外源锌对镉胁迫下玉米幼苗生长及根系构型分级的影响

为探究不同浓度锌（Zn）对镉（Cd）胁迫条件下玉米幼苗生长及根系构型分级的影响,通过水培试验,以玉米品种郑单958为试验材料,研究Cd胁迫条件下（50 μmol·L^-1）,外源施加不同浓度Zn（0、10、25、50、100、200和400 μmol·L^-1）对玉米幼苗生长、根系构型及其分级特征、Cd含量及根系Cd吸收能力、光合系统的影响,并通过主成分分析和隶属函数法进行综合评价.结果表明,50 μmol·L^-1 Cd胁迫对玉米幼苗具有明显的毒害作用,使叶绿素含量和光合参数显著降低,主根长、株高、生物量、根分枝数和根尖数,包括Ⅰ~Ⅲ级径级区间的根长、根表面积及Ⅰ~Ⅱ级径级区间的根体积显著下降,阻碍了玉米幼苗的正常生长发育.施用100 μmol·L^-1和200 μmol·L^-1 Zn与不施Zn相比,降低了玉米幼苗对Cd的吸收,显著降低了Cd含量和Cd吸收效率,缓解了对玉米幼苗的毒害作用,使地上地下部鲜重、地上部干重、地上地下部耐受指数和根分枝数均显著升高;显著增强了玉米幼苗的光合作用,促使幼苗光合速率和总叶绿素含量显著升高;Ⅰ级径级区间的RL、Ⅰ~Ⅱ级径级区间的SA和RV在100 μmol·L^-1 Zn时达到最大,Ⅲ级径级区间的RL、SA和RV在200 μmol·L^-1 Zn时达到最大,均显著高于不施Zn处理;玉米幼苗生长耐受性综合评价表明,100 μmol·L^-1和200 μmol·L^-1 Zn缓解Cd毒害作用效果较好.综合分析可知,施加适宜浓度的Zn可以降低玉米幼苗植株内Cd含量、根系Cd吸收能力及Cd吸收效率,提高玉米幼苗生物量的积累,减轻Cd毒害对根系构型的影响,减少对光合系统的影响,提高玉米幼苗对Cd的耐受性.     

小麦根系吸收萘、菲、芘的动力学特征

研究植物根系吸收多环芳烃的动力学特征对控制其进入食物链、保障农产品安全有重要意义.因此,本文采用水培方法,研究了小麦根系对萘、菲、芘吸收的动力学机制.结果表明,小麦根系对水培环境中的萘、菲和芘均有明显的吸收和累积作用,且吸收量均随时间延长而增加,整个吸收过程可分为快速吸收和慢速吸收两个阶段.小麦根系对萘、菲和芘的吸收速率快慢表现为芘＞菲＞萘,且萘、菲、芘吸收的动力学曲线可用米氏方程表征,相应的Km值分别为759.30、12.89和3.59μmol·L-1,即小麦对萘、菲、芘的亲和力大小为芘＞菲＞萘,结果与其Kow值大小顺序一致.小麦根系吸收萘、菲、芘均会导致营养液pH值升高,吸收单个萘、菲、芘分子产生的pH升高幅度表现为芘＞菲＞萘.上述结果显示,萘、芘的根系吸收特征与菲相似.     

水稻幼苗对纳米氧化铜的吸收及根系形态生理特征响应

以纳米氧化铜nano-CuO(10, 100mg/L)为研究对象,以微米氧化铜micron-CuO(10, 100mg/L)及铜离子Cu2+(1.4, 2.3mg/L)为对照,通过水培实验,探讨水稻对nano-CuO的吸收积累及其根系形态和生理特征响应.结果表明,各浓度(10, 100mg/L)nano-CuO处理条件下,水稻根部及地上部铜含量(根351~1444mg/kg dw;地上部9~45mg/kg dw)总体高于micron-CuO处理(根248~817mg/kg dw;地上部1.57~1.60mg/kg dw)及Cu2+处理(根147~220mg/kg dw;地上部14~26mg/kg dw),且在水稻幼苗根及茎透射电镜图片中均观察到nano-CuO的存在,指示水稻可通过纳米颗粒的形式吸收、转运nano-CuO. Nano-CuO在水稻根细胞中主要存在于核内体中,指示内吞作用是其进入根细胞的主要方式. Nano-CuO对水稻幼苗根系有较强的毒性作用,对各根系形态指标的抑制率为28%~74%,其中总根长、根体积和比表面积为最敏感;nano-CuO的吸收累积及纳米效应是其水稻根系毒性的主要原因.低浓度nano-CuO (10mg/L)胁迫时,水稻幼苗根系活力显著提高,总吸收面积和活跃吸收面积无显著差异;高浓度nano-CuO (100mg/L)胁迫时,水稻幼苗根系活力和总吸收面积显著降低.     

伯胺N1923反应萃取含Cr~(6+)废水的研究

考察了伯胺N 1 92 3 煤油从硫酸介质中对Cr6 + 的萃取 ,萃取属络合反应机理 ,有机相中主要生成伯胺N1 92 3∶Cr =2∶1的萃合物。探讨了初始水相酸度 ,萃取剂含量 ,温度等对萃取平衡分配系数的影响。对萃取反应中出现的“第三相”问题进行了研究 ,并提出了消除的方法。     

某铬渣堆场周边土壤地下水Cr~(6+)污染特征研究

通过采集某铬渣堆场周边不同距离、深度的土壤和地下水样品,研究了铬渣堆场周边土壤、地下水中六价铬的分布特征和污染状况,通过数据分析确定了铬渣堆场周边受铬污染的地下水和土壤的范围及污染程度,判断污染边界,为后续场地污染治理提供了基础资料。结果表明:铬渣堆场周边土壤地下水已受到严重铬污染,必须尽快采取有效措施对其进行治理修复,以保证当地的农业生产和人体健康。     

硬毛藻生长的最适磷含量及磷素吸收动力学特征

为探究绿潮优势藻—硬毛藻对水体中磷的吸收动力学特征及其最适生长含量,在荣成天鹅湖硬毛藻暴发区域采集新鲜硬毛藻,设置不同磷含量水平进行室内模拟试验,定期监测藻的生长状况、藻体及水体中磷的含量变化。结果表明,硬毛藻对磷的吸收过程符合米氏方程,0~6 h内的半饱和常数(Km)和最大吸收速率(Imax)分别为3.74μmol/L和1.43μmol/(g·h),在富营养化水平下表现出较高亲和力。硬毛藻在磷含量为6μmol/L处理中达到最大生物量,15μmol/L条件下藻体对磷的吸收速率最大,而在30μmol/L处理中藻体的相对生长速率及吸收速率均小于15μmol/L处理。结果说明,硬毛藻对水体中磷具有较高富集能力,且在水体磷含量为6μmol/L和15μmol/L时,硬毛藻表现出较高生长力和较强吸收能力,适宜对低磷水平污水的净化。     

残留地膜对土壤物理性质及玉米根系生长的影响

为研究农业生产实践中残留地膜对土壤物理性能及玉米根系生长的影响,作者采用大田试验,以PPC地膜和普通地膜为供试材料,设置3种处理,分别为普通地膜处理(PF)、PPC地膜处理(JF)、无地膜处理(CK);通过室内试验分析,对玉米生长期间的土壤物理性质和玉米根系形态进行研究。结果表明,玉米生长期间,PF处理的含水率显著低于CK、JF处理,导致土壤三相比增加,影响土壤的固相、气相和液相比例;JF处理与PF处理相比,JF处理减少了残留地膜对土壤含水率、容重、孔隙度及渗透率的负面影响,减少了地膜残留对土壤结构的破坏,以及其对玉米根系生长的阻碍。与CK处理相比,由于PPC地膜在试验期间未能达到完全降解,所以对土壤物理性质和玉米根系生长均存在一定的负面影响。但与PF处理相比其可减少残留地膜对土壤的破坏及阻碍玉米根系生长等问题。     

La对Cd胁迫下玉米幼苗生长情况的影响

本实验采用玉米为实验材料.以水培的方法研究了锅对玉米幼苗生长的影响,并以稀土元素镧为调节因子,研究镧对锅胁迫下玉米幼苗的防护效应.结果表明,在Cd胁迫伤害下,玉米幼苗的生长受到抑制,主要表现为株高、主根长下降,叶面积锐减,叶茎、根的鲜重、干重明显下降;随着Cd胁迫浓度增高,玉米幼苗受到伤害的程度加深.     

不同铁营养状况下根系特征及蒸腾对黄瓜幼苗吸收镉的影响

采用营养液培养方法,研究了不同铁营养状况下的根系形态变化及蒸腾作用对不同品种黄瓜幼苗吸收镉的影响.结果表明,不加铁处理对地上部生物量的影响大于对根系的影响,并且不同品种间生物量差异显著.不加铁处理和低水平铁处理时,黄瓜根长变长、根表面积变大.与不加铁处理相比,加铁处理显著抑制了黄瓜根系对镉的吸收,中农5号(缺铁敏感黄瓜品种)和津春4号(缺铁不敏感黄瓜品种)每克根对镉的吸收量分别降低了25.5%~45.5%和28.8%~55.0%;但却增加了镉向地上部的转运,镉在叶中的分配系数分别增加了2.2~3.6倍(中农5号)和2.6~3.7倍(津春4号).缺铁敏感的中农5号吸镉总量与根长、根表面积都呈显著正相关性,而缺铁不敏感的津春4号吸镉总量与根长、根表面积之间的关系不显著.不管是中农5号还是津春4号,其蒸腾速率与每克根吸收镉的量均呈显著的正相关关系.不同铁营养状况影响了黄瓜幼苗的根系形态和蒸腾速率,从而影响了根系对镉的吸收,高铁水平显著抑制了黄瓜根系对镉的吸收.     

改性膨润土的制备及其对Cr~(6+)的吸附研究

探讨了膨润土提纯土、有机改性土及锰化改性土在静态吸附条件下吸附Cr6+的最佳条件。同时进行了等温吸附研究,结果表明Freundlich吸附等温线模式能很好地描述改性膨润土对Cr6+的吸附。最后进行了改性膨润土吸附Cr6+的动力学研究,发现改性膨润土对Cr6+具有良好的吸附性能,动力学数据满足准二级动力学方程。     

工业废水中微量Cr^6＋的流动注射光度分析

以离子交换法去除干扰离子,二苯碳酰二肼为显色剂,采用流动注射技术,以60个样/h的速度,分析电镀废水及其他废水中的C_r~(6+)。线性范围为0～5.0mg/l,检出限为0.09mg/l;对1.0mg/lC_r~(6+)标准溶液连续测定12次,其相对标准偏差为1.1％。     

纳米铁/石墨烯插层复合材料制备及Cr6+去除

近年来纳米铁(nZVI)技术用于废水处理受到广泛关注,因该技术具有廉价、高效、无二次污染等特点被认为是Cr~(6+)去除最有发展前景的方法之一。但nZVI技术在还原Cr~(6+)过程中因其颗粒微小易团聚、表面易钝化,导致nZVI的还原效力降低,限制了其在环境治理中的应用。为此,借用具有良好分散性的石墨烯为载体,设计nZVI纳米粒子插入石墨烯层间,构建新型纳米铁/石墨烯复合功能材料(G/nZVI)。通过探讨复合材料制备条件对G/nZVI去除Cr~(6+)效果的影响,优化制备过程,并利用红外光谱、XRD衍射光谱和TEM透射电镜技术对G/nZVI进行表层官能团、组成元素和表观形态进行研究;同时将G/nZVI应用于Cr~(6+)的去除效果分析。结果显示,将nZVI插层石墨烯片层结构可以有效地改善nZVI的分散能力,同时一定程度上提高了nZVI的抗氧化性,进而使Cr~(6+)的去除效果也得到很大提高。     

低浓度含铬工业废水的在线自动监控新技术

研究了可自动监测工业排放废水Ｃｒ＾６＋的在线监测仪。采用５１系列单片机对流体注射仪（ＦＩＡ）进行自动控制，以硬件自动检测Ｃｒ＾６＋浓度。当Ｃｒ＾６＋浓度大于０．４ｍｇ／Ｌ，小于０．５ｍｇ／Ｌ时，发生预报警信号，大于０．５ｍｇ／Ｌ时，发出强报信号，以提醒工作人员控制废水排放浓度，采用防脉冲干扰平均值滤波法对数据进行处理，可消除采样中的干扰。     

响应面法优化巯基纤维素膜去除Cr~(6+)的吸附条件

用1-丁基-3甲基咪唑氯盐离子液体溶解棉浆粕,制备出再生纤维素膜,然后利用巯基乙酸改性纤维素膜,在纤维素膜表面引入巯基,得到巯基纤维素膜(C-SH)。利用制备出的巯基纤维素膜(C-SH)对模拟含Cr6+的废水进行吸附,在单因素实验结果的基础上,考察p H、温度、反应时间、Cr6+初始浓度对去除率的影响,并采用Box-Behnken中心组合实验设计,使用Design-Expert软件进行数据拟合并建立模型,得到最佳的吸附条件,该条件下的Cr6+吸附去除率为96.83%,与理论预测值相比,相对误差为0.47%。因此,基于响应曲面法所得的优化吸附条件参数准确可靠。     

不同浓度镧处理对铅胁迫下玉米生长和铅吸收的影响

采用温室盆栽试验的方法,研究不同浓度的镧处理(0、50、200和800 mg·kg~(-1))对中度铅胁迫下(200 mg·kg~(-1))玉米生长、矿质营养元素吸收、C∶N∶P生态化学计量比及Pb和La吸收的影响,探讨土壤-植物系统中稀土重金属的相互作用,旨在为稀土矿区稀土重金属复合污染土壤的治理提供基础数据和理论依据.结果表明,随着外源La浓度的增加土壤中乙酸铵-EDTA提取态La的浓度显著增加,而乙酸铵-EDTA提取态Pb的浓度显著降低;玉米地上部干重显著降低了17.90%~81.17%,根冠比显著增加了21.74%~86.96%;随着土壤中La浓度的增加根部P含量显著降低了19.16%~89.68%,La浓度为200 mg·kg~(-1)和800 mg·kg~(-1)时,地上部P和N含量分别显著降低了65.51%~91.98%和48.27%~76.58%;随着土壤中La浓度的增加,植株C∶P、N∶P和植株La浓度显著增加,地上部和根部Pb浓度分别显著增加了52.61%~99.01%和15.99%~44.34%;随着La浓度的升高显著降低了玉米植株K、Ca和Mg的含量.结果初步证明,在稀土-重金属复合污染土壤中,稀土元素的存在加剧了重金属对植物生长的毒害效应及其所引发的生态风险问题,应进一步深入研究稀土对植物吸收重金属的影响及作用机制.     

锑胁迫下丛枝菌根真菌对玉米生长与锑吸收及抗氧化酶的影响

为了探讨AM(arbuscular mycorrhizal,丛枝菌根)真菌在Sb(锑)胁迫下对农作物生长及吸收Sb的影响,采用盆栽试验研究了在不同Sb添加量[即w(Sb)分别为0、500、1 000 mg/kg]下,接种AM真菌对玉米植株生物量以及N、P和Sb的吸收、膜脂过氧化[MDA(丙二醛)]和抗氧化酶活性的影响.结果表明:随着土壤中Sb添加量的增加,玉米植株的生物量、w(TN)和w(TP)均呈显著下降趋势,植株体内的w(Sb)和Sb积累量、MDA含量、CAT(过氧化氢酶)以及POD(过氧化酶)活性均显著上升.与未接种组相比,接种AM真菌显著促进了玉米植株的生长,提高了玉米植株地上部分的w(TN)和w(TP).在3个Sb添加量处理下,接种显著增加了玉米植株地下部分的w(Sb)、地上和地下部分的Sb积累量以及地上部分的CAT活性,增幅分别为8.90%~23.30%、18.87%~28.37%、27.68%~78.95%及14.92%~88.52%;同时,接种降低了玉米植株中Sb的转运率、玉米植株地上部分的w(Sb)和MDA含量,在1000 mg/kg Sb添加量下差异达显著水平,三者分别降低了36.35%、22.81%和24.29%.研究显示,在Sb污染环境下,接种AM真菌能够减轻玉米植株膜脂过氧化程度,在提高玉米植株地下部分w(Sb)的同时,也会降低Sb向地上部分的转运,减轻Sb对玉米的毒害作用.      

二苯碳酰二肼分光光度法测定水中六价铬样品预处理方法的改进

本文对二苯碳酰二肼分光光度法测定地表水及工业废水中六价铬的样品预处理方法提出了改进措施。改进方法准、快、简、省,符合环境监测分析要求。用该方法对样品进行预处理后分析,其结果与文献[1]一致。     

铬渣与生活垃圾混合堆置时Cr^6＋的迁移转化规律

以实验室模拟试验探讨含Cr~(6+)的铬渣与生活垃圾、建筑弃料混合堆置时,Cr~(6+)的迁移转化规律。试验结果表明,铬渣与生活垃圾或建筑弃料进行混合堆置时,生活垃圾和建筑弃料均具有截留Cr~(6+)的能力。而生活垃圾的截留能力强于建筑弃料;生活垃圾等废弃物对Cr~(6+)还原、吸附后,转化为难以再溶出的结合态铬,吸附态铬所占比例<1.0％。     

Cd~(2+)胁迫对籼稻和粳稻不同生育期生长发育的影响

来自于采矿废物的重金属镉,由于其在土壤中的高移动性和食物链上的生物可获得性已经污染了越来越多的稻田,导致人类受到潜在的毒害而受到人们高度关注。研究采用盆栽试验,以籼稻和粳稻2个水稻类型为材料,比较研究了6种不同浓度Cd2+对籼、粳稻植株生长发育和叶片生理活性的胁迫效应。结果表明:低Cd2+浓度(10 mg/kg)对籼稻CG132R生长发育具有一定的促进作用。随着土壤Cd2+浓度的增加,CG132R(籼稻)和粳925(粳稻)生长发育均受到抑制。生育前期是CG132R生长发育对Cd2+胁迫最敏感的时期;生育后期,CG132R对Cd2+胁迫表现出一定适应性。CG132R和粳925对Cd2+胁迫耐性存在显著差异。在不同浓度Cd2+胁迫下,CG132R都表现出比粳925更好的适应性。水稻叶片生理活性受Cd2+胁迫主要表现为水稻叶片叶绿素含量下降、丙二醛(MDA)含量升高、细胞膜透性增加。综合比较,籼稻CG132R比粳稻粳925有更强的抗镉胁迫能力,镉污染土壤种植粳稻将更好表现镉污染状况。     

施用超富集植物生物炭对土壤性质及玉米苗期生长的影响

植物提取修复是目前研究较多且极具发展前景的重金属污染土壤治理技术,广泛应用于砷、镉、铜、锌等重金属污染土壤的修复。然而,植物提取土壤重金属后产生大量植物残体的处置成为目前环境治理的难点。本研究通过将超富集植物伴矿景天和苎麻收割后制备成生物炭(350℃)进行盆栽实验,观测了超富集植物生物炭对玉米生长的影响,评估了超富集植物炭化处理的可行性。结果显示：添加苎麻生物炭(ZM)可以显著减少玉米地上部氮磷含量,但对生物量、光合等指标无显著影响,同时玉米地上及地下部分重金属Zn、Cd含量稍有增加;而添加景天生物炭处理(JT)玉米的总生物量相比对照降低了44.4%,蒸腾速率等光合参数也显著低于对照处理,根体积、根表面积和总投影面积分别降低了35.1%、28.1%和28.1%,玉米地上部和根部Zn含量为对照的16.0、21.7倍,Cd含量为对照的11.6、25.8倍。结合原材料以及生物炭中Zn、Cd含量分析,其差异主要由苎麻、景天中Zn、Cd含量不同所致,景天和苎麻自身重金属含量是决定其是否可以生物炭化并应用于农田的关键因素。