玉米光谱小波奇异熵的铜污染监测研究

不同浓度铜离子(Cu2+)胁迫梯度下的玉米叶片光谱存在细微差异,但传统的光谱相似性测度方法难以区分健康的与受污染的玉米叶片光谱间的变异信息.为此,本文结合小波变换和奇异熵理论,构建小波奇异熵(Wavelet Singular Entropy,WSE)方法用于Cu2+胁迫下的玉米污染程度分析与污染监测.通过设置不同浓度Cu2+胁迫梯度下的玉米盆栽实验,依据玉米叶片的光谱测量数据和所测定的叶片中Cu2+含量,并与绿峰高度(Green-peak Height,GH)和红谷吸收深度(Red-valley Depth,RD)光谱特征参数法污染监测应用结果进行对比分析,研究WSE方法的Cu2+污染监测效果.结果表明,WSE值与Cu2+胁迫梯度、玉米叶片中Cu2+含量呈显著正相关,WSE值大小能够较好地表征叶片光谱的污染信息奇异性及其污染程度.     

土壤中过量铜对水稻叶片光谱反射特性的影响

水稻移栽于添加不同量铜(分别为50、100、400ppm)的土壤上,叶片光谱反射特性发生规律性变化。在可见光部分反射率提高;在近红外部分反射率下降;在光谱反射率曲线的微分图上显示出蓝移。这些变化在分蘖期最为显著。从几个波段可以看出,正常的与铜毒害的水稻的光谱反射特性有较大差异。     

O_3胁迫对植物叶片光谱特征和叶绿素含量的影响

为了研究空气浓度臭氧(O_3)对木本植物生长的影响,该研究通过对亚热带常见木本植物的实地调查,探索自然状态下对O_3敏感的木本植物种类,利用便携式光谱仪测量叶片的光谱反射率,提取红边位置反射率,分析其受O_3伤害后叶片光谱特征的变化,并结合通用叶绿素-光谱反射率模型计算O_3伤害对叶绿素含量的影响。研究结果表明,亚热带地区有多种木本植物受到了O_3伤害,导致叶片光谱反射率在可见光波段450~680 nm处有明显增高,红边位置极显著地发生蓝移,叶绿素含量极显著降低,说明空气O_3浓度对植物生长已经造成了严重的影响。     

基于高光谱指数的水稻砷污染胁迫多重判别模型

水稻中过量砷(As)能够影响叶片中叶绿素含量、水分含量以及细胞内部结构,进而改变水稻在光谱上的特征表现.以表征叶绿素、水分含量、细胞结构的NDVI、NDWI、SIPI等9种高光谱指数和实测水稻叶片砷含量数据为基础,利用相关分析、主成分分析和独立变量分析方法,获得诊断指标对水稻砷污染胁迫进行多重光谱判别.结果表明,表征不同生理参数的高光谱指数PSNDa、fWBI、SIPI与水稻叶片砷含量高度相关,可作为砷污染单级光谱诊断参数;主成分因子F1、F2和独立变量因子ICA1、ICA2对水稻砷污染胁迫具有特殊反应,分别作为水稻砷污染胁迫的主成分诊断指标和独立分量诊断指标.综合上述3类诊断参数,构建水稻砷污染胁迫多重判别空间体系即光谱指数诊断空间(PSNDa-fWBI、PSNDa-SIPI、fWBI-SIPI)、主成分诊断空间(F1-F2)和独立变量诊断空间(ICA1-ICA2),从不同层面上综合诊断了实验区水稻砷污染胁迫情况,其中以表征叶绿素和细胞结构的光谱指数空间PSNDa-SIPI与主成分空间F1-F2诊断效果为最佳.     

铜胁迫下大薸对铜的吸收特征与生理响应

畜禽养殖废水中的Cu污染问题已经严重威胁到农业环境,限制了养殖废水的安全循环利用。该研究通过模拟试验分析不同浓度Cu²⁺胁迫下大薸的吸收特征,测定活性氧含量、抗氧化酶含量、膜脂氧化程度以及光合色素含量等生理生化指标后发现,7 d内大薸对Cu的最大去除率可达90.16%;4 mg/L处理中富集与转运系数最大,分别为187.34、0.166 5;抗氧化酶活方面,4 mg/L处理中SOD、CAT活性最强,8 mg/L处理中POD活性最大;丙二醛含量随Cu浓度升高呈先增后降再增的趋势,12 mg/L处理最高,为69.59 nmol/g;叶绿素含量在1 mg/L处理达最大值5.196 mg/g,后持续降低。研究表明,大薸在低浓度(≤4 mg/L)Cu污染水体中适应能力较强,修复效果较好。经7 d处理后,1 mg/L与2 mg/L试验组溶液中的Cu浓度在1 mg/L以下。大薸根系对Cu的蓄积减少了向叶片的转运,与较高的抗氧化酶响应水平对活性氧的清除一同维持了植株的生理功能,保证了对Cu的吸收。     

接种AM真菌对玉米生长的影响及叶片全氮含量的高光谱估测

为了快速、准确测定玉米叶片中的全氮含量,实现利用高光谱遥感技术对微生物修复作用下氮元素的监测,现设接种丛枝菌根(M)和不接种菌根的对照组(CK),分别测定2个处理下叶片理化参数和光谱反射率数据,研究接种AM真菌对玉米生长的影响并采用逐步回归分析法建模反演叶片全氮含量。结果表明:接种AM真菌可提高不同叶位的叶片全氮、全磷、全钾及叶绿素含量,同时显著提高玉米的生物量和叶片含水率;不同的处理组中全氮含量对不同特征参数的相关性显著情况相同,但相关系数有所差异;2个处理均使用逐步线性回归法,以筛选出的9个极显著相关的光谱特征参数为自变量,对玉米叶片氮含量建模。其中,CK中模型决定系数R²最高可达0.8361,M组中模型的决定系数最高可达0.893,可以较好地估测玉米叶片全氮含量。     

场地污染土壤调查及评估探讨

我们可以把土壤环境背景值分成多个部分,其中有自然背景,也有外源污染物。我们把土壤环境背景值和被调查的污染土壤环境背景值进行对比,就能够发现其中的异常值,这样也能够判断土壤环境的污染程度了。     

施氮对镉胁迫下鬼针草叶片光合效率的影响

为探究土壤氮营养状况对镉(Cd)污染土壤中超富集植物鬼针草叶片光合效率的影响,文章通过控制变量法添加相同质量分数的Cd溶液与不同浓度的氮素溶液进行温室土培实验。结果表明,与对照组相比,施加氮肥后鬼针草叶片的胞间CO₂浓度显著降低(P<0.05);叶绿素含量及气孔限制值显著升高(P<0.05);对水汽的气孔导度、对水汽的总导度及对CO₂的总导度在氮素含量施加80 mg/kg时显著升高(P<0.05);这些使鬼针草叶片的蒸腾速率、净光合速率、水分利用效率和光能利用效率显著增强(P<0.05),最终鬼针草叶片的光合效率提升(生物量的积累量增加),植物提取的Cd含量增加(P<0.05)。其中,当土壤中施加氮素含量为20 mg/kg时,鬼针草对土壤中Cd的提取量最高,为对照组的2.01倍。因此,土壤中添加氮素能通过提升超富集植物的光合效率,增强其对土壤中重金属的提取量。     

宝鸡市绿植叶片重金属空间分布及污染特征

绿化植物作为城市灰尘重金属污染物的重要承载体,在反映污染指标和生物富集方面有巨大潜力,对改善城市人居环境质量和城市园林规划具有重要意义.为定量描述宝鸡市城区10种优势绿植叶片重金属污染程度、空间分布及对灰尘的富集特征,采集并测定了宝鸡市区0、 1和3m高度上、 156个叶片样品中Pb、 Zn、 Cu、 Cr、 Ni、 Co、 Cd和As这8种元素的含量,并计算其生物富集系数(BCF)、污染负荷指数(PLI)与潜在生态风险指数(RI).结果表明,宝鸡城区绿植叶片中富集最多的元素是Cr、 As、 Ni、 Pb和Cd.沿阶草中Cr、 Ni和As含量最高,女贞叶片中的Cd、塔松叶片中的Pb、 Ni和As含量较高. BCF结果显示,三叶草、女贞和石楠对Cd有显著富集能力.在空间分布上,Cr、 As、 Ni、 Pb、 Cd和Zn元素含量均随高度增加而递减,其中Cr元素递减率达24%,千河工业园、任家湾火车站及市政府周围为含量峰值区,PLI在任家湾火车站、千河工业区出现中度污染,RI值在这两区域为中度生态风险等级,同时在高新大道沿线达到较强生态风险等级.在绿植叶片中,Cr和As的PLI值都>3...     

李氏禾耐铜胁迫的积累特征及生理响应

在重金属铜(Cu)的胁迫作用下,通过水培李氏禾(Leersia Hexandra Swartz)研究其对Cu的耐受积累能力及生理响应特征,为植物修复Cu污染土壤提供理论支撑。结果表明:在不同Cu处理浓度下,李氏禾茎和叶部分对Cu的最大积累量可达到841. 65 mg/kg;高浓度Cu胁迫作用下,李氏禾叶片中的叶绿素含量降低,丙二醛(MDA)含量显著增加,叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(CAT)、过氧化氢酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的酶活性呈先升后降的趋势。随着Cu处理浓度的增加,脂质过氧化作用加剧,生长细胞受到严重损伤,李氏禾生长受阻,生物量下降。李氏禾虽不是典型的Cu超富集植物,但却对高浓度的Cu污染水体有较好的富集效果,可作为Cu污染区域的潜在修复植物。     

贵州省旱地土壤Hg污染状况与玉米安全生产评估

贵州省是我国Hg产量和储量最大的省份,玉米是其第二大粮食作物,有必要摸清贵州省土壤Hg含量状况,并评估其玉米生产安全性.在玉米主产区采集了990组土壤-玉米样品和270个土壤单一样品,测定土壤pH、阳离子交换量(CEC)和有机质(SOM)含量,以及土壤和玉米中Hg含量.结果表明,贵州省旱地土壤pH在3.93～9.82之间,ω(SOM)几何均值为27.5 g·kg^-1,CEC几何均值为11.7 cmol·kg^-1;土壤ω(Hg)范围为0.005～686 mg·kg^-1,几何均值为0.632mg·kg^-1,样点超标率为7.22%;其中,铜仁市土壤Hg污染最突出,超标率达21.3%;就县级而言,黔东南苗族侗族自治州丹寨县、铜仁市万山区和碧江区土壤Hg点位超标率较高;基于《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762-2017),玉米籽粒Hg含量超标率为1.11%,超标点位主要分布于铜仁市万山区和安顺市西秀区等工矿业活动区周围.由结果可知,贵州省存在土壤Hg污染严重的情况,整体上玉米可实现安全种植,但...     

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.     

大气红外辐射超高光谱探测仪临边探测—污染气体的反演精度和光谱通道评估

利用RFM模式,模拟计算了在研仪器—大气红外辐射超高光谱探测仪的临边探测模式下大气污染气体体积混合比的权重函数.结合仪器的可探测亮温阈值（0.3 K）,利用权重函数线性化方法,计算并分析了6种大气状态下,气体混合比廓线在不同反演精度条件下可获得的光谱通道数随切点高度的变化,并给出了可用光谱通道在不同切点高度的位置.结果表明,随着相对反演精度的降低,可用光谱通道数量增加,除热带大气外,其它5种大气在10%臭氧反演精度和5%甲烷反演精度条件下有足够的通道,可用于反演4.6 km以上的混合比廓线.CO在15%反演精度条件下,6种大气均能获得反演6.9 km以上廓线的光谱通道.近地面切点高度反演比较困难,很难获得较高的反演精度.可用光谱通道位置与气体吸收线位置特别是峰值区域一致,也与气体模拟亮温高值区一致.     

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.     

荆州大气氟污染与植物叶片含氟量监测分析

本研究对荆州市区内的多种植物叶片含氟量进行了测定 ,同步测定了大气的氟污染状况 ,并进行了相关性分析。结果表明 ,荆州市部分区域存在一定程度氟污染 ,不同区域及不同植物叶片含氟量有明显的差异 ,叶片氟累积量与大气中氟含量呈显著的正相关。     

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.     

污染型建设项目环境影响评价技术评估要点分析

根据近几年我国颁布的环保方面的法律、法规、管理条例及环评技术导则的要求,简要介绍了污染型建设项目环境影响评价技术评估要点。     

Cd胁迫下菠菜叶片微观组织结构变化的测量和定量分析

该文介绍了OCT技术进行Cd胁迫下菠菜叶片微观组织结构变化的测量方法,提出了平均光强、反射能和均一性等3个定量分析新指标。通过研究平均光强、反射能和均一性3个指标随菠菜生长时间和土壤重金属含量的变化,获得了规律性较好的结果:(1)平均光强:上表皮栅栏组织/海绵组织下表皮;反射能:上表皮栅栏组织海绵组织下表皮;均一性:上表皮和下表皮较均一,而栅栏组织和海绵组织均一性差。(2)不同的组织层的定量指标具有不同的变化规律,但同一个层位的指标具有较好的规律性。(3)随菠菜生长时间的增加,各组织层的反射光平均光强增大。反射能呈现芽期和成熟期高,生长期较低的规律。(4)随土壤Cd浓度的增加,各组织层的平均光强、反射能和均一性均有一定程度的增大趋势,但不同组织层的具体变化情况有区别。以上规律性成果意味着,利用OCT技术进行重金属的生态效应评价具有现实可能性。     

污染类建设项目环境影响技术评估要点分析

为进一步提高环境影响报告书技术评估质量,规范评估报告内容,较好地服务于贵州省经济又好又快、更好更快发展,笔者就环境影响报告书涉及的部分内容提出来与大家共同探讨,以便更好地对环评报告书进行审查,为环境管理提供优质服务. 环境影响技术评估原则及依据 环境影响技术评估主要针对建设项目实施后可能造成的环境影响问题,对建设项目实施的环境可行性及环境影响评价文件进行技术评估,为环境保护行政主管部门的决策提供科学依据.为此,技术评估必须做到客观公正、合理可行、各项措施具有可操作性和环境的可控性.要以国家或地方现行的法律、法规、部门规章、技术规范和标准为依据,根据建设项目特点和所在区域环境特征,针对工程可能存在的环境影响,从影响因子、影响方式、影响范围、影响程度、环境保护措施等方面进行重点评估.     

太湖流域河流沉积物重金属分布及污染评估

为阐明经济发达地区河流表层沉积物重金属的污染特征,本研究分析了太湖流域典型水系94个样点沉积物中8种重金属(Zn、Cr、Ni、Cu、Pb、As、Cd和Hg)含量,评估了重金属的生态风险以及辨析了污染来源.结果表明,太湖流域河流表层沉积物中Zn、Cr、Ni、Cu、Pb、As、Cd和Hg的平均含量分别为163. 62、102. 46、45. 50、44. 71、37. 00、13. 34、0. 479和0. 109 mg·kg~(-1),均高于其对应的背景值(Hg除外).地累积指数评价中,Pb、Ni、Zn、Cu和Cd整体上处于低污染状态;在污染负荷指数评价中,Pb、Ni、Zn和Cu整体上处于中度污染状态,Cd、Cr、As处于低污染状态;在潜在生态风险评价中,Cd和Hg处于中等潜在生态风险,其余重金属均处于低潜在生态风险.多元统计分析表明,Pb主要来自于生活污水、农业废水排放;除受自然因素影响外,Cr、Ni和Zn还受到电镀及合金制造行业的影响; Cu和As主要来自于农药、工业废水; Cd主要来自于冶炼工业; Hg主要来源于化石燃料和石油产品的燃烧.