草生长的影响。结果表明 :(1 )蒙脱石可显著提高尾矿砂对铵态氮的保留能力 ;(2 )施肥可降低尾矿砂的pH值 ,施用鸡粪可使尾矿砂pH值下降约 1个单位 ,而添加蒙脱石和稻草对尾矿砂pH值未产生明显影响 ;(3 )添加蒙脱石可使尾矿砂中铜、锌的有效态含量降低 ,而添加稻草和鸡粪则使其有效态重金属含量增高 ;(4 )随改良剂添加量的增加 ,蒙脱石和鸡粪处理组黑麦草吸收铜、锌的量减少而稻草处理组则增加 ;(5 ) 3种改良剂可明显影响尾矿砂上黑麦草的生长状况     

小麦根际土壤汞的分布和形态变化

采用根际箱试验和连续化学萃取法,结合氢化物原子吸收光谱法,研究了非根际和根际土壤汞形态分布特征及小麦(Triticum aestivum)生长期土壤汞形态变化.结果表明.非根际汞形态分布顺序为:残渣态>强有机质结合态>碳酸盐铁锰氧化物结合态>腐殖酸络合态>水溶态>交换态,根际汞形态分布为:残渣态>碳酸盐铁锰氧化态>强有机质结合态>交换态>腐殖酸络合态>水溶态.当外源汞进入土壤后,在小麦生长60 d内,植物吸收使残渣态汞和水溶态汞含量明显降低,交换态汞和碳酸盐铁锰氧化态汞含量增加.土壤汞污染程度越大,在小麦中积累的汞就越多.其生物毒性增强,环境危害加大.     

褐土施Ni对小白菜的生物效应及临界值的研究

研究了褐土施镍(N i)对小白菜生长发育及矿质营养吸收与积累的影响。依据小白菜生物量的变化,用茎叶N i含量及土壤有效态N i含量来表征土壤N i污染的毒性临界值。结果表明,施N i量在0~25 mg.kg-1范围促进小白菜鲜重增加、干物质积累降低;随施N i量增加,生物量呈极显著下降。褐土施N i影响矿质营养元素的吸收和积累,且随施N i量的增加表现出一定的协同和拮抗作用。以生物量减产10%为依据,确定褐土施N i的毒性临界值为:土壤全N i含量57.22 mg.kg-1,土壤有效态N i含量8.59 mg.kg-1(用DTPA提取液)和茎叶N i含量20.51 mg.kg-1。     

生物配位体模型预测铜对剑水蚤毒性及其受水质参数的影响

本研究以大型蚤毒性试验标准为参照进行剑水蚤的铜毒性试验,并以生物配体模型(BLM)为主要工具,实现对毒性数据的校正和毒性效应的预测.在不同水质参数下,实测铜的48 h LC_(50)为141—566μg·L~(-1),相应的BLM预测值为143—1208μg·L~(-1),表明BLM对铜的毒性预测良好.pH升高、DOC以及钙、镁、钠离子浓度的增加均对铜毒性有不同程度减弱作用,钾离子对铜毒性影响较小,BLM对这一现象的描述较好.利用Visual MINTEQ软件对不同水参数条件下铜形态分布进行模拟,辅助解释实验现象,发现钙、镁、钠、钾离子对铜形态分布影响较小.DOC的加入则使络合态铜含量增加,而pH升高导致游离态铜浓度下降,水合态铜浓度升高.本研究表明,预测铜对剑水蚤的毒性要充分考虑水质参数的影响,BLM在铜对剑水蚤的毒性预测方面表现了非常好的应用潜力.     

鲤鱼鱼鳃粘液对铜的络合特征

用络合滴定法研究了鲤鱼鱼鳃粘液对铜的络合特性 ,并根据实测数据考察了不同拟合方法的优劣 .结果表明 ,在选定的滴定范围内 ,单配体模型可以很好地描述粘液和铜之间的相互作用 .各种拟合方法中 ,常用的经线性变换的Scatchard方法误差最大 ,其余方法相差不大 .对这些方法进行一次迭代可以大大改善拟合精度和稳健性 .由此得到的条件稳定常数为 7 0 5 ,络合容量为 0 1 5 8μmol·mg- 1C .     

镉和温度预暴露对小麦吸收镉的影响

土壤中重金属Cd污染是一个累积过程,污染历史会影响植物对土壤中Cd的吸收.近年来,随着全球气候的变暖,温度对Cd的生物有效性的影响日益引起关注.通过模拟土壤溶液,研究了Cd的浓度、温度和预暴露时间对小麦吸收Cd的影响.小麦在浓度为0.01和0.1μmol·L-1的Cd中经过不同时间的预暴露后进行6h的短期吸收实验.结果发现,经1d预暴露后,小麦根部吸收Cd的量有增加趋势,这说明Cd对小麦产生了刺激作用,小麦地上部分的含Cd量也有所增加但不显著.经5d预暴露后,小麦对Cd产生了抗性,这使得小麦根部降低了对Cd的吸收量;并且当Cd为0.1μmol·L-1时,根部Cd吸收量的降低最为明显;由于Cd从根部向地上部迁移是一个复杂的生理过程,预暴露对地上部分Cd含量的影响没有根具有规律性;经过37℃高温胁迫4h后,小麦根部及地上部分的Cd含量减少高达40%;预暴露和高温共同作用后,其减少量更多,这说明预暴露和高温共同作用能够减少小麦对Cd的吸收量.     

镉和温度预暴露对小麦吸收镉的影响（Uptake of Cadmium by Wheat（Triticum aestivum） as Affected by Pre-Exposure to Cadmium and Temperature）

土壤中重金属Cd污染是一个累积过程,污染历史会影响植物对土壤中Cd的吸收. 近年来,随着全球气候的变暖,温度对Cd的生物有效性的影响日益引起关注. 通过模拟土壤溶液,研究了Cd的浓度、温度和预暴露时间对小麦吸收Cd的影响. 小麦在浓度为0.01和0.1μmol·L-1的Cd中经过不同时间的预暴露后进行6h的短期吸收实验. 结果发现,经1d预暴露后,小麦根部吸收Cd的量有增加趋势,这说明Cd对小麦产生了刺激作用,小麦地上部分的含Cd量也有所增加但不显著. 经5d预暴露后,小麦对Cd产生了抗性,这使得小麦根部降低了对Cd的吸收量;并且当Cd为0.1μmol·L-1时,根部Cd吸收量的降低最为明显;由于Cd从根部向地上部迁移是一个复杂的生理过程,预暴露对地上部分Cd含量的影响没有根具有规律性;经过37℃高温胁迫4h后,小麦根部及地上部分的Cd含量减少高达40%;预暴露和高温共同作用后,其减少量更多,这说明预暴露和高温共同作用能够减少小麦对Cd的吸收量.     

不同改良剂对铜矿尾矿砂的改良效果研究

研究了用蒙脱石、稻草和鸡粪作为改良剂对铜矿尾矿砂有效养分、有效态重金属含量、pH值以及对尾矿砂上黑麦草生长的影响。结果表明：（1）蒙脱石可显著提高尾矿砂对铵态氮的保留能力；（2）施肥可降低尾矿砂的pH值，施用鸡粪可使尾矿砂pH值下降约1个单位，而添加蒙脱石和稻草对尾矿砂pH值未产生明显影响；（3）添加蒙脱石可使尾矿砂中铜、锌的有效态含量降低，而添加稻草和鸡粪则使其有效态重金属含量增高;(4）随改良剂添加量的增加，蒙脱石和鸡粪处理组黑麦草吸收铜、锌的量减少而稻草处理组则增加；（5）3种改良剂可明显影响尾矿砂上黑麦草的生长状况。     

Fe2+EDTA液相对NO的络合作用

对Fe~(2 )EDTA溶液络合NO过程的影响因素的探讨,是“液相络合-铁还原-酸吸收”回收法脱除烟气中NOx技术研究的基础。用鼓泡反应器和模拟烟气,在实验室研究了Fe2 EDTA溶液络合NO的过程,探讨了Fe2 EDTA溶液络合NO过程的影响因素,以及该过程的反应平衡常数。结果表明:Fe2 EDTA溶液对NO的络合能力随时间延长而减弱;Fe2 EDTA溶液对NO的络合容量随着烟气中O2含量的增加和络合温度的升高而降低,随络合液中Fe2 EDTA浓度增加而呈直线增加;pH值为8左右时,Fe2 EDTA溶液对NO的络合容量最大;Fe2 EDTA溶液络合NO的反应平衡常数在实验条件下为105~106L·mol-1数量级,其值随温度升高而降低。     

不同海岸梯度上短枝木麻黄小枝金属元素含量及其再吸收率动态

对福建东山赤山林场不同海岸梯度上短枝木麻黄小枝中的钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、钠(Na)、铁(Fe)、锰(Mn)和锌(Zn)元素含量及其再吸收率动态进行了研究.结果表明,海岸梯度对短枝木麻黄小枝中各元素含量及其再吸收率均具有显著影响.在各海岸梯度上,K再吸收率为正值,且基干林带的再吸收率显著低于其它样地,Fe和Zn为负值,Ca、Mg和Na再吸收率在防护林带前沿为负值,而在后沿林为正值,Mn则相反.这表明,基干林带严重的环境胁迫显著降低了短枝木麻黄小枝的养分再吸收率.短枝木麻黄成熟小枝中的K、Mg含量与其再吸收率存在显著正相关,而Na和Fe与其再吸收率存在显著负相关,其它元素与其再吸收率之间没有显著相关性.除K外,各元素在衰老小枝中的含量与相应元素再吸收率之间均存在显著负相关,表明元素再吸收程度越高,其再吸收率就越高.Ca、Mg、Na和Fe再吸收率之间具有显著的正相关关系(P<0.01),Zn除与Mn再吸收率呈显著正相关外,与其它元素均表现为负相关,Mn则与其它元素再吸收率之间没有显著相关性.因而短枝木麻黄小枝中不同类型的养分状况对其再吸收率具有不同的影响.表5参42