外源Cd对不同利用方式红壤脲酶活性的影响

采用室内培养实验,通过将外源Cd添加到同一母质、全镉含量相近的不同利用方式的红壤中(林地、水稻土和菜园土),研究了外源Cd污染对不同利用方式红壤脲酶活性的影响。结果表明:整个培养过程中,Cd污染对3种红壤脲酶活性都有抑制作用,且随重金属浓度的增强而增强。同剂量Cd污染对3种红壤脲酶活性的抑制效应不同,大小为林地>水稻土>菜园土。实验设定的Cd处理水平下,对林地、水稻土和菜园土脲酶活性产生显著抑制作用(p<0.05)的Cd浓度分别为5、30和50 mg/kg土。     

微生物矿化修复重金属污染土壤

以选矿厂附近土壤为研究对象,分析了土壤中交换态重金属含量,As、Pb、Cd、Zn和Cu的交换态浓度为14.01、4.95、0.64、33.46和12.95 mg/kg。基于生物矿化原理,利用碳酸盐矿化菌生长代谢过程产生的脲酶来分解底物尿素,产生碳酸根离子,固结重金属离子,使得土壤中活泼的重金属离子转变为碳酸盐矿物态,降低其危险。研究了温度、pH和重金属离子对酶活性的影响,发现环境30℃温度有利于促进酶活性;在弱酸性条件下,底物分解量减少15%;重金属离子在低浓度时对脲酶活性影响不大,浓度提高后对酶活性抑制作用没有加剧。将制备好的微生物矿化修复制剂喷洒于1 000 m2的污染土壤中,实验结果发现,土壤中交换态重金属离子含量在0～20 cm范围内明显减少,As、Pb、Cd、Zn和Cu的交换态浓度分别减少至2.37、1.25、0.31、16.67和3.42 mg/kg。     

Cd、Ni单一及复合污染对土壤酶活性的影响

采用外源添加重金属和露天盆栽实验研究了Cd、Ni对含羞草、三叶草根际土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性的影响。结果表明,Cd、Ni单一污染条件下,低浓度的Cd、Ni对含羞草组、三叶草组的脲酶、过氧化氢酶有激活作用,高浓度的Cd、Ni对土壤脲酶、过氧化氢酶有一定的抑制作用;对蔗糖酶有较强的抑制作用。在Cd、Ni复合污染条件下,对含羞草组、三叶草组的脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶产生抑制作用;Cd、Ni单一及复合污染对土壤酶活性的抑制大小顺序为:脲酶>蔗糖酶>过氧化氢酶,其中土壤脲酶可以作为Cd、Ni污染的预警指标。含羞草能显著提高土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性,修复能力大于三叶草,在Cd、Ni污染修复方面有很好的应用前景。     

丁草胺与镉复合污染对土壤呼吸强度的影响

研究了除草剂丁草胺和重金属镉(Cd)复合污染对两种土壤呼吸强度的影响及其随时间的动态变化.结果表明,单一污染中,丁草胺和Cd对土壤呼吸强度的影响,随土样不同而异,随农药浓度及培养时间的变化而变化;复合污染中,两种土样的复合污染对土壤呼吸强度的影响存在明显的交互作用,与单一污染相比,对土壤呼吸强度的影响依次表现为:丁草胺＞Cd与丁草胺复合污染＞Cd.建立了丁草胺和Cd在不同浓度配比下对土壤呼吸强度影响的多元回归分析模型.     

发酵鸡粪和有机磷肥对土壤中Pb、Cd污染的影响

研究了湘西地区常用的发酵鸡粪和有机磷肥施用对不同程度Pb、Cd复合污染土壤中乙三胺五醋酸(DTPA)提取态Pb(DTPA-Pb)、DTPA提取态Cd(DTPA-Cd)和土壤酶的影响,并研究了对于种植黑麦草(Lolium perenne L.)的影响。结果表明:(1)施用发酵鸡粪和有机磷肥均能显著改善土壤酸性,一定程度上提高土壤有机质含量。在加入质量浓度200mg/kg总Pb、2mg/kg总Cd复合污染土壤中施用有机磷肥,能有效钝化土壤DTPA-Pb、DTPA-Cd,但在400mg/kg总Pb、4mg/kg总Cd复合污染土壤中钝化效果有限,其优先钝化DTPA-Pb。施用发酵鸡粪不能有效钝化土壤DTPA-Pb、DTPA-Cd。(2)施用发酵鸡粪和有机磷肥均显著提高黑麦草鲜重。虽然施用有机磷肥能更有效的钝化土壤DTPA-Pb、DTPA-Cd,但对于黑麦草种植而言,施用发酵鸡粪能更有效的降低其对Pb和Cd的积累,并且主要积累到根部。(3)施用发酵鸡粪对土壤碱性磷酸酶活性、脱氢酶活性和脲酶活性有显著的促进作用。综合而言,湘西地区种植牧草黑麦草,施用发酵鸡粪比较合适,能有效改善土壤酸性,提高黑麦草鲜重和土壤酶活性,降低黑麦草对Pb和Cd的积累。     

不同锌浓度有机肥对土壤酶活性及微生物数量的影响

采用室内培养方法,探究了含不同质量浓度(600、1 200、1 800mg/kg)锌的有机肥对土壤酶活性及微生物的影响。结果表明:(1)在整个培养阶段,含锌的有机肥总体显著抑制土壤脲酶、蔗糖酶、脱氢酶和过氧化氢酶活性,对碱性磷酸酶活性影响不显著;随着有机肥中锌浓度的增大,脲酶、脱氢酶、蔗糖酶活性总体显著降低。(2)整个培养阶段,含1 800mg/kg锌的有机肥促进土壤中真菌增长;对土壤中细菌总体也有促进作用;对土壤中放线菌呈先抑制后激活的作用,最后趋于稳定。     

雷州半岛土壤重金属分布特征及其污染评价

在雷州半岛采集了106个土壤表层样品,分析了其中8种重金属元素(Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd、Hg和As)的全量.结果表明,雷州半岛土壤重金属污染由高到低排序为Ni＞Cr＞Hg＞Cu＞Zn＞Cd＞As＞Pb,Zn、Cd、As和Pb质量浓度均没有超标,Hg和Cu质量浓度超标率亦不高,但Ni和Cr平均质量浓度达49.81、87.13 mg/kg,高于国内外其他对照区域,超标率分别为25.47%和24.53%;重金属元素在雷州半岛各土壤利用类型中分布规律不明显,按4种主要土壤利用类型受重金属污染程度大小排序为甘蔗地＞果园土＞水田＞菜地;雷州半岛土壤综合污染指数总平均为0.970,土壤总体上尚清洁,重金属污染处于警戒水平;雷州半岛各区域中,徐闻、雷州两地土壤重金属质量浓度明显高于其他地区,其主要原因是徐闻、雷州两地成土母质主要为玄武岩,造成土壤Cr、Ni及其他重金属背景值较高.     

四溴双酚A对土壤酶活性的影响

采用室内模拟试验方法,研究了四溴双酚A对土壤多酚氧化酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性的影响.结果表明,四溴双酚A对土壤多酚氧化酶和过氧化氢酶有一定的激活效应,这可能是土壤微生物在受到外源四溴双酚A胁迫时产生了应激反应,通过增加多酚氧化酶和过氧化氢酶的产生量来降低四溴双酚A及其代谢、中间产物对其产生的危害;同时,四溴双酚A对土壤脱氢酶产生一定的抑制效应,表明其对土壤微生物活性具有一定的抑制作用,但在试验设置的四溴双酚A浓度范围内基本未达到显著水平(P>0.05).     

外源铅污染对紫色土中微生物酶活性的影响研究

以森林和耕地紫色土为研究对象,研究了外源铅在6种不同浓度水平下对土壤微生物酶活性的影响。结果表明:(1)森林土壤中微生物酶活性总体较耕地土壤高。(2)在连续培养56d后,森林土壤中除亮氨酸氨基肽酶(LAP)外其余4种酶活性与铅外源添加量和有效态铅呈显著或极显著正相关,外源铅污染促进了林地中C和P的矿化循环过程;耕地土中酸性磷酸酶(ACP)、β-葡萄糖苷酶、LAP活性与铅外源添加量和有效态铅呈显著或极显著负相关,在铅质量浓度≥250mg/kg时ACP基本失活,铅质量浓度达1 000mg/kg时,LAP抑制率为95.8%,外源铅污染抑制了耕地中养分元素的矿化循环过程。     

重金属离子Cd^2＋、Pb^2＋污染对土壤酶活性的影响

通过对土壤中比较重要的两种酶（过氧化氢酶、脲酶）活性的测定,研究了重金属离子（Cd^2＋、Pb^2＋）单因素污染、复合污染对两种酶活性的影响,进而找出重金属污染程度与土壤酶活性的关系,为建立土壤中的酶活性可以表征重金属污染程度的生化指标平台提供试验依据。结果表明,在Cd^2＋、Pb^2＋单因素污染影响中,在一定浓度下的重金属离子对土壤酶活性会有激活效应,但大多表现为抑制效应;Cd^2＋、Pb^2＋复合污染对两种土壤酶活性的影响存在着明显差异,其复合污染对脲酶表现出协同抑制负效应的特征;对过氧化氢酶表现出一定的屏蔽作用。通过重金属离子形态对土壤酶有效性影响的研究,脲酶活性可以作为土壤重金属离子（Cd^2＋、Pb^2＋）单因素和复合污染程度的主要生化指标。     

宝鸡市长青镇冶炼厂周边居住区土壤重金属污染特征与风险评估

采用实地采样与室内测试方法对宝鸡市长青镇冶炼厂周边居住区土壤重金属(Pb、Zn、Cd、Cr)的含量进行了测定分析,利用地质累积指数法和改进的综合污染指数法对其土壤环境质量进行了评价,应用美国环境保护署(USEPA)推荐的健康风险评价模型对研究区土壤重金属在3种暴露途径下的健康风险做出了初步评价,并用相关性分析法和聚类分析法对污染源进行了解析。结果表明,研究区域13个采样点表层土壤中重金属元素Pb、Zn、Cd和Cr的质量浓度分别为52.43~96.42、82.54~151.32、0.065~0.309、59.26~104.13mg/kg,平均值分别为67.55、107.20、0.120、75.23mg/kg,其值均高于陕西和中国的背景值,说明土壤受到不同程度污染;地质累积指数法进一步证实研究区域土壤已经受到4种重金属不同程度的污染,且处于中等污染及以内;而4种重金属的综合污染评价显示,除4号村庄、7号村庄处于中等污染外,其余均处于轻污染至中污染;研究区域中,4种重金属在3种暴露途径下对儿童的非致癌健康风险均大于成人,但对成人和儿童均不存在显著的非致癌健康影响和非致癌健康总风险,其风险顺序是经口摄入经皮肤接触经呼吸吸入;其次,Cd对成人和儿童经呼吸暴露途径均不存在致癌健康风险,而Cr对成人和儿童经呼吸暴露所致的致癌健康风险处于不可接受状态;另外,源解析结果显示,Pb和Zn具有相同的污染源,而Cd和Cr具有不同的污染源。     

Cd、Pb复合污染下柠檬酸对龙葵修复效率及抗氧化酶的影响

植物修复土壤重金属被普遍认为是清洁、经济的生物修复方法。为了提高生物修复土壤重金属污染的效率,在室内盆栽实验中添加柠檬酸作为螯合剂促进龙葵对重金属的吸收,并研究其生理活性的变化。结果表明:当添加柠檬酸浓度为10 nmol/kg时,龙葵生物量显著提高(P<0.05),各部分生物量表现为:茎>叶>根;随着柠檬酸浓度的增加,龙葵对重金属Cd的吸收量显著(P<0.05)增加,在10 nmol时总吸收量最大,为229.85μg/g DW;龙葵对Cd、Pb的富集系数均在柠檬酸浓度为5 nmol/kg时达到最大;Pb吸收量随柠檬酸浓度增加表现出先增大后减小的趋势;添加柠檬酸促进了龙葵对Cd的吸收,增强了抗氧化酶活性,而对Pb的吸收效果不明显。     

3种植物对Cd污染农田土壤的修复效果比较试验研究

通过盆栽试验研究了3种植物三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)、紫茉莉(Mirabilis Jalapa)、中华景天(Sedum polytrich-oides)对上海地区2种质量浓度(1.2、12.0mg/kg)Cd污染农田土壤的修复效果,以探索其在上海地区Cd污染农田土壤修复中应用的可行性。结果表明:2种浓度下,三叶鬼针草对土壤Cd去除效果均最佳,1.2mg/kg处理下盆中土壤Cd质量浓度由原来的1.249 9mg/kg下降到0.861 7mg/kg,降低0.388 2mg/kg,Cd去除率为31.06%;12.0mg/kg处理下三叶鬼针草盆中土壤Cd质量浓度由原来的12.033 2mg/kg下降到10.020 6mg/kg,降低2.012 6mg/kg,Cd去除率为16.73%;紫茉莉和中华景天相比较而言,修复效果均较差。在2种浓度下,3种植物地上部分生物量排序均为三叶鬼针草>中华景天>紫茉莉。因此,建议将三叶鬼针草作为上海地区Cd污染农田土壤修复的优选植物。     

化学淋洗对铅锌复合污染土壤微生物与酶活性的影响研究

通过土柱化学淋洗实验,研究了超纯水、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na_2)单剂、EDTA-Na_2与茶皂素混合剂3种淋洗剂对铅锌复合污染土壤中微生物及酶活性的影响。结果表明,EDTA-Na_2与茶皂素混合剂能在一定程度上促进土壤中的真菌生长,微生物总量也大大增加。EDTA-Na_2单剂对过氧化氢酶活性有抑制作用,但EDTA-Na_2与茶皂素混合剂中的茶皂素可以缓解EDTA-Na_2对过氧化氢酶活性的影响;3种淋洗剂均对土壤中脲酶活性影响不大;EDTA-Na_2单剂和EDTA-Na_2与茶皂素混合剂都能提高蔗糖酶活性。同时,EDTA-Na_2与茶皂素混合剂对土壤中铅和锌的去除率最高,因此EDTA-Na_2与茶皂素混合剂是土壤化学淋洗修复中一种较好的淋洗剂。     

江苏某市水稻籽粒重金属富集特征及健康风险评价

为评估食用重金属污染土壤所产水稻对人体健康产生的风险,选取江苏省某市16个乡镇393组水稻籽粒-根际土为研究对象,考察As、Cd、Cr、Hg、Pb的质量浓度和富集特征;利用单因子污染指数法分析水稻籽粒的重金属污染特征,并用健康风险指数(HQ)评估重金属对人体健康的潜在风险.结果表明:Cd的富集系数远高于其他重金属,说明...     

耐受重金属的芘降解真菌的筛选及芘降解动力学研究

为了提高复合污染土壤修复的微生物资源的丰富度,为混合菌群修复污染土壤积累资料,利用多环芳烃-重金属双抗培养基在污染土壤中筛选得到一株对Cu和Cd有高耐受性的芘降解真菌,经分子生物学鉴定为米曲霉。探究了米曲霉对芘污染水体的降解效果及对重金属Cu和Cd的耐受程度,利用缺乏生长基质的毒性抑制动力学模型对芘单基质降解过程进行了拟合,以期为后续共代谢、固定化的研究及实际工程应用提供一定的理论支撑。结果表明:(1)米曲霉以芘为单基质代谢时,降解率为33%;(2)米曲霉对重金属Cu和Cd的耐受浓度分别为500 mg/L和50 mg/L,分别高出国家土壤重金属二级标准5倍和83倍;(3)米曲霉对单基质芘的降解符合Crridle提出的毒性抑制动力学简化模型Sc=Sc0·Tb*cX0(1-e-bt)(R2=0.9237)。芘初始浓度Sc0=80 mg/L,米曲霉投加量X0=85 mg/L时,数值拟合得到内源呼吸常数b=0.027,生物转化量Tb*c=0.2875。该米曲霉对单基质芘及重金属Cu和Cd表现出一定的降解性能及耐受性能,故可经过适当强化后作为多环芳烃-重金属污染土壤的微生物修复菌种。     

功能微生物对污染农田土壤中铅锌的溶出实验

用微生物修复重金属污染的土壤是当今的研究热点之一。试图寻找一类可以增加土壤中重金属铅、锌的可溶态的功能微生物,并研究该微生物在不同土壤含水率和不同投菌比条件下对铅、锌溶出作用的影响。最终筛选出符合条件的菌JK3,并发现当土壤含水率为35%,投菌比为0.15 mL/g土(菌液OD=1)时,土壤中铅和锌的可溶态增加量最多。其中,可溶态铅的含量由原来的0.49 mg/kg增加到了5.04 mg/kg,可溶态锌的含量由原来的2.23 mg/kg增加到了22.44mg/kg。该方法为后续用植物提取或化学淋洗等方法将土壤中的重金属彻底去除提供了可能。     

乙草胺对土壤微生物的影响研究

研究了乙草胺在6种不同浓度下对土壤微生物种群数量及土壤中细菌、放线菌、真菌生长速率的影响。采用密闭法测定乙草胺对土一生物呼吸的影响。结果表明,乙草胺对土壤微生物种群数量及土壤中细菌、放线菌、真菌生长速率均有一定的抑制作用,对土壤微生物呼吸作用具有明显的抑制作用。     

蚯蚓粪改善紫花苜蓿修复重金属污染农田效果的研究

通过田间试验研究了蚯蚓粪施入对重金属污染农田土壤的理化性质及酶活性的影响,探究了蚯蚓粪对紫花苜蓿(Medicago sativa)生长及其富集重金属Cu、Cd、Zn、As的影响,以及紫花苜蓿体内抗氧化酶活性的变化。结果表明,蚯蚓粪施入使土壤全磷、全氮、有机质分别提高30.6%、28.2%、13.2%,土壤pH由8.29下降为8.09,土壤阳离子交换能力增强。蚯蚓粪施入土壤后,土壤脲酶、过氧化氢酶活性也均提高。蚯蚓粪处理使紫花苜蓿植株株高和生物量提高,且可提高其重金属富集能力。蚯蚓粪处理下紫花苜蓿超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性显著提高,但过氧化氢酶活性降低。总体而言,蚯蚓粪肥施入可改善紫花苜蓿修复受重金属污染农田土壤的效果。     

不同增强剂的电动技术对土壤中镉去除及土壤酶活性的影响

为了探讨基于不同增强剂的电动技术对重金属污染土壤的修复效果,采用0.1%浓度的草酸、柠檬酸、已二胺四乙酸(EDTA)、甲基甘氨酸二乙酸(MGDA)作为阴极电解液,电压梯度3 V·cm~(-1)连续通电10 d,同时考查土壤中Cd的电迁移效果以及土壤酶(脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶)活性的变化。结果表明:相对于传统电动法(清水组),增强剂明显提高了Cd在土壤中的迁移效果,且人工螯合剂效果优于有机酸,对总Cd去除率为MGDA(63.08%)EDTA(23.75%)柠檬酸(18.43%)草酸(16.41%)清水(8.73%)。相比于清水组,EDTA抑制了土壤中3种酶活性,柠檬酸、草酸可以改善脲酶和过氧化氢酶的活性,MGDA显著提高了3种酶的活性。结合Cd去除率和酶的影响分析,MGDA不仅能显著提高电动修复效率,且具备较低的土壤环境风险。