溴代阻燃剂在土壤中的迁移转化研究进展

BFRs（溴代阻燃剂）是一种重要的持久性有机污染物,各种传统和新型的BFRs（PBDEs、TBBPA、DBDPE、BTBPE等）在全球环境中被广泛检出,其持久性、生物蓄积性以及对环境和人类健康的潜在毒性引起了人们的极大关注.在归纳和总结国内外关于BFRs在土壤中的迁移转化行为规律研究动态的基础上,重点讨论了吸附/解吸、光降解的机理和影响因素以及厌氧、好氧微生物降解和植物代谢的特点和降解途径.结果表明:吸附/解吸是BFRs在土壤中迁移转化的关键过程,土壤有机质含量和pH是影响其在土壤中迁移的主要影响因素.光解、微生物降解是BFRs在土壤中的主要转化途径,光解是表层土壤中BFRs的主要转化过程,逐步脱溴产生低溴化产物,溴化程度、土壤有机质和矿物质会直接影响其光解速率;厌氧脱溴和好氧微生物降解是BFRs在深层土壤中的主要降解过程,溴化程度与微生物降解密切相关.土壤中BFRs被植物吸收的过程中可能被代谢为低溴化产物,在食物链中积累,危害人体健康.尽管多年来在BFRs方面的研究取得了进展,但对这类污染物的环境行为和归趋的全面了解仍然很难,随着越来越多的新型BFRs被作为传统BFRs的替代品推向市场,建议对这些新兴替代化学品在土壤介质中的迁移转化过程,特别是生物降解进行更多的调查.      

兽用抗生素在土壤中运移规律研究进展

抗生素作为抑菌剂或杀菌剂用于治疗动物疾病,或以亚治疗剂的形式添加在动物的饲料中,用来促进动物生长或预防动物疾病。但是很大一部分抗生素不能被机体完全吸收,最终以母体或者代谢产物形式直接排放到环境中。随着土壤、水体污染及抗性基因的出现,抗生素的环境问题引起了广泛关注。文章在总结兽用抗生素在土壤中残留的基础上,对抗生素在土壤中的运移规律研究进行综述,重点阐述抗生素在土壤中吸附与迁移过程机理,及溶质运移模型在抗生素迁移规律研究中的应用,并对今后的研究进行了展望。     

14C-氯氰菊酯农药在“微宇”环境中的迁移、归宿

本文在“微宇”环境中研究~(14)C-氯氰菊酯在玉米-土壤-土壤动物相间的质量平衡、吸收、结合残留、迁移和转化规律。实验结果表明,植物通过根部从土壤中吸收少量氯氰菊酯,并通过叶脉输导,但向上输导能力差,无内吸作用。它在土壤中性质较稳定,被动、植物吸收的药剂,在植物体内主要转化为结合态;在动物中则主要为代谢作用。它在土壤中以酯链断裂为主要降解路线,其次为4′-位置上羟化,再经土壤甲基化作用生成4′-甲氧基代谢物。     

土壤-水稻系统镉迁移富集影响因素研究进展

重金属镉（Cd）经过土壤-水稻系统富集,通过食物链进入人体,威胁人体健康。Cd在土壤-水稻系统中迁移转化规律越来越受到人们的关注。而土壤和水稻本身的差异及气候环境的不同是影响Cd在土壤-水稻系统中迁移、转化和积累的重要原因。因此在修复稻田Cd污染的土壤和降低稻米Cd含量时,需综合考虑这些因素。文章从外在环境因素和内在因素2个方面综述了土壤主要性质（质地、类型、p H、有机质、水分）、气候环境（温度、光照、雨水）、不同重金属间互作以及水稻类型（常规/杂交稻、籼/粳稻、早/中/晚稻）和不同器官、生育期对水稻吸收和积累Cd的影响,并提出稻米Cd污染防治提供相应的治理措施。其次,对该领域的研究方向进行了展望,为Cd污染稻田实现农业安全生产和Cd污染土壤修复提供理论依据。     

施加生物炭对植物营养元素的迁移转化和植物有效性的影响研究

土壤中营养元素的含量和迁移转化影响植物的生长状态,充分利用土壤中营养元素对保障粮食安全、控制面源污染具有重要意义.生物炭施入土壤,将直接或间接影响土壤中营养元素的迁移转化和植物有效性.评述了生物炭对土壤理化性质、植物营养元素迁移转化和植物有效性的影响,对国内外研究状况进行阐述和总结,旨在丰富生物炭促进植物营养元素的吸收理论,为生物炭的农业应用提供参考依据.     

灭菌和非灭菌土壤中高氯酸盐污染对水稻幼苗的影响

采用温室盆栽试验,研究灭菌与非灭菌土壤条件下2个品种水稻(GN和IR)幼苗对ClO₄-(高氯酸盐)污染的响应. 结果表明:无ClO₄-污染时,土壤灭菌可促进2个品种水稻的株高、根长和生物量的增长,但有ClO₄-污染时,灭菌处理反而显著抑制水稻生长;当施入ρ(ClO₄-)为0.1 mg/L时,土壤灭菌降低了水稻对ClO₄-的吸收积累,非灭菌组GN和IR分别有69.70%和88.55%的ClO₄-迁移到植物体内,而灭菌组则分别有21.55%和13.98%的ClO₄-迁移到植物体内;ρ(ClO₄-)为50.0 mg/L时,土壤灭菌反而增加了水稻对ClO₄-的吸收积累,灭菌组GN和IR叶片中的w(ClO₄-)分别是非灭菌组的3.67和5.88倍,但无论土壤是否灭菌,迁移到植物体内的ClO₄-所占比例均小于2%;灭菌组93%以上的ClO₄-残留在土壤中,而非灭菌组则有98%以上的ClO₄-转化成为其他物质. 土壤灭菌、ρ(ClO₄-)为50 mg/L处理能够显著降低土壤脲酶和过氧化氢酶的活性.      

巢湖流域典型环境介质溶解有机质光谱特征及其环境指示意义

溶解有机质（DOM）广泛存在于流域范围内不同环境介质中,并能发生迁移转化.以巢湖流域典型环境（农田土壤、浮游藻类、水生植物和沉积物） DOM样品为研究对象,利用紫外-可见光光谱和三维荧光光谱技术揭示不同环境DOM样品的组成特征,探究流域范围内不同环境介质间DOM可能迁移、转化过程及其环境行为与生态效应.结果表明,巢湖流域典型环境样品单位质量可溶性有机碳（DOC）含量均值从大到小的顺序为：浮游藻类（26701.59 mg·kg^-1）>水生植物（9331.00 mg·kg^-1）>土壤（204.93 mg·kg^-1）≈沉积物（141.13 mg·kg^-1）.与DOC含量类似,280 nm处吸光系数（a₂₈₀值）和总荧光强度均表现为：浮游藻类>水生植物>土壤≈沉积物,且沉积物和土壤DOM样品的重均分子量、芳香性、腐殖化程度均与水生植物和浮游藻类DOM样品具有显著性差异.在此基础上,本文提出了流域层面不同环境介质之间DOM的迁移转化概念模型,结果显示,流域范围内不同环境介质间DOM的迁移转化改变了其组成特征,进而导致生态效应发生改变.上述研究结果为流域环境质量提升和生态效应调控提供了一种新思路.     

水生植物对农田排水沟渠中氮、磷的截留效应

为有效阻控农田土壤流失氮、磷通过沟渠进入水体,通过动态模拟实验研究对比不同排水沟渠对农田流失氮、磷的截留作用,同时通过静态模拟实验重点探讨了水生植物对氮、磷在水－沉积物－水生植物这一微观系统中的截留机理.结果表明:沟渠中的水生植物茭白和菖蒲对氮、磷的截留和转化有明显的促进作用;水生植物的存在可以加速氮、磷界面交换和传递,从而使上覆水中氮、磷含量快速减少;沉积物间隙水中氮、磷含量的变化受界面交换、沉积物吸附、微生物转化及植物吸收等各方面因素影响,水生植物调整并加强氮、磷的各种转化,植物的存在使得间隙水中氨氮及磷酸盐含量降低并呈现规律变化.      

杂交水稻对Cd的吸收与籽粒积累:土壤和品种的交互影响

土壤-作物-食物是人类摄取Cd的主要途径,而水稻是籽粒Cd积累最强的粮食作物.选择2种杂交水稻(普通杂交稻“汕优63”和超级稻“Ⅱ优明86”)与乌栅土和红沙泥田2种水稻土为材料,采用添加Cd(2.5 mg/kg)和不添加Cd处理进行盆栽试验,研究了水稻在成熟期对土壤中Cd的吸收及籽粒积累特点.结果表明,杂交水稻对Cd的吸收及籽粒积累依土壤、品种及两者的交互作用而变化.杂交稻对土壤中原有Cd的吸收与积累,基因型影响高于土壤类型的影响,但对外源Cd的吸收与籽粒积累,土壤类型的影响强于品种基因型,而土壤与品种间的正交互作用(Cd吸收强的超级稻种植于土壤Cd化学有效性高的红沙泥田)可使水稻籽粒Cd积累成倍提高.说明在未污染条件下,杂交稻对Cd的吸收与籽粒积累主要受品种的吸收能力控制,而在污染条件下,土壤化学性质对Cd有效性的影响成为土壤-水稻系统Cd迁移的主要控制因素.本实验显示,在酸性土壤或污染条件下,超级稻对Cd的吸收与籽粒积累十分强烈,就地消费人群的籽粒Cd暴露风险水平达到数倍于临界摄入剂量水平.加Cd处理下,汕优63中Cd滞留于根部,而Ⅱ优明86有较强的将Cd向上运输的能力,Ⅱ优明86籽粒Cd积累的不利效应远远超过其产量的增加效应.因此,在高产水稻育种中必须考虑水稻对Cd吸收的基因型差异与籽粒Cd的暴露风险,推广高产杂交水稻根据其Cd的吸收特性考虑土壤-品种的合理布局.     

一株呋喃丹降解菌(CDS-1)的分离和性状研究

从活性污泥中 ,分离到一株能降解呋喃丹的细菌CDS 1,14h内对 10 0mg·L-1的呋喃丹的降解率达 10 0 % .依据其形态和生理生化特征 ,将该菌初步鉴定为鞘氨醇单胞菌属 (Sphingomonassp) .CDS 1降解适宜pH为 6 0～ 7 0 ,适宜温度是 30℃ .降解过程中受外界营养物的影响小 .通过气质联机对细菌降解呋喃丹的代谢产物进行检测 ,发现呋喃丹的降解产物为呋喃酚 ,同时还检测到红色化合物 2 ,4 二叔丁基苯醌的存在 .     

呋喃丹在模拟水稻-鱼和水稻-萍-鱼生态系统中行为归趋的比较研究

用~(14)C标记法研究呋喃丹在水稻-鱼和水稻-萍-鱼两种模拟生态系统中的分布、消失和残留行为。结果表明,由于萍的引入,使在水稻-萍-鱼系统中,田表水中的残留较低,而鱼体中残留较高。结合态残留物是土壤、鱼和植株体中呋喃丹的主要残留形态。     

二甲四氯胺盐除草剂在稻田环境中的残留及消解动态

在湖南长沙、浙江杭州和贵州贵阳采用田间试验方法,研究了除草剂二甲四氯胺盐在水稻及稻田环境中的残留及消解动态。稻田水、土壤、植株用二氯甲烷和酸溶液混合提取,稻米采用甲醇和水混合提取,经HPLC测定。结果表明,二甲四氯胺盐在稻田水、土壤、鲜植株、糙米样品中的添加回收率均大于80%。在稻田水中二甲四氯胺盐的半衰期为5.75~6.76 d,土壤中二甲四氯胺盐半衰期为6.67~7.38 d,在水稻鲜植株中二甲四氯胺盐半衰期为5.50~6.68 d,降解较快。收获的水稻糙米中二甲四氯胺盐的残留量均未检出。二甲四氯胺盐在糙米中最高残留限量(MRL值)推荐值为0.1 mg/kg。建议75%二甲四氯胺盐水剂的使用剂量为600 g/hm2,施药1次,在正常收获期收获水稻是安全的。     

Tracing the behaviour of hexachlorobenzene in a paddy soil-rice system over a growth season

Hexachlorobenzene (HCB), a persistent organic pollutant (POP), has been found in paddy soils. To improve the understanding of HCB contamination in paddy soils, a laboratory simulative study was carried out to investigate the behavior of HCB in a paddy soil and rice plants. This study was divided into three experiments. First, an experiment aimed to examine the evaporation of HCB in paddy soil. In the second experiment, rice was planted in 10 mg/kg HCB contaminated soil and after pot culture at 3, 6, 9, and 27 weeks (at maturity), both soil and plant samplings were scheduled to be sampled. The soil samples comprised rhizosphere soil, nonrhizosphere soil, and unplanted contaminated soil, whereas plant samples included shoots, roots, and rice grains (dehusked). Lastly, in this part, HCB in xylem saps was designed to be examined. The results showed that (1) the HCB translocation from paddy soil to rice by vaporization; (2) the HCB concentration in rice grains was surprisingly high; (3) the observed HCB decrease in rice rhizosphere offers a potential means for in situ HCB degradation; (4) HCB might not be transported along transpiration in rice.     

水稻根际土壤中汞的微生物循环过程

甲基汞(MeHg)是一种具有神经毒性的环境污染物。稻田土壤中在微生物作用下由无机汞转化产生的甲基汞,经水稻根系吸收后最终会富集于稻米中,由此造成人体的甲基汞暴露风险。水稻根际土壤在此过程中可能扮演着至关重要的作用。受水稻根系分泌的有机碳及氧气等的影响,根际土壤被视为稻田环境中的特殊生境,其间的微生物群落结构与丰度以及若干关键元素的循环过程与非根际土壤相比存在巨大差异。这一特殊生境会对无机汞(IHg)以及甲基汞在稻田环境中的命运产生重要影响。本文首先简要综述了稻田土壤环境中甲基汞产生与降解的微生物学过程研究进展,并进一步着重分析了水稻根际土壤中Fe、S、C、N和P等关键元素对汞的微生物循环过程的影响。深刻认识这些过程,有助于研究者准确评估汞污染区稻田土壤甲基汞的产生及向水稻体内的转移效率,这对未来选择适当的农业手段降低人体甲基汞暴露风险具有重要意义。文章最后提出了若干值得探索的研究方向,期望能为相关研究提供新思考。     

秸秆及生物炭添加对猪粪沼渣施肥水稻重金属积累的影响

秸秆还田在重金属污染稻田中被广泛应用并日益推广,其对土壤中重金属生物有效性和水稻重金属吸收积累产生的影响不容忽视.本研究选用因连续10年以上施用生猪沼渣沼液而导致重金属超标的水稻土,通过盆栽试验研究了不同的秸秆还田方式(直接还田或生物炭还田)与用量(0、1%、2%、4%和8%)对水稻重金属吸收积累的影响.结果表明,长期施用沼渣沼液可导致土壤重金属富集,其中,铜(Cu)、锌(Zn)和镉(Cd)含量高于国家土壤环境质量二级标准;秸秆或生物炭添加提高了水稻根或茎叶中重金属的截留,降低了籽粒中的积累;秸秆还田对于水稻Cu的吸收积累控制效果显著,添加1%、2%、4%和8%的秸秆分别使糙米中的Cu含量降低了35%、51%、64%和71%;生物炭添加对于控制水稻Cd的吸收积累效果显著,1%、2%、4%和8%生物炭添加量分别使水稻Cd的积累降低了21%、33%、36%和35%.对于Zn的吸收积累,两种还田方式均具有显著的控制效果;但在As污染稻田,秸秆直接还田应慎重,因为秸秆添加可显著提高糙米中As的积累.通过对比不同的秸秆还田量对控制糙米中重金属积累的效果,同时考虑该区域重金属的污染状况和还田成本,推荐在该施肥区域实施2%的秸秆直接还田.该研究将为水稻安全生产与农业废弃物循环利用提供理论与实践指导.     

灭多威在水稻上的残留检测及降解动态研究

利用气相色谱-火焰光度法(GC-FPD)研究了灭多威在水稻田田水、土壤、水稻植株和水稻糙米中的残留及降解动态. 当灭多威的添加量为0.045～0.450 mg/kg时,其在水稻糙米、植株、土壤和田水中的平均回收率分别为82.8%～91.0%,84.4%～98.1%,83.7%～90.3%和85.9%～86.9%,变异系数分别为5.2%～8.1%,6.8%～9.0%,3.7%～7.7%和6.4%～8.3%. 测定了灭多威在湖南长沙、湖北罗田、江西樟树和浙江杭州4个水稻主产区的水稻植株、土壤及田水中的降解动态. 结果表明,灭多威在湖南长沙、湖北罗田、江西樟树和浙江杭州的水稻植株上的降解半衰期分别为16.08,4.47,15.93和22.87 h,在湖南长沙、湖北罗田和江西樟树水稻田田水中的降解半衰期分别为6.74,3.88和28.06 h. 灭多威在浙江杭州水稻田田水中未被检出,其在4个研究区稻田土壤中也未被检出. 按照推荐剂量的倍量施药,在施药14 d后,灭多威在水稻糙米中的残留量均低于日本肯定列表制度规定的在稻米上的最大残留允许量(0.5 mg/kg).      

杂交稻和常规稻对复合污染稻田土壤砷镉提取效果差异研究

为实现对稻田土壤砷(As)、镉(Cd)污染的同步移除,利用根箱试验,选取代表性杂交稻(HR)和常规稻(CR)品种作为修复材料进行提取. 为了评估种植HR和CR对土壤As、Cd的提取效果,以未种植水稻土壤作为对照(CK),利用孔隙水采集器在其全生育期内采集并监测土壤水溶态As、Cd浓度的变化;分别在水稻分蘖期、成熟期采用梯度扩散薄膜技术(diffusive gradients in thin-films,DGT)原位实时测定根际土壤剖面有效态As、Cd浓度;收获时利用分级提取法分析土壤As、Cd赋存形态及总量变化,并分析植株各部位的As、Cd累积量. 结果表明:水稻生长能够有效消耗土壤中生物有效态As、Cd,且HR较CR表现出更高效的As、Cd同步富集能力. 水稻成熟期,种植HR的土壤中DGT-As(扩散梯度薄膜提取态As)浓度较种植CR和CK处理分别下降69%和71%,DGT-Cd(扩散梯度薄膜提取态Cd)浓度分别降低35%和58%;HR和CR收获后土壤总As含量分别减少8%和1%,总Cd含量分别减少31%和14%;HR对土壤As、Cd的单株去除量分别为CR的1.2和4.5倍;每年种植两季HR对土壤As、Cd的移除率分别为CR的1.2和4.3倍. 研究显示,种植HR对As、Cd具有更高效的提取能力,可优先作为修复材料对稻田土壤生物有效态As、Cd进行专性提取减量,为As、Cd复合污染稻田土壤清洁提供了一条有益路径;但还需结合水分优化管理、施加促溶剂等方式形成修复链,进一步提高修复效率,缩短修复年限.      

Metabolism of carbaryl and carbofuran in soil planted to rice

In greenhouse experiments carbaryl and carbofuran disappeared more rapidly from a soil planted to rice than from an unplanted soil under both flooded and non-flooded (60% water-holding capacity) conditions. The rate of degradation was little affected by the moisture regime. The degradation of both carbamate insecticides proceeded essentially by hydrolysis. Further degradation of the hydrolysis products, 1-naphthol from carbaryl and 2,3-dihydro-2,2-dimethylbenzofuran-7-ol from carbofuran was slow in both planted and unplanted systems. A significant portion (20–38%) of the ring ¹⁴C in carbaryl and carbofuran accumulated in the soil as the respective hydrolysis products + soil-bound residues. Evolution of ¹⁴CO₂ from the ¹⁴C (from both side chain and ring labels) in carbaryl and carbofuran was negligible even in soil planted to rice.     

Response of CH4 emission of paddy fields to land management practices at a microcosmic cultivation scale in China

The terrestrial ecosystem may be either a source or a sink of CH4 in rice paddies, depending, to a great extent, on the change of ecosystem types and land use patterns. CH4 emission fluxes from paddy fields under 4 cultivation patterns (conventional plain culture of rice(T1), no-tillage and ridge culture of rice(T2), no-tillage and ridge culture of rice and wheat (T3), and rice-wheat rotation(T4)) were measured with the closed chamber technique in 1996 and 1998 in Chongqing, China. The results showed that differences existed in CH4 emission from paddy fields under these land management practices. In 1996 and 1998, CH4 emission was 71.48% and 78.82% (T2), 65.93% and 57.18% (T3), and 61.53% and 34.22% (T4) of that in T1 during the rice growing season. During the non-rice growing season, CH4 emission from rice fields was 76.23% in T2 and 38.69% in T]. The accumulated annual CH, emission in T2, T3 and T4 in 1996 decreased by 33.53%, 63.30% and 65.?3%, respectively, as compared with that in TI. In 1998. the accumulated annual CH4 emission in T], T2, T3 and T4 was 116.96g/m^2, 68.44g/m^2, 19.70g/ms and 11.80g/m^2, respectively. Changes in soil physical and chemical properties, in thermal and moisture conditions in the soil and in rice plant growth induced by different land use patterns were the dominant causes for the difference in CH4 emission observed. The relative contribution of various influencing factors to CH, emission from paddy fields differed significantly under different land use patterns. However, the general trend was that chlorophyll content in rice leaves, air temperature and temperature at the 5 cm soil layer play a major role in CH4 emission from paddy fields and the effects of illumination, relative humidity and water layer depth in the paddy field and CH4 concentration in the crop canopy were relatively non-significant. Such conservative land use patterns as no-tillage and ridge culture of rice with or without rotation with wheat are thought to be beneficial to reducing CH4 emission from paddy fields and are, therefore, recommended as a significant solution to the problems of global(climatic) change.