重金属对土壤—植物系统中氮的转化与NO3-淋失影响的研究

本项研究采用“微宇宙”方法,在实验室植物生长箱可控条件下,进行动态模拟实验。实验选择了七种重金属,按照土壤阳离子代换量计算出三种不同等级的土壤重金属剂量,研究它们对京津渤地区典型土壤(碳酸盐草甸土)中氮的转化与NO_3~-淋失影响。实验结果表明:七种重金属对该类土壤中氮的转化与NO_3~-淋失量有明显影响,但其表现的程度和特征有很大差异。其作用强度的次序为:Hg~(2 )>>Cd~(2 )>>Ni~(2 )>>Zn~(2 )>Pb~(2 )>Cu~(2 )>Cr~(3 )。各重金属作用的持续时间不同:Hg~(2 )、Cd~(2 )达7—11周以上,而其余重金属在4—7周。实验结论:本地区碳酸盐土壤虽然对重金属有较大的容量,但从土壤—植物系统污染生态学角度,仍可选择NO_3~-作为一项反映重金属对土壤生态毒性的早期诊断指标。     

污泥飞灰中重金属不同浸出方法比较及综合毒性评价

通过高精度气流分级机对污泥飞灰进行粒径分级:1μm、1~2.5μm、2.5~10μm、10~50μm、50μm.采用HJT299-2007-硫酸硝酸法,HJ557-2009-水平振荡法,美国EPA的毒性浸出方法 TCLP,欧盟危险废物鉴别浸出标准(EN12457-3)对不同粒径飞灰中重金属浸出毒性进行对比研究,根据浸出结果建立了一种重金属浸出综合毒性的评价方法.结果表明,飞灰中的重金属含量及浸出量随飞灰粒径的增加而降低,其中重金属Zn和Cu在TCLP浸出方法中的1μm粒径段的浸出含量最高,分别为107.34 mg·kg~(-1)和318 mg·kg~(-1).TCLP法和硫酸硝酸法的重金属浸出量远高于欧盟(EN12457-3)和水平振荡法.根据比较重金属总体污染毒性指数OPTI值的大小,发现10μm的飞灰的OPTI值远大于10μm的飞灰的OPTI值,说明粒径小于10μm的飞灰更具有毒性,危害性更大.     

超临界水气化处理对脱水污泥中重金属环境风险的影响

为探究超临界水气化前后脱水污泥中重金属的变化及生态风险,从重金属(Ni、Cu、Zn、Pb、Cr)的含量、化学形态分布及浸出毒性等多方面出发,利用地层累积指数(Igeo)、潜在生态风险指数(RI)和风险评估指数法(RAC)对江苏地区10种不同种脱水污泥超临界水气化前后重金属的环境生态风险进行综合评价.结果表明:不同污水厂脱水污泥经超临界水气化处理后,绝大部分污泥中重金属浸出毒性和生物可利用组分重金属含量明显降低,即处理后重金属的直接环境风险大大降低.不同重金属含量的脱水污泥经超临界水气化处理后,重金属环境污染程度及潜在生态风险程度显著降低,环境风险值被降至相对安全水平,对环境表现出低风险或无风险.p H值在一定程度上影响处理后污泥中重金属的环境风险.超临界处理时,污泥的p H呈现酸性时会引起反应釜腐蚀,从而导致固相残渣中Ni、Cr的生物可利用组分含量增加,当p H呈现碱性时则更利于重金属以稳定形态富集到固相产物中.     

植物毒性评价终点的生物配体模型比较研究

生物配体模型(BLM)是一个理论的、潜在的机理方法,用来评估金属离子在水体及土壤体系的生物有效性。BLM概念中,毒性与生物配体位点被占据的比例有直接关系,而被占据的比例又受溶液组成成分的影响。该研究综述了当前水培体系以及土壤溶液体系中不同植物品种的BLM概况,通过对其特征性常数及毒性阈值的比较发现,重金属离子的毒性与条件结合常数(logK)呈显著正相关,即金属毒性越强,logK值越大。不同重金属元素对植物的毒性强弱总体符合以下规律,即Cu、Ag、Cd、Cr(Ⅲ)CoNiZn。不同植物测试终点对重金属毒性的敏感程度大致为:莴苣根长西红柿茎叶≥大麦根长、小麦根长葡萄根长豌豆根长。水培体系中影响金属毒性的主要竞争离子为H、Mg、Ca、K,且竞争能力呈依次递减的顺序。除自由金属离子形态之外,其他碱性复合形态离子如MCO_3~(x+)、MOH~(x+)、MHCO_3~(x+)同样具有生物有效性/毒性,然而毒性贡献的归属是根据金属元素的不同与体系pH的不同而变化。真实的土壤溶液相对于水培体系的BLM更加复杂,导致陆地系统的生物配体模型(t-BLM)研究存在很多不确定性。总之,BLM的研究和发展为重金属元素在水体及土壤体系的风险评价提供了切实可依的重要手段。     

基于三角模糊数和重金属化学形态的土壤重金属污染综合评价模型

将三角模糊数理论引入环境评价领域,构建了量化表征不同重金属自身生物毒性及同一重金属不同化学存在形态生物毒性的土壤重金属生物毒性双权重评价体系,并结合地累积指数评价模型,建立了土壤重金属污染综合评价模型.最后,采用该综合评价模型评价了寺庄顶典型污灌区的土壤重金属污染状况.评价结果表明,寺庄顶典型污灌区土壤中5种重金属的综合污染评价值差异较大,各重金属的综合污染程度排序为:Cd＞Ni＞Cu＞Zn＞Cr,Cd、Ni、Cu应成为今后该地区土壤污染治理的主要控制因子.与确定性模型评价结果的对比分析表明,综合评价模型较好地弥补了确定性评价的不足,并能更全面、真实地综合表征评价区域土壤重金属富集污染和潜在生物毒性风险信息,为科学决策提供了理论基础.     

水杨酸在植物缓解重金属镉胁迫中的作用

重金属污染是全球都面临的重大环境问题。重金属镉(Cd)是威胁有机体最大的重金属之一,它不仅影响植物正常的生长发育过程,还会通过植物的吸收与累积威胁人类及动物的生命健康。因此,缓解重金属Cd对植物的毒害是植物及环境污染研究领域的一项重要课题。水杨酸(SA)是植物体内普遍存在的一种小分子酚类物质。当植物受到生物或非生物胁迫时,SA可以作为一种信号分子参与植物特异性反应的表达过程,提高植物的抵抗能力。SA对植物Cd胁迫的缓解作用已得以广泛研究,文章就内源SA、外源SA对Cd毒性的缓解作用,内在缓解机理方面的研究进展进行综述,并提出了该领域研究出现的问题及未来的研究方向。     

不同形态P对Cu、Zn、Cd联合生物毒性效应的影响

运用水潘趋光行为的抑制试验研究了水体中不同磷形态和重金属(Cu、Zn、Cd)共同存在时的联合生物毒性效应.结果表明,水体中重金属的生物毒性不仅取决于它们的种类和浓度,也与溶液中共存的P形态有关.重金属对水溞的生物毒性由强至弱依次为Cu2 ＞Zn2 ＞Cd2 ;当溶液中存在不同形态的P时,重金属的生物毒性发生了改变.中等P营养水平(TP为0.05mg·L-1)时,不同形态P的存在可显著降低Cu、Zn、Cd的生物毒性,在某种程度上减轻重金属对生物的伤害.不同形态P对重金属生物毒性的拮抗作用顺序为H2PO-4≈HPO24-＞PO34-.因此,重金属污染与富营养化双重胁迫水体的生物毒性,将可能因水体中P形态的不同而产生差异.     

甲胺磷、乙草胺和铜单一与复合污染对黑土环境安全的胁迫研究

以黑土为环境介质,通过急性毒性试验法研究了东北黑土区普遍存在的2种农用化学品甲胺磷和乙草胺与重金属Cu对赤子爱胜蚓(Eiseniafoetida)的单一与复合毒性效应.单一毒性试验结果表明,3者对蚯蚓均有毒性,顺序为甲胺磷>乙草胺>Cu.复合毒性实验结果表明,2种有机农药与重金属Cu复合毒性效应十分复杂,与不同的浓度组合及染毒历时有关,一般随时间的延长,毒性加剧.2种有机农药通过不同途径毒害蚯蚓,复合毒性效应表现为协同作用.可见,3者对土壤生态系统环境安全性和土壤健康质量存在潜在危害,同时这几种污染物的共存进一步加大了潜在危害性,且复合毒性效应与各组浓度组合及污染暴露时间密切相关.     

城市道路沉积物中重金属生态风险的优化评价

城市道路沉积物中的重金属在降水径流的冲刷下会对受纳水体产生生态风险. 基于重金属的总量、毒性、形态,分别采用单因子污染指数法(P_i)、生态风险指数法(RI)和风险编码评价法(RAC)对青岛市崂山区11条主干道沉积物中4种重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)的污染状况和生态风险进行评价,评价结果差异较大,建立新的模糊综合评价体系对这3种评价方法进行优化. 结果表明:①道路沉积物中的Cu、Zn、Pb、Cd均存在累积现象,4种重金属的主要来源为交通活动、大气沉降以及路面标识用漆. 重金属各形态分布不均匀,Cu以可氧化态为主,Zn以弱酸提取态为主,Pb以残渣态为主,Cd以生物可利用态(弱酸提取态、可还原态、可氧化态)为主. ②P_i评价结果显示,Cu、Zn、Pb、Cd的P_i值分别为3.80、27.61、1.21、8.33,Zn和Cd表现为重度污染水平,Cu和Pb分别表现为中度和轻微污染水平;RI综合评价结果为高风险,其中Cd属于高风险,其他3种重金属为低风险;RAC评价结果为Zn(40.44%)> Pb(28.24%)>Cd(25.37%)>Cu(3.80%),Zn表现为高生态风险,Pb和Cd表现为中等生态风险,Cu表现为低生态风险. 导致3种评价结果不同的原因是评价方法分别侧重重金属的总量、毒性或形态. ③建立了模糊综合评价体系,设置了新的综合评价标准,优化评价结果表现为Cd(87.4)>Zn(72.04)>Pb(53.96)>Cu(53.56). 这表明重金属的毒性对其生态风险的影响要大于重金属的总量和形态,总量也会一定程度上影响评价结果. 研究显示,在实际工作中,当各种评价方法所得结果存在分歧时,模糊综合评价体系有利于更准确地了解重金属污染状况和生态风险.      

金属化合物对发光菌的毒性效应及不同发光菌的敏感度差异研究

利用发光菌毒性测试技术,研究了5种重金属化合物HgCl2、Pb(NO3)2、Cd(NO3)2、K2Cr2O7、NaAsO2对3种常见发光菌种——青海弧菌Q67、明亮发光杆菌502、费氏弧菌的毒性效应差异.同时,对发光抑制率和金属化合物浓度进行线性回归分析后计算了EC50值(半数效应浓度值),并对比了不同菌种对各金属化合物的敏感度差异及特点.结果表明,5种重金属对青海弧菌Q67的毒性大小顺序为HgCl2Cd(NO3)2NaAsO2Pb(NO3)2K2 Cr2 O7;对明亮发光杆菌502的毒性大小顺序为:HgCl2NaAsO2Pb(NO3)2Cd(NO3)2K2 Cr2 O7;对费氏弧菌的毒性大小顺序为:HgCl2Pb(NO3)2Cd(NO3)2NaAsO2K2Cr2O7.研究结果对利用发光菌毒性测试技术测定不同废水污染时菌种的选择具有指导作用,在未知污染物的情况下应选用几种菌种同时检测,这样可以保证检测结果的可靠性.     

重金属对鱼类污染的研究进展

综合阐述了国内外在重金属对鱼类污染研究方面的最新进展，总结了重金属在天然水体、室内试验水体、养殖水体中及环境条件改变后在鱼体内的积累和重金属对鱼类的毒性及毒性机制等方面的研究现状和趋势。     

透水铺装类型对径流重金属去除效能的影响机制

研究了不同类型透水铺装系统对径流重金属的去除效能和机制.在实验室搭建了3种典型透水铺装系统(陶瓷透水砖、透水沥青和透水混凝土),研究了其对5种常见径流重金属(Cu、Zn、Cd、Mn、Ni)的去除效能和机制,并分析了不同降雨重现期(2,3,5年)对透水铺装系统去除径流重金属的影响.结果 表明:3种透水铺装系统对5种径流重...     

松花江表层沉积物有毒重金属污染的潜在生物毒性风险评价

采用地累积指数模型(Igeo)及一致性沉积物质量基准(CBSQGs)对第二松花江、松花江干流以及4条代表性支流12个断面表层沉积物Hg、Cd、Cr、As和Pb 5种有毒重金属的污染特征及其潜在生物毒性风险进行深入探讨.研究结果表明:1松花江表层沉积物中5种重金属含量平均值由大到小顺序为CrPbAsCdHg;除Hg外,其余4种重金属均表现为一定的富集现象,但富集系数不超过1.2;2地累积指数表明松花江表层沉积物中5种有毒重金属污染较轻,基本属于无污染或无污染-轻污染状态,只有Cr和As在10号断面达到了轻污染程度;3重金属之间Pearson相关系数表明Cr和As(0.896)、Cr和Pb(0.708)呈极显著相关,As和Pb呈显著相关(0.639),揭示Cr、As和Pb极可能具有相似的来源;4各断面毒性单位和∑TUs1.8,不同重金属毒性效应顺序为CrCdPbAsHg.     

环境监测

X830.2200603138不同浸出毒性鉴别方法对垃圾焚烧飞灰浸出毒性鉴别的适宜性/席北斗…(中国环科院固体废物污染控制技术研究所)∥环境科学研究/中国环科院.-2005,18(增刊).-17~22环图X-6以典型垃圾焚烧飞灰作为研究对象,考察中国、日本和美国的3种浸出毒性鉴别试验方法对飞灰浸出毒性鉴别的适宜性,研究了pH和液固比对飞灰中重金属浸出毒性的影响。结果表明:飞灰中重金属的浸出主要受pH影响,在强酸(pH<2)和强碱(pH>12)条件下的浸出质量浓度高,而在中性(pH为9~11)条件下浸出质量浓度低。随着浸取剂与飞灰的液固比的增加,重金属的浸出量逐渐…     

废弃线路板重金属浸出毒性方法的比较研究

使用4种毒性浸出方法［中国的GB 5086.1-1997,GB 5086.2-1997,美国的1311 (TCLP)、 1312 (SPLP)］综合评价废弃线路板的重金属浸出毒性,并依此选择一种适合评价废弃线路板重金属生态危害的方法.结果表明,这4种方法中,使用TCLP方法浸出液的重金属 (Cu、Pb、Ni、Mn、Zn和Fe) 浓度均超过其他3种方法,且浸出液中Pb的浓度超过相应的标准数倍,因此废弃线路板属于危险废弃物;而使用我国现有的浸出实验方法,浸出液的重金属浸出量低,实验条件与实际的环境条件相差大,对危险废物的控制不利,而使用TCLP方法可以较好地评价废弃线路板重金属浸出毒性;浸出液中这6种重金属浓度随着浸出液的初始 pH 值降低和废弃线路板粉末粒径的减小而增大.     

3种重金属对蛋白核小球藻的联合毒性及机理

重金属污染日益严重,对人类具有潜在威胁。该文以绿藻蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)为受试生物,3种典型重金属污染物镉(Cd)、铜(Cu)和铬(Cr)为研究对象,采用均匀设计射线法设计重金属三元混合物体系(Cd-Cu-Cr),应用时间毒性微板分析法系统考察3种重金属对蛋白核小球藻的单一毒性及联合毒性,并通过分析绿藻中叶绿素和蛋白质含量探讨3种重金属及其混合物的可能的毒性作用机理。结果表明:3种重金属对蛋白核小球藻的毒性均随着暴露时间的延长逐渐增强,呈现明显的时间依赖性;重金属处理后的蛋白核小球藻中叶绿素含量随暴露时间的延长不断减少,如在24～72 h时,Cd处理的蛋白核小球藻中的叶绿素减少率增长较快,后趋于稳定,而Cr和Cu处理后的绿藻在整个暴露时间内叶绿素减少率均增加;Cd和Cr处理后绿藻的蛋白质含量减少率随着暴露时间的延长快速增加,而Cu处理后的绿藻中蛋白质减少率在24～72 h趋于平缓,之后减少率迅速增加;5条混合物射线的毒性均为加和作用,即组分间没有发生明显的毒性相互作用;三元混合物在低浓度时对蛋白核小球藻具有促进生长作用,在高浓度时抑制其生长,即Hormesis现象;三元混合体系处理后的绿藻中叶绿素及蛋白质的含量与单一Cu处理后的变化规律相似,这表明混合物的毒性机制受单一组分的影响。     

6种重金属的发光菌毒性效应及其海洋生物物种敏感度分析

以明亮发光杆菌(Photobacteriumphosphoreum)为受试生物,采用微孔板毒性测试法,测定6种重金属化合物的发光抑制毒性并对毒性数据进行非线性拟合和预测,结果表明ZnSO47H2O、K2Cr2O7、HgCl2、CdCl22.5H2O和Pb(NO3)25种重金属化合物的毒性作用关系均可以用Weibull模型有效描述,CuSO45H2O的毒性作用关系可用Logistic模型有效描述。几种重金属的毒性顺序为K2Cr2O7 CuSO45H2O CdCl2 Pb(NO3)2 ZnSO47H2O HgCl2。明亮发光杆菌对6种重金属离子的EC50值分布在由其它海洋生物毒性效应值拟合的物种敏感度分布模型范围内。与海洋鱼类、蚤类、贝类和虾蟹类相比,明亮发光杆菌对Cu2+的毒性灵敏度较差,但是对Cd2+、Pb2+、Hg2+、Zn2+、Cr6+5种重金属离子的毒性灵敏度较高,多数海洋生物对6种重金属的毒性响应顺序与明亮发光杆菌一致,说明发光菌毒性测试法对于海洋环境重金属污染的生态毒理效应具有重要预测价值。     

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。     

疏浚对梅粱湾表层沉积物重金属赋存形态及其生物毒性的影响

选择太湖梅梁湾未疏浚、疏浚后1周和疏浚后半年的表层沉积物为研究对象,测定其中重金属的含量及其不同赋存形态所占比例,开展沉积物间隙水中重金属毒性试验,据此探讨疏浚对沉积物中重金属含量及其赋存形态所占比例和生物毒性的影响. 结果表明:太湖梅梁湾调查区未疏浚沉积物重金属含量明显高于疏浚区,重金属的生物毒性占沉积物综合毒性的25%～35%. 疏浚后1周沉积物重金属含量急剧降低32%～51%,但对重金属生物毒性影响较大的吸附态及碳酸盐结合态重金属比例由未疏浚时的未检出或含量极低增加到40%～83%,生物毒性相应增加17%～38%;疏浚后半年,沉积物中重金属的总量略有回升,吸附态及碳酸盐结合态重金属比例下降,生物毒性下降并低于未疏浚时水平.      

几种重金属对皱纹盘鲍血细活性氧产生的影响

体外条件下利用化学发光法定量地研究了不同种类和不同浓度的重金属:Cr、Cd、Hg、Pb、C和Zn对皱纹盘鲍血细胞吞噬时活性氧产生的影响。结果表明,不同种类和不同浓度的重金属浸泡急性处理皱纹盘鲍血细胞都不同程度地抑制了血细胞吞噬时的化学发光,表明重金属能够抑制皱纹盘鲍血细胞吞噬活动中的活性氧(ROS)的产生,而且这种抑制作用随着重金属浓度的增加而加强。不同的重金属抑制强度不同,从强到弱以次为Hg>Cd>Cu>Pb>Cr>Zn。研究表明六种重金属中,Hg对皱纹盘鲍血细胞的免疫毒性最大。