Cr~(6+)、Pb~(2+)和Ni~(2+)对莱茵衣藻的毒性效应研究

以莱茵衣藻为受试生物,利用快速叶绿素荧光诱导动力学分析和毒理测试方法,开展了3种典型重金属(Cr~(6+)、Pb~(2+)和Ni~(2+))对莱茵衣藻的单一毒性效应试验,分析不同种类和不同浓度的重金属对莱茵衣藻光合活性和抗氧化系统的影响。结果表明:不同浓度的3种重金属均能降低莱茵衣藻的叶绿素荧光产量和相应的光合参数(Fv/Fm、RC/CS_0、ET_0/TR_0和ET_0/ABS),抑制莱茵衣藻的光合活性,降低莱茵衣藻的SOD活性,并增加莱茵衣藻的MDA含量,对莱茵衣藻造成一定的氧化损伤,且随重金属浓度和处理时间的增加,对莱茵衣藻的抑制和损伤作用加剧;但莱茵衣藻对不同种类和不同浓度重金属的毒性效应响应程度存在一定的差异,Cr~(6+)胁迫在其低浓度和短时间内即对莱茵衣藻表现出显著的抑制效果,而Ni~(2+)胁迫随其浓度的增加对莱茵衣藻的ET_0/TR_0、ET_0/ABS参数和MDA含量的抑制效果不明显;参数Fv/Fm是对重金属毒性效应响应最敏感的毒性评价指标,结合其半数效应浓度(EC_(50))值得出3种重金属对莱茵衣藻的毒性效应强度排序为Cr~(6+)Pb~(2+)Ni~(2+)。该研究结果可为莱茵衣藻在重金属污染水体监测中的应用提供参考。     

羽毛重金属吸附/解吸附性能研究进展

作者结合多年羽毛重金属吸附材料研究经验,首先对比分析了天然材料的重金属吸附能力,然后综述了主要蛋白质材料对Cu2+的吸附能力,并从微观结构和组成角度分析了羽毛作为重金属吸附材料的特性。最后,文章综述了当前人们在羽毛重金属离子吸附特性、吸附机理和解吸附特性方面的研究进展,指出了现有研究存在的问题,为将羽毛产业化用做重金属吸附材料提供解决思路。     

蓝藻对重金属的生物吸附研究进展

生物吸附作为目前重金属废水处理中最有前途的方法之一,其吸附机理、吸附量影响因素、吸附模型、吸附工艺以及各种生物吸附剂的吸附特性等已被广泛研究。寻找对重金属具有特异性吸附与较强吸附能力的生物体是生物吸附领域的一个永恒课题。蓝藻是世界上分布最广的生物,本文较全面的介绍了蓝藻对重金属的吸附特性与基因工程在构建高吸附性能蓝藻方面的研究进展,并对生物吸附剂的开发应用前景作了展望。     

两株重金属抗性细菌对铅镉吸附特性的比较研究

针对目前重金属水污染现状,为探究微生物法修复重金属水污染机制,本试验以抗重金属革兰氏阴性菌Rhizobium sp.W33与革兰氏阳性菌Bacillus sp.H3为供试菌株,对不同重金属(Pb、Cd)浓度及pH条件下的菌株生长状况进行测定;比较不同状态细胞(Growing、Grown、Dead)的吸附能力;利用FTIR初步分析吸附相关官能团.结果表明:两株菌对Pb抗性较强,对Cd抗性相对较弱,最适生长pH均在6~7范围内;不同状态细胞的吸附能力大小为:GrownDeadGrowing;随着重金属浓度的升高,Rhizobium sp.W33与Bacillus sp.H3的吸附容量逐渐增大,且对铅镉的吸附主要以胞外吸附为主,对铅有一定的胞内积累能力;FTIR分析显示菌株吸附过程中主要是—OH、—NH、—CO、—CH2官能团在生物吸附过程中发挥作用.Rhizobium sp.W33与Bacillus sp.H3表面官能团特性及整体吸附能力存在明显差异.     

有机阴离子对螺旋蓝细菌富集重金属的影响研究

应用生物吸附的方法来处理重金属的污染显示出了非常好的特性.但是,有机阴离子可能影响细胞表面与吸附相关的基团的活性状态.从而改变吸附的效果.利用有机阴离子对钝顶螺旋藻吸附重金属Gd,Cu影响的研究结果表明:乙酸根和柠檬酸根在吸附Cu和Cd的过程中是作为解吸附剂发挥作用的.乙酸根对Cd的解吸附能力比对Cu的解吸附能力强:柠檬酸根刚好相反,对Cu的解吸附能力比对Cd的解吸附能力强.     

产朊假丝酵母生物吸附Cu2+影响因素及吸附机理的研究

选取产朊假丝酵母作为生物吸附材料,在确立Cu2 最佳吸附条件的基础上,通过细胞内pH值荧光探测剂测定酵母吸附重金属前后的pH值变化,以及运用phengreen细胞内外重金属荧光探测剂进行重金属分布定位,对酵母生物吸附的机理进行了初步的探讨.实验结果表明,最佳吸附条件为PH 4.49～5.04,[酵母]:[Cu2 ]为60:1;酵母细胞内pH值随吸附时间的增加而有所升高,并由酸性变为弱碱性,与此同时酵母死亡率也随吸附时间的增加而迅速增加;生物吸附主要集中在细胞壁的结合位点上,在细胞内部基本没有;生物吸附过程分为2个步骤,首先是一个快速过程,然后是一个慢速过程,但吸附中出现的慢速过程并不一定代表重金属由细胞外进入细胞内.     

沉积物粒度对重金属吸附的影响

本文报道了渭河沉积物对重金属的吸附特性.结果表明,渭河沉积物吸附重金属的粒度效应决定于不同粒度沉积物的物质构成和颗粒表面特性,该效应是由沉积物对重金属的吸附速率的差别来体现的.不同粒度所决定的颗粒比表面积的差异不是影响重金属吸附粒度效应的主要因素.     

改性木薯淀粉重金属螯合剂的合成及其应用

通过接枝反应和胺化反应制备胺化淀粉,即改性木薯淀粉螯合剂,考察了改性木薯淀粉重金属螯合剂对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的动力学吸附类型、Cu(Ⅱ)的等温吸附模型,并进行吸附机理探讨,最后研究螯合沉淀产物的酸碱溶出特性。结果表明:该吸附过程符合准二级反应动力学吸附,并且通过Langumir等温方程拟合,证实了该吸附行为是一个吸热过程。螯合沉淀产物在弱酸(pH>4)和碱性条件下保存稳定。通过对比实际配位比值符合理论值,螯合剂与Cu(Ⅱ)的配位比为4∶1,与Cr(VI)的配位数比为6∶1,结合元素能谱分析(EDS)发现改性木薯淀粉螯合剂与重金属离子的结合方式属于配位结合。     

污泥生物炭去除水中重金属的研究进展

重金属带来的环境风险日益严峻,利用污泥生物炭去除水中重金属污染方面的研究得到了广泛关注。结合当前国内外研究现状,归纳了不同条件下制备的污泥生物炭对水中重金属,如Cd、Pb、Cr、As等的吸附机理,污泥生物炭对大多数重金属的吸附满足物理吸附和化学吸附的多重作用,可通过增加生物炭表面有效基团及有效吸附位点提升吸附性能。同时,总结了影响吸附效率的各种因素,探究了污泥生物炭的再生问题,并对今后污泥生物炭去除水中重金属的研究方向做出了展望。     

美洲商陆生物炭对Zn、Pb、Cd和Cu的吸附特性分析

为探究美洲商陆生物炭对Zn、Pb、Cd和Cu的吸附特性,研究了溶液初始浓度和pH、吸附剂投加量、吸附温度、吸附时间等因素对其吸附效果的影响,并利用SEM、EDS以及XRD对生物炭进行表征。结果表明:该生物炭吸附重金属后其结构发生显著改变,且生物炭表面生成较多的金属化合物。4种重金属之间对该生物炭的吸附位点存在竞争关系,并且Pb、Cu具有更强的竞争力。大量H+的存在会抑制美洲商陆生物炭对Zn、Cd和Cu的吸附,但对Pb的吸附影响较小。在吸附剂投加量达到0. 2 g时,4种重金属均能得到充分的吸附,去除率接近100%。生物炭对Zn、Pb和Cd的吸附数据与Langmuir等温方程拟合的相关系数更大为0. 1651～0. 9657,但Cu的吸附数据与Freundlich等温方程拟合更好,相关系数为0. 4494～0. 9372。在吸附动力学方面,准二级动力学模型对4种重金属的吸附具有更好的拟合效果。美洲商陆生物炭对4种重金属均具有相对较强的吸附能力。     

菌根真菌重金属耐性机制研究进展

菌根真菌在自然界中广泛存在,能与大多数陆地植物形成共生体,菌根共生体系对于植物适应各种逆境胁迫具有重要意义.在重金属污染土壤中通常也能发现菌根真菌,某些菌根真菌对重金属表现出较强的耐受性,在污染土壤修复方面显示出应用潜力.本文从生境选择、生理适应、功能基因表达调控等层面综述了菌根真菌重金属耐性机制方面的最新研究进展,并对今后的研究方向进行了展望,旨在推进相关机制研究及菌根技术在重金属污染土壤修复中的应用.     

生物炭对土壤有效态重金属的作用机制进展

为了深入探究生物炭对土壤有效态重金属变化的影响,研究重点从生物炭的直接和间接作用两个方面对重金属有效态的影响机制进行了归纳概述。直接作用是指生物炭利用自身较大比表面积、疏松孔隙、丰富官能团和矿物质来吸附固定重金属,进而影响重金属形态转化的过程,包括物理吸附、静电吸引、官能团络合、离子交换、阳离子-π、化学沉淀等多种机理;间接作用是指生物炭通过改变土壤理化性质或者微生物群落多样性来影响有效态重金属含量变化的过程,以化学和微生物机制为主。最后提出结论与展望,以期为土壤重金属污染生物炭修复技术的潜在应用提供理论基础。     

水田土壤细菌群落对不同重金属污染水平的响应分析——以A县为例

重金属污染问题长期存在于土壤环境中,并对土壤细菌群落结构造成了较大影响,从而引起了广泛的研究.本文选取水田土壤为测试样本,通过高通量测序技术和土壤性质化验对样本进行处理,采用Spearman相关性分析等统计分析方法对不同重金属污染水平下的水田土壤细菌群落进行结构和多样性分析.结果显示,研究区内土壤样点的重金属污染水平可被划分为4个等级,其中,轻度重金属污染水平(LL)区域土壤细菌群落的多样性指数总体上显著低于其他区域,即轻度污染的环境将降低该区域的细菌群落多样性.Nitrospira和Candidatus_Solibacter等菌属在重度重金属污染水平(SL)区域中显示出较强的重金属耐受性.Proteobacteria、Firmicutes和Gemmatimonadetes等菌门在不同等级重金属污染水平区域中表现出一定的耐受性.此外,土壤含水量(SWC)、酸碱度(pH)、速效磷(AP)、有效钾(AK)、总氮(TN)、有机质(OM)、铜(Cu)、铅(Pb)、砷(As)和锌(Zn)等土壤环境因子与细菌群落结构存在显著相关性(p0.05).因此,应该尽快开发利用这些具有重金属耐性和生物修复功能的微生物,为粮食作物的健康生长提供适宜的土壤环境.     

植物促生菌在重金属生物修复中的作用机制及应用

重金属污染是导致生态和环境退化的主要因素之一.土壤重金属污染会降低土壤质量、农作物产量和品质,甚至威胁人类健康.因此,优化土壤重金属污染治理措施,对于农业高产优质可持续具有重要意义.诸多国内外学者在重金属污染植物修复方面开展了大量研究,但由于受土壤和气候环境条件的影响,其修复效率受到制约.微生物与植物的协同修复被认为是环境胁迫条件下提高重金属污染修复效率的一种有效手段.耐重金属的植物促生细菌（PGPB）不仅可以促进植物生长,提高对生物胁迫（如病原菌）和非生物胁迫（如干旱、高盐、极端温度和重金属等）的抗性,还可以改变土壤中重金属的生物利用度和毒性,从而提高植物对重金属的修复效率.系统地梳理了耐重金属的PGPB在促进植物生长,增强植物抗逆性和影响重金属生物利用度方面的作用机制,并进一步综述了近年来国内外关于PGPB在生态修复中的应用和研究进展.     

南四湖南阳湖区河口与湖心沉积物重金属形态对比研究

湖泊河口区与湖心区沉积条件不同,沉积物重金属等内源污染物的分布亦可能存在较大区别.为比较河口区与湖心区沉积物重金属赋存形态的空间差异,利用柱状沉积物采样器在南四湖南阳湖区湖心和河口分别获取原位柱状沉积物,在比较分析沉积物孔隙度、有机质、粒度及典型重金属(Cu、Pb、Cd、Cr、Hg)各形态垂向分布特征的基础上,对其相关性进行分析,并对表层(0~4 cm)沉积物重金属污染程度及潜在生态风险进行评价.结果表明,除Cd外,河口区沉积物Cu、Pb、Cr、Hg含量较湖心区高,泗河为南阳湖区重金属污染物的来源之一,沉积物重金属各形态含量在垂向分布上规律性不明显,且均主要以残渣晶格结合态存在,5种重金属元素中,Hg残渣晶格结合态所占比重最小(约30%),具有较高的迁移性,存在相对较大的生态风险.地积累指数法和潜在生态危害指数法研究结果表明,河口区与湖心区表层沉积物均受Hg及Cd的污染较重,Pb、Cu、Cr污染较轻,潜在生态危害指数法所得污染级别较地积累指数法高.相关性分析表明,沉积物Cu、Pb、Cd、Cr、Hg总量、可交换态、有机物及硫化物结合态、残渣晶格结合态含量与沉积物孔隙度、有机质相关系数多为正值,同粒度相关系数多为负值,同碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态的相关系数各异,无明显规律.     

重金属离子与依诺沙星相互作用的荧光光谱法研究

荧光分析法是利用物质的荧光性质对物质进行分析的方法,文章应用荧光法研究了不同温度下重金属离子Cu2+、Pb2+及Mn2+与喹诺酮类药物依诺沙星(ENX)的相互作用。结果表明:Cu2+、Pb2+及Mn2+对ENX内源荧光的猝灭机制属于形成复合物所引起的静态猝灭,利用Stern-Volmer关系式计算了ENX与重金属离子Cu2+、Pb2+及Mn2+之间的猝灭常数KSV及结合位点数,根据热力学参数(自由能变ΔG、焓变ΔH、熵变ΔS)确定了ENX与重金属离子之间的主要作用力类型为静电作用力。该研究为探讨环境中重金属离子与ENX的作用机理和环境效应提供了理论依据。     

New approach to studies of heavy metal redistribution in soil

The bioavailability and mobility of heavy metals in soils is dependent upon redistribution processes between solution and solid phases and among solid-phase components. This paper reviews the definitions and applications of two newly developed parameters, the redistribution index and the reduced partitioning parameter, in quantifying redistribution processes of heavy metals in contaminated soils. The redistribution index depicts the removal/attainment of metal-contaminated soils from/to the fractional distribution pattern characteristic of non-amended soils, while the reduced partitioning parameter quantifies the relative binding intensity of heavy metals in soils. Over time, metal salt-spiked and sludge-amended soils approached the fractional distribution pattern of non-amended soils. The rates of redistribution of metals and their binding intensity in soils were affected by the metal species, loading levels and soil properties. Metals in contaminated soils at low loading levels approach the fractional distribution pattern of non-amended soil more rapidly than those at high loading levels. The sequence order of approach by metals to the fractional distribution pattern of non-amended soil was: Cd>Cu>Ni=Zn>Cr. In both non-amended and contaminated soils, Cr had the highest binding intensity, Cd the lowest, and Cu, Ni and Zn, intermediate values. In addition to our own data, primarily on metal salt-spiked soils, these two indices are also used to evaluate redistribution processes of heavy metals in sewage sludge-amended soils from other published reports.     

重金属超富集植物研究进展

利用重金属超富集植物的吸收,积累环境中的污染物,是近年来发展起来的一种可清除土壤重金属污粢的植物修复技术。本文主要综述砷、镉、镍等几种具有代表性的重金属超富集植物,探讨了超富集植物的富集机理和特征,重点讨论了近年来重金属超富集植物的发展现状和今后的发展趋势。     

大气中重金属污染现状及来源研究

总结了近年来的研究成果,通过文献调研对中国大气中重金属污染现状、大气中重金属来源和重金属在环境中的迁移转化途径进行综述,提出为缓解重金属污染的高发态势,保护人群健康,应建立完善的环境污染防治体系,强化大气污染源颗粒物控制来减少重金属在大气环境中的暴露浓度,切断重金属在环境中的污染途径以减少大气传输和沉降,降低由大气-土壤-动植物-人体的重金属暴露健康风险.     

农田土壤重金属污染风险评价模型与方法研究

土壤重金属污染是当今重要的世界性环境问题之一,尤其近年来不断出现的农产品重金属超标问题与农田土壤重金属污染程度密切相关。因此,选择合理的模型和方法对农田土壤中重金属污染状况进行评价,这对于环境和健康问题显得尤为重要。本文综述了国内外常用于农田土壤重金属评价的传统指数模型和以指数模型为基础而延伸出来的一些评价方法,介绍了基于GIS技术、土壤重金属形态分析以及以农产品质量安全为基础的评价模型,分析了主要评价模型和方法的优缺点,提出了农田土壤重金属污染评价研究的方向。