外源铜胁迫对木本蔬菜生长及品质的影响研究

采用盆栽技术,研究了木本蔬菜香椿对不同质量浓度(0、100、200、400、800mg/kg)Cu2+胁迫的响应。结果表明,低质量浓度(≤200mg/kg,下同)的Cu2+胁迫可促进香椿的生长,在高质量浓度(≥200mg/kg,下同)Cu2+胁迫下香椿的芽长、冠幅、株高增长受到抑制;随着Cu2+胁迫浓度的升高,香椿叶片中的叶绿素a、叶绿素b含量先升高后降低,丙二醛(MDA)含量先降低后升高,可溶性蛋白含量先降低后升高而后又降低,可溶性糖含量先降低后升高;随着Cu2+胁迫浓度的升高,综合香椿体内的叶绿素、MDA、可溶性蛋白、可溶性糖、有机酸、维生素C含量变化结果可知,香椿对低浓度的Cu2+胁迫具有一定的抗逆性,但是高浓度的Cu2+胁迫会对香椿的生长及叶片品质产生负面影响。     

土壤石油污染对植物种子萌发和幼苗生长的响应

研究了不同质量分数石油污染土壤对4种植物种子萌发和幼苗生长的影响,并对幼苗叶片的丙二醛(MDA)含量对污染胁迫的响应进行了研究,以期筛选适合石油污染土壤的潜在修复植物。设置了4组不同质量分数的石油污染土壤处理,对玉米(Zea mays L.)、高粱(Sorghum bicolor(L.)Moench)、披碱草(Elymus dahuricus Turcz.)和翅碱蓬(Suaeda hetroptera Kitag)4种供试植物进行了温室盆栽试验观测。结果表明,试验土属滨海盐渍土,在盐碱化和石油污染的双重胁迫下,不同的植物种子对石油污染表现出不同的耐受性;受试植物在10%(质量分数)石油污染处理下的发芽率均达80%以上,且石油的暴露水平越高,高粱、披碱草和翅碱蓬的种子发芽率越大;玉米和高粱的株高和根长均与土壤中石油浓度呈极显著正相关,而披碱草的根长则与之呈显著负相关;玉米的根冠比与土壤中石油浓度呈显著负相关,高粱和披碱草则与之相关性不明显;在石油污染土壤中生长的玉米和高粱,其叶片中MDA含量与空白对照组存在极显著差异,且随着污染土壤石油质量分数的升高呈现单峰响应特征;披碱草2个生长期(45、60d)叶片内的MDA含量均随土壤中石油浓度的升高而增加,土壤石油污染会对其造成毒害作用。总的来看,相比其他2种植物,高粱和披碱草具有较大的种子发芽率和石油污染耐受性,表明它们具有修复石油污染土壤的应用潜力。     

4A沸石对复合污染水体中Pb2+、Cu2+和Cd2+的去除

采用静态吸附法以4A沸石为吸附剂研究其对复合污染水体中Pb2+、Cu2+和Cd2+的竞争吸附特性,并探讨了影响吸附的环境因素。实验表明,在室温条件下,溶液pH5～6,4A沸石15 mg对10 mL复合污染溶液(Pb2+、Cu2+和Cd2+浓度分别为100 mg/L)吸附20 min时,对溶液中3种重金属的吸附去除率均可达99.8%以上。反应过程中4A沸石对3种重金属的吸附速率大小为Pb2+>Cu2+>Cd2+。复合污染水体中4A沸石对Pb2+、Cu2+和Cd2+的吸附符合Langmuir和Fre-undlich等温吸附方程,相关系数分别为0.9981、0.9901、0.9916和0.9638、0.9194、0.9689。经计算,4A沸石对Pb2+、Cu2+和Cd2+的饱和吸附量分别为129.9 mg/g、107.5 mg/g和99.0 mg/g。4A沸石吸附重金属离子达到吸附平衡的时间较短,对溶液pH值的适应性较好。吸附后的4A沸石可以再生利用,对铅离子洗脱重复利用性较铜离子和镉离子强。     

灰化苔草叶片铜污染的高光谱响应研究

为了鄱阳湖湿地的生态安全,通过土壤盆栽实验,研究了不同Cu浓度(0、50、100、150、200和300 mg/kg)下灰化苔草(Carex cinerascens)在整个生长发育期内叶片光谱参数和叶绿素的变化过程。结果表明,灰化苔草对Cu的耐性上限浓度不超过300 mg/kg;随着添加Cu浓度的升高,叶片Cu含量和土壤有效态Cu含量均逐渐升高,叶片SPAD值渐次降低;叶片Cu含量与红谷深度、红边峰值、红边斜率、R750~1250 nm等光谱特征值之间均呈现显著的负相关关系;灰化苔草最佳监测生育期为生长期。由此,为鄱阳湖湿地生态健康变化进行快速诊断提供了科学依据。     

不同土壤重金属复合污染的有效态离子冲量表征

选择红壤、黄棕壤和潮土为对象，依据中国土壤环境质量二级和三级标准确定土壤重金属铜、锌、镉的污染浓度，通过生物盆裁试验研究在重金属Cu、Zn、Cd复合污染条件下牧草（黑麦草、紫花苜蓿）体内重金属含量和土壤中重金属有效态含量的相关性，结果表明，在3种不同性质的污染土壤上，牧草体内重金属的离子冲量与其对应土壤中重金属有效态的离子冲量之间均存在明显的相关性。校正土壤pH、牧草品种等因素后，土壤有效态离子冲量可以有效表征不同土壤-牧草系统的重金属复合污染。     

不同浓度葡萄糖对铅胁迫下小球藻部分生理特性的影响

实验观测了适宜铅离子浓度(0.04 mmol/L)胁迫下不同浓度葡萄糖对小球藻生长及小球藻内光合色素、蛋白质和可溶性糖含量的影响。结果表明,在适量铅胁迫下,10 g/L的葡萄糖就能缓解胁迫并且促进小球藻的生长,葡萄糖浓度为20~40 g/L时小球藻的生物量最大。不同浓度的葡萄糖使小球藻细胞内光合色素含量呈先升后降的趋势。实验组小球藻可溶性蛋白质和可溶性糖的单位质量含量都低于对照组,并且随着葡萄糖浓度的升高而降低;但其单位体积含量却都高于对照组。说明适宜浓度的葡萄糖对铅胁迫下小球藻的生长有一定的影响。     

4种脂肪多胺修饰硅胶对铅离子的吸附

为了合成高效铅离子吸附剂,了解其对铅离子的吸附规律。采用(3-氯丙基)三甲氧基硅烷(CPTS)架桥法,以硅胶(SG)为载体,乙二胺(EDA)、二乙烯三胺(DETA)、三乙烯四胺(TETA)和四乙烯五胺(TEPA)为表面修饰剂,合成了4种胺化硅胶,测定了它们的红外光谱、热重等性质以及对Cu2+、Zn2+和Pb2+的吸附能力。结果表明,4种胺化硅胶对Pb2+的吸附量均大于Cu2+和Zn2+的吸附量,其中DETA修饰硅胶对Pb2+的吸附量较高。4种胺化硅胶对Pb2+的吸附过程较好地符合拟二级动力学模型以及Langmuir和Scatchart等温吸附热力学模型,其对Pb2+吸附的速率常数、饱和吸附量以及吸附位点数由大到小的顺序一致,均为SG-DETASG-TEPASG-EDASG-TETA。4种胺化硅胶对Pb2+的吸附速率和吸附量呈现"奇数胺"增强效应,亲和常数则依次减小。阐明了脂肪多胺修饰硅胶对Pb2+的吸附规律,并进一步讨论了Scatchart和Langmuir热力学模型的统一性。     

改性松针对水体中铅(II)的吸附

探讨了改性松针(GXLsp)作为吸附剂对水体中铅离子的吸附性能,考察了吸附时间、溶液pH值、吸附剂用量、盐离子浓度、Pb(II)初始浓度及温度对改性松针吸附Pb(II)的影响。利用Langmuir和Freundlich等温线模型对实验数据进行非线性拟合分析,结果表明,Freundlich等温线模型能很好地描述松针对Pb(II)的吸附过程。热力学参数表明吸附是一个自发的吸热过程。改性松针对铅的吸附行为符合拟二级动力学方程,表明吸附过程是以化学吸附为主。在293K时松针对Pb(II)的饱和吸附量为318.3 mg/g,因此,GXLsp可作为一种高效低值生物质吸附剂以去除水体中重金属Pb(II)的污染。     

安徽铜陵新桥河上游沉积物重金属污染及潜在生态风险评价

安徽铜陵新桥河的沉积物样中,重金属浓度为Cu〉Zn〉Pb〉Cr,按国家土壤环境二级质量标准评价,Cu、Zn含量已超标。其新桥河的沉积物样中,Cu、Zn的污染参数很高,含量为高风险或极高风险;Pb污染参数较高,含量为一般风险或高风险。同时新桥河的沉积物样中,Cu具有很高的潜在生态风险。     

EDTA对污染土壤中金属解吸的影响

重金属污染是当今土壤污染中的污染面积最广、危害最大的环境问题之一,有关污染土壤的修复研究正日益受到重视。现以黄土体土壤为对象,以铜、铅为代表,研究有机配体EDTA（乙二胺四乙酸）对土壤被重金属污染的解吸的影响。并分别讨论土壤中的单元素金属污染以及复合金属污染的解吸过程。结果表明,EDTA的加入,对Cu或Pb的单一污染土壤,可以大幅度增加金属的解吸量,但在Cu—Ph复合污染土壤中,由于两种金属离子同时存在,却出现Cu、Pb对EDTA的竞争性反应,彼此互为影响。     

胡敏素钝化修复重金属Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)污染土壤

通过土壤培养实验,研究了添加胡敏素对污染土壤中Cu、Pb生物有效性和化学形态的影响。结果表明,添加胡敏素可显著降低重金属的浸出浓度。当投加2%的胡敏素5 d后,土壤中重金属Cu~(2+)和Pb~(2+)的浸出浓度分别下降45.16%和56.97%,并且投加胡敏素10 d后对重金属的钝化基本达到稳定。尿素、硫酸铵、磷酸二氢钾可显著提高胡敏酸对Pb的钝化效果,浸出浓度分别下降了29.36%、23.57%和28.69%,但对Cu的影响不明显。进一步的研究表明,投加2%的胡敏素钝化处理30 d后土壤中交换态铜和铅的所占的比例由原来的15.68%和15.79%下降到了0.48%和1.22%,而有机态铜和铅的比例则由5.35%和10.93%上升到了13.24%和27.32%。因此,采用胡敏素作为重金属污染土壤的钝化剂具有广阔的应用前景。     

铅同位素解析技术在工业园污染溯源中的应用

针对土壤中重金属污染溯源及解析不同污染源对土壤中铅的相对贡献率问题,以陕西西部某工业园区为例,采集土壤样品、铅锌冶炼厂矿石混合样、热电厂煤样及焦化厂混合煤样共40个,用ICP-MS测定样品的铅浓度及铅同位素比值(208Pb/204Pb、207Pb/204Pb、206Pb/204Pb).借助于铅同位素比值散点图来对比分析采样点土壤、背景点土壤和可能的污染源样品的铅同位素特征分布,判定其主要污染来源.用混合多元模型计算不同污染区域各污染源的贡献率,结果表明,土壤中的铅同位素比值落在铅锌矿石、炼焦用煤及热电燃煤及背景点的铅同位素比值之间,说明各端元介质均有可能对工业园区土壤中的铅污染有贡献.在铅同位素比值散点图中土壤铅浓度大于60 mg/kg的采样点的铅同位素比值集中落在热电燃煤与炼焦用煤附近.统计定量解析结果可知,对工业园区土壤铅污染的贡献大小依次为热电厂、焦化厂和铅锌冶炼厂.研究表明,铅同位素指纹解析技术用于定性与定量解析工业园区土壤铅污染效果较为理想.     

过磷酸钙与石灰混施对污染农田低累积玉米生长和重金属含量的影响

通过田间实验,研究了过磷酸钙和石灰混施对重金属污染农田上低累积玉米产量以及籽粒、茎叶重金属含量的影响,并分析了施用过磷酸钙和石灰后土壤pH和有效重金属含量的变化。结果表明,与单施过磷酸钙和单施石灰相比,过磷酸钙和石灰混施更能显著提高玉米生物产量,且过磷酸钙和石灰均有一定的后效。单施石灰处理、石灰与过磷酸钙混施处理都均显著降低玉米籽粒Cd、Zn和Cu含量,其中以中量(0.4 kg/m2)、高量石灰(0.6 kg/m2)+中量过磷酸钙(0.2kg/m2)处理效果最佳,其玉米籽粒Cd、Zn和Cu含量降低到了国家食品卫生标准允许的含量水平。石灰处理均不同程度地提高了玉米籽粒Pb含量,配施过磷酸钙也不能明显降低玉米籽粒Pb含量,但仍低于饲料卫生标准允许的含量水平。另外,单施石灰处理和石灰与过磷酸钙混施处理均显著降低了玉米茎叶Cd、Pb、Zn和Cu含量,可以安全用作有机肥。     

青萍在Pb、Cu污染水体植物修复中的应用研究

以青萍种浮萍（Lemna perpusilla Torr.）为实验材料,以Pb（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）为染毒因子,设定金属离子浓度梯度（Pb（Ⅱ）：0～40 mg/L,Cu（Ⅱ）：0～4 mg/L）,考察了在不同金属离子浓度下青萍生长状况、叶片色素含量以及金属离子浓度对青萍N、P和金属离子吸收能力的影响。结果表明：金属离子浓...     

EDTA对氨基磷酸树脂去除水中Cu(Ⅱ)性能的影响

乙二胺四乙酸(EDTA)是一种强络合剂,在化学镀铜工艺中广泛使用,并导致镀铜废水中含有一定量的EDTA。氨基磷酸树脂(APAR)吸附法被广泛应用于含铜工业废水治理。为优化该方法,研究不同EDTA/Cu(摩尔比)、pH、钠离子、钙离子浓度下EDTA对APAR去除铜离子性能的影响。溶液中EDTA浓度增加导致APAR去除Cu(Ⅱ)能力下降;pH=5时,EDTA对APAR除Cu(Ⅱ)性能的影响较小;EDTA对树脂除铜性能的削弱不受溶液中离子强度变化或Ca2+存在的影响。红外光谱分析表明,有一部分EDTA-Cu络合物被吸附到树脂内部。     

煤基腐殖酸对外源砷胁迫下玉米生长及生理性状的影响

为了筛选用于砷污染土壤治理的煤基腐殖酸,采用盆栽实验研究了施用不同种类和浓度的煤基腐殖酸及EDTA对外源砷胁迫下玉米株高、株鲜重、株干重、根干重、砷积累量、叶片抗氧化酶（POD,SOD和CAT）活性和脯氨酸含量的影响。结果表明,11种供试煤基腐殖酸均促进了玉米生长,提高了叶片POD、SOD和CAT活性。其中6和10号腐殖酸可降低土壤砷活性和显著抑制玉米吸收和积累砷,而8和9号腐殖酸增加了土壤活性砷和显著促进了玉米对砷的吸收和累积,且不同程度地强于EDTA。除8和9号外,其余腐殖酸均可明显降低玉米叶片脯氨酸的含量。EDTA可显著促进玉米吸收和积累砷,且加剧了砷对玉米的危害。因此,8和9号供试煤基腐殖酸可以替代EDTA活化土壤砷,与植物配合以提高砷污染土壤的植物修复速度和效果,而6和10号供试煤基腐殖酸则可用于土壤砷钝化剂,以保证作物产品的安全。     

土壤重金属的竹基活性炭吸附及近红外光谱预测

为探究竹基活性炭对土壤的修复及改良效果,用水蒸气活化法制备出竹基活性炭,分析其孔结构特性,采用盆栽实验的方法,研究不同添加量(0%、10%、20%)的竹基活性炭对土壤性质、土壤重金属含量、植物株高和生物量以及植物地上和地下部分重金属含量的影响,研究发现随着竹基活性炭添加量的升高,土壤p H和有机质逐渐上升,且土壤中的重金属含量下降明显。其中,添加量高的竹基活性炭对土壤中的重金属Cu、Pb、Zn的去除率可达94.8%、82.1%、87.7%。添加竹基活性炭可增加百日草株高及生物量,其根和茎叶部分的重金属浓度有所降低,表明竹基活性炭吸附土壤重金属性能显著。同时,利用近红外光谱技术结合偏最小二乘法建立了不同竹基活性炭添加比例的土壤中的铜离子含量预测模型。该模型相关系数R~2达到0.995 9,相对分析误差RPD大于10,模型相关性好,具有良好的预测性能。     

外源螯合剂CA和NTA对苎麻修复铅镉复合污染土壤的影响

采用盆栽实验,研究了在两组铅镉复合污染(Cd(10 mg·kg~(-1))/Pb(100 mg·kg~(-1))和Cd(50 mg·kg~(-1))/Pb(500 mg·kg~(-1)))条件下,不同浓度的柠檬酸(CA)和氮三乙酸(NTA)(0,1,5,10 mmol·kg~(-1))对苎麻生物量、地上部分丙二醛(MDA)含量和抗氧化酶活性、苎麻各部分对Pb和Cd的积累的影响。结果表明,CA和NTA的应用均能促进苎麻的生长和提高Pb和Cd在苎麻体内积累。CA在促进苎麻生长、增强了苎麻对Cd的吸收和转移方面效果显著,但是,CA对Pb的提取和转移促进效果不显著。NTA促进苎麻对Pb的吸收和转移,并且同样有助于Cd的植物修复。苎麻体内CAT,SOD,POD活性和MDA含量变化表明CA和NTA缓解了Cd和Pb对苎麻的氧化胁迫。因此,外源螯合剂CA和NTA的应用有利于铅镉复合污染土壤的植物修复。     

杭州市大气降尘重金属污染特征及来源研究

于2006年6月至2009年6月期间,在杭州市主城区7个采样点对大气降尘进行采集,并对10种重金属元素含量进行了分析。结果表明:重金属元素Cu、Cd、Mn、Ni、Pb、Zn、Co、Al、Fe、Mo质量浓度分别为223.6、15.6、741.1、27.8、363.7、1 820.4、7.0、8 982.4、21 149.0、13.4mg/kg;各功能区差异较大,半山(工业区)Fe、Mn、Pb、Zn浓度较高,江城立交(交通枢纽)Cu、Cd浓度较高。富集因子评价结果表明,Cd、Mo、Pb、Zn、Cu富集程度较高,受到不同程度人为污染。主因子分析结果显示,Mn、Fe可能来自钢铁冶炼及机械制造;Cu、Cd可能来自交通源;Zn、Mo可能来自相关的冶炼加工及合金工业;Ni、Co可能由煤和石油等化石燃料燃烧排放;Pb来自工业排放;Al主要来自地壳。     

铜绿山矿区菜地土壤重金属污染特征

以铜绿山矿区菜地为研究对象,测定了土壤和蔬菜中Cu、Zn、Pb、Cd 4种重金属的含量,分析了土壤-蔬菜体系重金属的污染特征和蔬菜对重金属的富集能力。结果表明:矿区菜地土壤中重金属Cu、Zn、Pb、Cd的污染因子分别为10.63、1.12、1.10、0.06,表明Cu污染非常严重,Zn、Pb属轻度污染,Cd无污染;参考《食品中污染物限量》(GB 2762—2017)、《食品中铜限量卫生标准》(GB 15199—94)以及《食品中锌限量卫生标准》(GB 13106—91),蔬菜中Cu、Zn污染较严重且具有普遍性;蔬菜中Cd含量虽均未超出食品安全限值,但明显高于蔬菜根部土壤中的Cd含量;叶菜类、根茎类蔬菜中Pb均未超标,瓜果类蔬菜中Pb超标;蔬菜可食部位对重金属的富集能力为CdZnCuPb;蔬菜中重金属含量与土壤重金属含量总体表现出较弱的相关性,表明蔬菜中重金属的积累不完全决定于土壤重金属的含量,还与土壤中重金属的生物有效性、环境行为及其他环境因素有关。