污灌区稻田汞污染特征及健康风险评价

选择天津北排污河灌区作为研究区域,调查了土壤和水稻总汞和甲基汞的含量及分布特征,评估污灌区稻米食用汞暴露风险,并对污灌区土壤-稻米甲基汞的影响因素进行了初步分析.结果表明,1.调查的29个污灌区稻田,土壤总汞含量为(367.04 ± 129.36) μg/kg,显著高于区域土壤Hg背景值73 μg/kg,甲基汞含量为(0.87 ± 0.77) μg/kg;水稻各部位总汞含量依次为稻叶 > 稻根 > 稻茎 > 稻米,稻米总汞含量为(12.80 ± 5.14) μg/kg,甲基汞含量依次为稻米 > 稻根 > 稻茎 > 稻叶,稻米对甲基汞具有很强的富集能力,甲基汞含量为(2.09 ± 1.20) μg/kg,甲基化率均值超过10%.污灌区稻米总汞每周摄入量为0.068~1.25μg/(kg·bw),甲基汞每周摄入量为0.0095~0.49μg/(kg·bw),污灌区稻米总汞及甲基汞暴露对居民健康风险总体仍在安全阈值内,但个别汞污染较严重地块甲基汞暴露风险值得高度关注.土壤甲基汞含量仅与土壤总汞含量及黏粒含量的相关性达到显著性水平,稻米甲基汞含量与土壤总汞含量、土壤甲基汞含量、稻米总汞含量及黏粒含量的相关性达到显著性水平.     

污灌区镉污染麦田安全利用技术的工程应用

为探索工程改良、植物修复、钝化修复、拮抗修复、钝化-拮抗修复技术在污灌区镉(Cd)污染麦田安全利用工程中的应用效果,研究了上述5类技术在河南省某典型污灌区应用后小麦籽粒Cd含量、土壤Cd含量和小麦Cd富集程度。结果表明：拮抗-钝化单一或复合修复可通过影响小麦籽粒Cd的富集和土壤Cd含量来降低小麦受重金属Cd的污染,如施用适量磷基+铁基矿物复合材料可降低38%小麦籽粒Cd含量,施用适量磷基矿物材料B小麦籽粒Cd含量可降低27%～48%,2种处理修复效果显著;其他技术虽有一定修复效果,但并不显著。小麦Cd富集系数(PUF_Cd)可作为评价污灌区Cd污染麦田安全利用工程中技术应用效果的参考指标之一。     

生物炭和锌对土壤镉赋存形态及小麦镉积累的影响

为探讨生物炭单独施用及其联合锌施用对镉污染土壤安全利用的可行性,采用污灌区镉污染土壤种植小麦盆栽试验,结合小麦生长参数、抗氧化酶活性、相关基因表达,研究单独施用0、1.0%、1.5%和2.0%小麦秸秆生物炭以及与锌混施(在上述4个处理组土壤中施加30 mg/kg七水合硫酸锌)对镉胁迫下土壤镉形态特征和小麦镉积累特征的影响. 结果表明:①施用生物炭可促使土壤可交换态、碳酸盐结合态向稳定性强的有机结合态和残渣态转化,且随着生物炭施用量的增加,转化比例显著增加,但锌施用对土壤镉形态没有显著影响. ②土壤施加1%~2%生物炭能够显著降低小麦籽粒镉含量29%~57%,且施用2%生物炭可将籽粒镉含量降至0.1 mg/kg以下,土壤同时施用生物炭和锌可在单施生物炭基础上降低籽粒镉含量21%~39%,具有协同效应. ③施用生物炭和锌均可促进植物生长,提高小麦产量,并通过调节小麦丙二醛(MDA)和抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性提升小麦根系细胞抗氧化能力,以及调节镉转运基因(TaNramp5、TaLCT1、TaHMA3和TaHMA2)的表达,降低小麦根系从土壤吸收镉以及向地上部分转运,从而减少小麦对镉的吸收和积累. 研究显示,向土壤添加生物炭和锌对污灌区小麦的安全生产具有参考和指导意义.      

典型污灌区土壤中Cd的形态、有效性及其影响因子

采集了北京、山东、天津、河北及辽宁5个典型污灌区土壤,外源添加1.20mg/kg 的Cd,经过30d老化后,研究了不同污灌区土壤中小麦Cd的吸收、转运系数,同时利用离子色谱及WHAM6.0模型对污灌区土壤溶液性质及自由Cd²⁺形态等进行了测定.结果表明,不同污灌区土壤中,小麦根、茎叶对Cd的富集系数（BCF）与植株体内Cd的根-茎叶转运系数（TF）有显著差异;二种不同Cd敏感性小麦茎叶对土壤Cd的富集系数为0.064~0.465,最大相差626.5%,不同污灌区土壤Cd的富集系数大小表现为辽宁棕壤最大,山东棕壤最小;植株根-茎叶Cd转运系数（TF）表现为河北褐土>辽宁棕壤~北京潮土>天津潮土>山东棕壤.不同污灌区土壤中,自由Cd²⁺形态含量与Cd植物有效性呈显著正相关;植株根、茎叶中Cd含量与土壤中自由Cd离子含量的负对数[p（Cd²⁺）]呈显著（P<0.001）的负相关关系,方程分别为：y=-3.3106x+17.681（R²=0.929）;y=-0.3389x+1.7743（R²=0.916）.外源添加1.20mg/kg Cd土壤中,溶液自由Cd²⁺形态的变化值[△p（Cd²⁺）]与pH值、EC含量呈正相关,而与溶液中Cl^-、Na⁺、Ca²⁺含量呈负相关.由此可以推断,由污灌引起的土壤中Cl^-、Na⁺、Ca²⁺等离子含量的增加将导致土壤中Cd环境风险增大.     

河北省典型污灌区农田镉污染特征及环境风险评价

以河北省石家庄市典型历史污灌区农田为研究对象,对污灌区内土壤和小麦、玉米植株内Cd的含量进行分析,评价污灌区农田Cd污染程度、潜在生态风险和潜在健康风险.结果表明,上游污灌区和中下游污灌区土壤表层Cd含量分别为ND～3.88、0.10～2.30 mg·kg~(-1),明显高于清灌区(0.13～0.23 mg·kg~(-1))及河北土壤背景值(0.094 mg·kg~(-1)),超农用地土壤污染风险筛选值(0.3 mg·kg~(-1))点位分别达42.9%和35.2%;小麦和玉米籽粒平均Cd含量均未超标,小麦籽粒富集浓度高于玉米,污灌区小麦和玉米籽粒已出现明显累积现象.潜在生态风险表明上游污灌区和中下游污灌区表层土壤基本处于轻度～中度风险,部分区域生态风险较高～极高.健康风险评价结果表明Cd通过皮肤、呼吸、经口摄入暴露途径对人体健康造成的风险在可接受范围内.研究结果为污灌区农田土壤的安全利用和管理决策依据,并为开展农田土壤修复工程提供科学参考.     

鄱阳湖康山和湖口水域鱼、贝类体内有机氯农药残留现状

为了解鄱阳湖生物体内有机氯农药的残留和富集状况,分析了康山水域的2种鱼类和1种贝类以及湖口水域的3种鱼类和3种贝类体内的六六六(BHCs)、滴滴涕(DDTs)和六氯苯(HCB)的质量分数. 结果表明:康山水域鱼、贝类体内w(BHCs)为0.04～1.53 μg/kg(平均值为0.282 μg/kg),w(DDTs)为0.09～5.38 μg/kg(平均值为1.856 μg/kg),w(HCB)为0.075～0.55 μg/kg(平均值为0.210 μg/kg);湖口水域鱼、贝类体内w(BHCs)为nd～0.43 μg/kg(平均值为0.168 μg/kg),w(DDTs)为0.56～18.76 μg/kg(平均值为4.172 μg/kg),w(HCB)为0.15～1.28 μg/kg(平均值为0.723 μg/kg). DDTs和HCB的检出率和质量分数显著高于BHCs,其中p,p′-DDE和α-BHC分别为DDTs和BHCs的优势组分. 所检测样品的残留水平均未超过我国农业部、美国食品与药品管理局(FDA)和联合国粮农组织(FAO)颁布的标准.      

湖南东部地区稻田土壤中有机氯农药残留及分布

2006年3月,在湖南省东部7个地区的城市近郊和工业区附近稻田中多点采集土壤样品,参照EPA8081A标准方法对样品进行处理和分析,以研究20种有机氯农药残留及分布状况.结果表明:稻田土壤中残留的有机氯农药主要为六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)类,共占有机氯农药残留总量的84.6%,2种污染物残留量均低于《食用农产品产地土壤环境质量指标》(HJ332-2006)限值,其中,w(HCHs)为1.7～25.3 μg/kg,平均值为18.2 μg/kg;w(DDTs)为10.5～40.4 μg/kg,平均值为23.8 μg/kg.残留水平较高的是β-HCH,DDT和DDE,w(β-HCH),w(DDT)和w(DDE)的平均值分别为12.9,11.4和9.8 μg/kg;其他13种农药也不同程度地被检出.同国内外其他地区同类农田土壤相比,该残留量处于中等水平,表明湖南东部地区稻田土壤中六六六和DDT的残留具有一定的生态风险.      

稻-麦轮作模式下不同钝化材料对镉污染农田土壤的原位钝化效应

为明确大田条件下施用钝化材料对镉(Cd)污染农田土壤的原位钝化效应及其持续性,以秸秆生物炭、 YH粉、粉煤灰、海泡石和页岩粉(粒径均<0.2 mm,施用量均为2.25kg·m^-2)这5种钝化材料为研究对象,连续监测3 a稻-麦轮作模式下原位钝化处理对土壤养分、土壤酸碱度、土壤Cd污染状况和种植作物籽粒Cd含量的影响,探讨其钝化效应及持续性,为有效控制农田土壤Cd污染、保证作物安全生产提供理论依据和数据支撑.结果表明：(1)稻-麦轮作模式下,施用5种钝化材料对土壤养分含量影响较小,但均可提高土壤pH,促使土壤Cd由酸提取态向残渣态转化,降低土壤Cd有效性,其中秸秆生物炭与YH粉处理下当季土壤有效Cd含量的降幅最大(20.42%～22.53%),是其它钝化处理的1.07～1.84倍.(2)稻-麦轮作模式下,首年施用5种钝化材料后均显著降低了水稻和小麦籽粒Cd含量,降幅分别达19.88%～48.77%和5.06%～24.00%.施用秸秆生物炭、粉煤灰和YH粉后作物籽粒Cd含量显著低于对照和其它钝化材料,该处理条件下的水稻籽粒ω(Cd)(0.195、0.197和0....     

淡水养殖鱼体中氯霉素的安全性研究

以淡水养殖鱼塘中的鱼类为研究对象,采用碱化乙酸乙酯超声提取样品中的氯霉素(CAP),用C₁₈ SPE固相萃取净化,液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)法进行分析,研究了同一鱼塘4种鱼类鱼肉样品及福寿鱼不同器官或组织对氯霉素的蓄积能力,初步评价其安全性.结果表明:同一淡水养殖鱼塘中4种鱼肉样品w(CAP)分别是福寿鱼(0.40 μg/kg)>青鱼(0.22 μg/kg)>鲢鱼(0.15 μg/kg)>鲮鱼(0.13 μg/kg),其中福寿鱼w(CAP)超过欧盟和美国FAD规定的检出限(0.3 μg/kg),而青鱼、鲢鱼和鲮鱼符合该检测标准,可安全食用;福寿鱼不同器官或组织的w(CAP)从高到低依次是鱼鳃1.07 μg/kg,鱼头0.79 μg/kg,鱼肠0.67 μg/kg,鱼鳞0.52 μg/kg,鱼肉0.40 μg/kg,鱼骨0.13 μg/kg,只有鱼骨中的w(CAP)符合欧盟和美国FAD规定的安全标准.      

土地利用方式对洱海流域坝区土壤氮 磷 有机质含量的影响

为了解洱海流域土地利用对土壤养分的影响,调查研究了土地利用方式、种植模式,并研究了其对洱海流域坝区土壤w(TN)、w(TP)、w(OM)(OM为有机质)、w(olsen-P)(olsen-P为速效磷)和w(NO₃--N)的影响.结果表明:①流域坝区土壤中w(OM)、w(TN)较高,平均值为52.16和2.76 g/kg;w(olsen-P)较低,平均值为6.55 mg/kg.②对比农田、林地、裸地、园地4种土地利用方式,土壤中w(TN)、w(OM)、w(TP)、w(olsen-P)均呈农田>园地、林地>裸地的变化趋势.③种植模式对农田土壤养分影响有差异,水稻-大蒜模式下土壤的养分含量总体较高,w(TN)、w(OM)平均值分别为4.21、74.22 g/kg,是玉米-蚕豆模式的1.98、1.96倍;蔬菜模式土壤中w(NO₃--N)高达103.3 mg/kg,是水稻-蚕豆模式的37.29倍.④流域坝区农田土壤养分具有空间变异性,海东地区土壤中w(TP)和w(olsen-P)较高,分别为1.23 g/kg和11.48 mg/kg,是凤仪地区的2.16和2.15倍;上关-邓川地区w(TN)较高,为4.28 g/kg,是海东地区的1.63倍;w(OM)空间差异不明显(P>0.05).研究显示,流域坝区土壤氮、磷流失总量分别为686、241 t,主要贡献来自农田.      

海河流域不同植物砣含量、地域分异及其输入、输出量研究

海河流域是我国农业发展的一个重要基地,由于不合理开发利用,造成某些地区土壤出现贫瘠化、盐渍化和沙漠化,土壤缺磷也很明显.为了寻找植物对磷的需求特点以及海河流域土壤磷分布规律,可以从植物指示的角度研究不同地区不同植物磷含量特征及其差异,研究植物每年从土壤中输出和输入的磷总量,从而寻找农业生态系统磷循环规律并科学指导施肥.     

柳树对Cd吸收、积累和耐性的初步研究

柳树以其特有的生物学特性,对环境Cd污染具有一定的吸收蓄积能力.对2个杂交柳无性系进行了水培试验,周期为34 d.结果表明:随着溶液中ρ(Cd)的增大和处理时间的延长,叶片中的Cd含量增加.在溶液中ρ(Cd)为0～20 mg/L时,2个无性系叶片中的Cd含量在处理后15 d前增加速度慢,15 d后增加速度快,叶片中Cd含量受溶液中不同ρ(Cd)的影响其无性系表现亦不同.不同器官中的Cd含量表现为根＞叶片＞茎,1号无性系根系中Cd含量小于3号无性系,茎和叶片中Cd含量大于3号无性系.在溶液中ρ(Cd)为0～20 mg/L时,2个无性系各器官的Cd吸收量均表现为根＞叶片＞茎,1号无性系各器官的Cd吸收量大于3号无性系.在溶液中ρ(Cd)为5 mg/L时,Cd大部分留在根系中;随着ρ(Cd)的增大,地上部分迁移量增加.在溶液中ρ(Cd)小于20 mg/L时,Cd胁迫对柳树生长无显著抑制作用.      

镉对长江华溪蟹金属硫蛋白mRNA表达的诱导及低分子量壳聚糖的联合作用

采用实时荧光定量PCR法,研究了不同浓度镉（Cd2＋）对长江华溪蟹（Sinopotamon yangtsekiense）金属硫蛋白（metallothionein,简称MT）在肝胰腺、鳃、肌肉和心脏中mRNA表达的诱导作用及低分子量壳聚糖（lowmolecular weight chitosan,简称LMWC）的联合作...     

肠杆菌FM-1强化积雪草修复镉污染土壤机理

分析了肠杆菌FM-1的耐镉性及促生特性，并研究了肠杆菌FM-1对矿山型和非矿山型积雪草镉富集及根际土壤pH值的影响.结果表明，肠杆菌FM-1对镉有较强的耐受性，其分泌的吲哚乙酸含量，铁载体A/A_r值和溶磷能力分别达到（72.85±0.62）mg/L，0.21±0.01和（143.33±2.13）mg/L，表明肠杆菌FM-1具有良好的促生能力.将肠杆菌FM-1接种于采自广西柳州泗顶铅锌矿周边4种类型的土壤中，均不同程度提高了矿山型和非矿山型积雪草对镉的富集.其中，下游区土壤接种肠杆菌FM-1后，矿山型积雪草茎和叶中镉含量分别增加了87.90%~161.84%和21.85%~76.42%，非矿山型叶片中的镉含量增加了5.84%~35.20%.研究表明肠杆菌FM-1促进了积雪草对镉的富集.同时，肠杆菌FM-1的添加在一定程度上影响了积雪草根际土壤的pH值，显著降低了下游区矿山型积雪草根际土壤中的pH值.     

Evaluation of phytoextracting cadmium and lead by sunflower, ricinus, alfalfa and mustard in hydroponic culture

Soil contaminated with heavy metals cadmium(Cd)and lead(Pb)is hard to be remediated.Phytoremediation may be a feasible method to remove toxic metals from soil,but there are few suitable plants which can hyperaccumulate metals.In this study,Cd and Pb accumulation by four plants including sunflower(Helianthus annuus L.),mustard(Brassica juncea L.),alfalfa(Medicago sativa L.), ricinus(Ricinus communis L.)in hydroponic cultures was compared.Results showed that these plants could phytocxtract heavy metals, the ability of accumulation differed with species,concentrations and categories of heavy metals.Values of BCF(bioconcentration factor)and TF(translocation factor)indicated that four species had dissimilar abilities of phytoextraction and transportation of heavy metals.Changes on the biomass of plants,pH and Eh at different treatments revealed that these four plants had distinct responses to Cd and Pb in cultures.Measurements should be taken to improve the phytoremediation of sites contaminated with heavy metals,such as pH and Eh regulations,and so forth.     

金鱼(Carassius auratus)对颗粒态镉的鳃吸收

采用水相平衡态镉浓度不变（0.01mg/L),增加水铝矿颗粒吸附态镉暴露的实验方法，研究了金鱼(Carassius auratus)对颗粒态镉的鳃吸收，结果表明，鳃中镉含量均随态镉暴露浓度增加，且镉／铝含量比明显高于水相，从而证实了颗粒态镉的鲁鳃吸收有效性，金鱼鳃吸收态镉的主要过程是：随水流流经鳃表面的颗粒态匐会着在鳃表粘液上，在鳃部微环境下，吸附的镉发生解吸而被鳃部细胞吸收，颗粒物及未被吸收的镉在鳃丝表面短暂停留后与脱落粘液一起随水流从鳃部排出。     

流动注射在线富集原子吸收法测定痕量铅镉

在含铅、镉的试液中加入pH=5.72乙酸-乙酸钠缓冲溶液3.20 mL,泵的转速恒为5 mL/min,用自制的强酸性阳离子交换树脂柱对试液中的铅、镉在线富集150 s,1.50 mol/L HNO3溶液洗脱20 s,火焰原子吸收法测定铅、镉的含量。该方法的线性范围分别是0~80.0μg/L、0~40.0μg/L,检出限分别为3.0μg/L、1.0μg/L,富集倍数分别为40倍、35倍。用该方法测定地表水中铅、镉的含量,结果满意。     

Gallic acid和SDS对黑麦草体内重金属亚细胞及形态分布的影响

通过盆栽试验,研究了投加螯合剂没食子酸gallic acid(5mmol·kg-1)与表面活性剂十二烷基磺酸钠SDS(1mmol·kg-1)对黑麦草(Lolium perenneL.)体内重金属亚细胞及形态分布的影响.结果表明,单独投加gallicacid增强了黑麦草对Cd、Pb的区室化作用及对Zn的细胞壁沉积作用;复合投加gallic acid和SDS增强了黑麦草对Cd的区室化作用和细胞壁沉积作用,以及对Zn的细胞壁沉积作用.单独投加gallic acid使黑麦草体内Cd、Zn总量分别增加了33.5%和6.0%,其中,惰性态Cd、Zn所占比例分别增加了6.2%、6.3%;复合投加gallic acid和SDS使黑麦草体内Cd总量增加了35.6%,Zn总量减少了1.1%,其中,惰性态Cd、Zn所占比例分别增加了7.2%、8.6%,增强了植物对Cd、Zn的螯合作用.各处理对Pb的亚细胞分布及形态无明显影响.     

重金属镉胁迫对尼罗罗非鱼抗氧化酶系统的影响

为评估重金属镉（Cd2+）对鱼类抗氧化酶活性的影响,本文采用静水生物测试的方法,将尼罗罗非鱼暴露于不同浓度水平（0、0.5、1.5、3.0和6.0mg/L）的Cd2+溶液中,21d后测定尼罗罗非鱼肌肉、肝脏、肾脏、脾脏和鳃5种组织中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）的活性和谷胱甘肽（GSH）的含量。结果表明:重金属镉对尼罗罗非鱼抗氧化酶活性产生影响。尼罗罗非鱼肝脏组织的SOD、CAT活性和GSH含量显著高于其他4种组织,具有组织特异性。肝脏组织的SOD、CAT活性和GSH含量随着镉浓度的升高呈下降趋势,高浓度组（3.0mg/L）和极高浓度组（6.0mg/L）尼罗罗非鱼肝脏组织的SOD活性显著低于对照组（P<0.05）。肝脏组织中SOD、CAT活性和暴露水体中镉的浓度水平呈现明显的剂量-效应关系。与对照组相比,暴露组尼罗罗非鱼肾脏组织中SOD、CAT活性及GSH含量均处于诱导状态;对于鳃组织而言,SOD、CAT活性呈现低浓度（0.5mg/L）时被诱导,高浓度时被抑制。不同暴露组尼罗罗非鱼肌肉和脾脏组织中SOD、CAT活性与对照组没有显著性差异（P>0.05）。     

接种内生细菌对龙葵吸收积累镉的影响

通过在LB培养基中加入不同浓度的镉,从镉超富集植物龙葵植株内分离到3株很强的镉抗性内生菌株N1、N2、N4,最高耐受镉浓度达300 mg·L^-1.通过生理生化鉴定和16S rDNA序列分析,初步确定N1为芽孢杆菌属（Bacillus sp.）细菌,N2为肠杆菌属（Enterobacter sp.）细菌,N4为巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）.将龙葵种植在含有一定镉（50 mg·kg^-1）的土壤中进行盆栽试验,以灌根的方式分别接种分离到的3株细菌及其混菌组合,并对其株高、生物量及镉吸收能力进行分析.结果显示,N4菌株处理的龙葵叶、茎、根部镉含量比不接菌对照分别增加32.94%、14.50%、23.44%,差异显著（p<0.05）;接种N1+N2+N4混菌的处理龙葵叶、茎和根干重分别比不接菌对照高出118.22%、109.83%和113.01%,植株地上和地下镉吸收总量分别增加109.53%和83.01%,差异显著.试验表明供试菌株能显著促进植株生长,强化龙葵吸收土壤中镉的能力.