硝酸盐与人体健康

硝酸盐和亚硝酸盐是生物圈中氮循环的重要组成部分。空气中的氮在闪电时生成亚硝酸盐、硝酸盐,并随雨水转移到水、土壤里,为植物所利用。合成为植物蛋白质。动物通过摄食将之转化为动物蛋白质。动、植物蛋白质被水,土壤中的微生物分解为氨,再经硝化菌的作用生成亚硝酸盐、硝酸盐见下图。     

重金属污染土壤的植物修复及其机理研究进展

土壤污染是急需解决的环境问题,植物修复技术利用超积累植物吸收土壤中的重金属,达到清除土壤重金属污染。介绍了植物修复技术方法和植物修复的作用机理及研究进展,植物修复技术方法主要包括植物萃取技术、植物转化技术、植物挥发技术和植物稳定技术;植物修复的作用机理主要包括植物吸收重金属的生理学、分子生物学机理,重金属在植物体内亚细胞分布和化学形态,植物对根际土壤重金属的活化以及植物体内的金属有机配位体的研究进展。     

增施CO2对C3和C4植物根际氯氰菊酯残留浓度的影响

CO2减排和土壤污染修复是我国实现经济和环境可持续发展必须解决的两大难题.基于生物固碳对根际微环境的影响,本研究提出通过增施CO2强化土壤有机污染的植物修复过程,为同时解决CO2减排和土壤污染植物修复面临的困境提供新思路.在模拟的CO2增施环境中,以C3植物菜豆和C4植物玉米为供试植物,以氯氰菊酯为目标污染物,研究增施CO2对C3和C4植物根际氯氰菊酯残留浓度的影响.结果表明,增施CO2可显著增加C3植物菜豆的地上和地下干重,在氯氰菊酯添加浓度为0、20、40 mg.kg-1时地下干重分别比自然CO2水平时增加了54.3%、31.9%和30.0%.增施CO2提高了未添加氯氰菊酯土壤的菜豆根际微生物数量,但降低了添加氯氰菊酯土壤的菜豆根际微生物数量.增施CO2对未添加氯氰菊酯土壤的菜豆根际氯氰菊酯残留浓度没有显著影响,但降低了菜豆根际氯氰菊酯的残留浓度,分别比自然CO2水平时下降24.0%（20mg.kg-1）和16.9%（40 mg.kg-1）.然而,对C4植物玉米而言,增施CO2对植物生物量、根际微生物、根际氯氰菊酯残留浓度下降没有明显促进作用,甚至有抑制作用.本实验表明,增施CO2降低了C3植物根际氯氰菊酯残留浓度,可以考虑将增施CO2作为C3植物修复土壤污染的强化措施,但对C4植物的影响还有待进一步研究.     

土壤-植物系统中铬的环境行为及其毒性评价

由于铬及其化合物的使用和含铬废弃物的大量排放,空气、土壤、水和食品都不同程度地受到了铬污染.对于铬污染,尤其是与人体健康密切相关的土壤系统铬污染的研究,已成为国内外相关领域的热点.其中铬在土壤-植物系统中的迁移转化规律备受关注.本文详细介绍了铬的基础化学、土壤-植物系统中铬迁移转化的影响因素(土壤理化性质、铬的供给形态、浓度、植物种类等)以及该系统中铬的生态毒性,总结了通过综合分析土壤-植物系统中植物、土壤微生物、土壤动物的生态毒理数据来评估土壤-植物系统中铬生态风险的方法,并指出了这一领域研究工作的不足之处,对今后的研究重点进行了展望.     

五种农药对土壤转化酶活性的影响

测定了5种农药(多菌灵、百菌清、多菌灵-百菌清混剂、吡虫啉、氯氰菊酯)对长春市郊大棚土壤转化酶活性的影响,对农药作用下的大棚土壤与农田土壤的转化酶活性进行了比较研究.结果表明,百菌清、百菌清-多菌灵混剂、氯氰菊酯在实验浓度范围内(0.1～50mg/g)明显抑制土壤转化酶活性;多菌灵、吡虫啉浓度低于0.1mg/g时,对转化酶有激活作用,而浓度高于0.5mg/g时抑制转化酶活性;百菌清和多菌灵联合使用,会使农药毒性明显增强;不同农药对大棚土壤、农田土壤转化酶活性的影响不同.     

石油污染土壤的植物修复研究进展

石油的开采、加工、输送及使用过程中,对大气、土壤、水体带来了严重污染,对土壤环境的危害尤为严重。植物修复以其处理成本低、吸收污染物的生物量大等优点已成为人们普遍能接受的去除污染物的首选技术。植物主要通过三种途径去除土壤中有机污染物,即植物直接吸收有机污染物;释放分泌物和酶,刺激根区微生物活性和生物转化作用;增强根区的矿化作用。植物修复石油烃污染土壤的影响因素有:环境条件、污染物的浓度和滞留时间、营养元素、表面活性剂、根系分布等。通过植物-微生物联合修复、机械-微生物-植物多技术联用等措施,可提高石油烃的降解率。     

污染土壤生物联合修复机制研究进展

土壤污染的生物修复方法因具有独特的生态价值被广泛认可. 单一种类生物修复易受复杂环境影响,而利用多种生物进行联合修复则可借助种间关系提高修复效果. 本文通过整理近年来土壤中微生物、植物、动物单独修复和物种间联合修复污染的研究成果,梳理了生物联合修复过程中微生物、植物、动物三类生物的功能,明确了微生物在发挥自身污染修复能力的同时也可以减轻其他物种受到的环境胁迫;植物通过根系构建修复功能区域并与附近其他物种及环境进行物质与能量交换;动物通过自身移动和摄食行为优化土壤和微生物结构的作用机制. 其中,“微生物-植物”联合修复可强化微生物与植物的共生关系、增强微生物去除污染物的能力;“植物-动物”联合修复可通过动物或其排泄物的作用改善土壤环境、促进植物生长,同时通过植物根系改善动物的生存环境;“微生物-动物”联合修复可在动物搬运摄食、消化排泄等过程中强化微生物的生长代谢能力. 目前,“微生物-植物”联合修复是最主要的土壤生物联合修复方法,其修复机制较为明确,今后应进一步加强“微生物-植物-动物”联合修复机制研究,为三者联合修复土壤污染奠定基础.      

土壤污染及其防治

X53 X703 9602245污水灌溉中氮化合物迁移转化过程的研究/刘凌(河海大学水文系》二//水资源保护/水利部水政水资源司一1995,(4)一40一45 环信X一121 在污水灌溉过程中,氮既是生命元素,又是环境污染的主要因子,尤其在土壤中,其转化是多变的。其中硝化作用和反硝化作用是关键反应,它将较稳定的NH才离子转化成NO三离子,后者容易渗滤、被植物吸收或进一步脱氮。本文以在徐州汉王地区所进行的污水灌溉实验为例,研究了氮化合物在土壤中钓迁移、转化过程,并通过稳态数学模型对污灌结果进行了模拟。预计该研究将对污水灌溉的管理起一定的指导作用…     

4种草本植物对氯代有机磷酸酯阻燃剂污染土壤的修复能力研究

以4种常用的有机污染土壤修复植物高羊茅(Festuca arundinacea)、黑麦草(Lolium perenne L.)、苕子(Vicia villosa Roth var)和紫花苜蓿(Medicago sativa L.)为研究材料,通过盆栽试验考察了4种草本植物在磷酸三(1-氯-2-丙基)酯[tris-(1-chloro-2-propyl) phosphate, TCIPP]污染土壤胁迫下的耐受和富集特征,以期筛选出具有一定TCIPP污染土壤修复能力的植物。结果表明：TCIPP具有一定的植物毒性效应,能够抑制4种植物的生长发育,但仅黑麦草的生物量显著降低,其他3种植物的生物量减少不显著。TCIPP易于从植物根部向地上部迁移,其在4种植物组织中的浓度分布均表现为叶>根>茎。4种植物中,苕子叶组织中TCIPP的浓度为15.0 mg/kg,每盆土壤可积累TCIPP 34.9 mg。苕子和紫花苜蓿对土壤中TCIPP的吸收、积累和转运效率较高,其地上部富集系数分别为1.39和1.50,转运系数分别为2.61和3.24。4种植物对TCIPP污染土壤均有较好的修复能力,对土壤中...     

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.     

Impacts of earthworms on soil nutrients and plant growth in soybean and maize agroecosystems

The objective of this experiment was to determine the effects of earthworms on soil N pools and plant growth in soybean and maize agroecosystems. The species and number of individuals in earthworm communities were manipulated in plot-scale field enclosures (2.4 m × 1.2 m) by first reducing earthworm populations within enclosures with carbaryl pesticide, and then adding earthworm treatments to the enclosures. Soybean was grown in the enclosures in the first year and stover maize in the second year.The success of earthworm manipulations in field enclosures was affected by climate conditions and available food resources. The endogeic earthworm species Aporrectodea caliginosa was dominant in all enclosures, while introduced anecic Lumbricus terrestris earthworms had poor survival. In the first season, when climate conditions were favourable for earthworm survival and growth, there was a significant (P < 0.05) linear increase in soil mineral-N and microbial biomass N concentrations in the 0–15 cm depth of enclosures with more earthworms. Similarly, soybean grain and grain-N yield was significantly (P < 0.05) greater in enclosures with the largest earthworm populations than the control which had no earthworms added. In the second season, when climate conditions were less favourable, there was no effect of earthworms on soil N pools or maize plants, probably due to poor survival of introduced earthworms.     

Fate of BHC in the terrestrial ecosystem

The fate of BHC in the terrestrial ecosystem was investigated under both laboratory and field conditions. The uptake, accumulation and degradation of BHC in earthworms and corn plants were studied. Earthworms could absorb and accumulate BHC residues from soil. Statistically, significant correlation existed between the amounts of BHC in soil and in earthworms. Different species of earthworms appeared to concentrate BHC in their bodies to different extents. In a terrestrial ecosystem, the uptake, accumulation of BHC residues by soil animals and plants had an effect on each other.     

蚯蚓-菌根相互作用对土壤-植物系统中Cd迁移转化的影响

以灰化土(Aquods soil)为供试土壤,分别加入4种含量的Cd2 (0、5、10、20 mg·kg-1)模拟土壤污染,设置单独加8条蚯蚓(Pheretima sp.)、单独接种菌根(Inoculum Endorize-Mix2)、同时接种蚯蚓和菌根的3种处理,以不加蚯蚓和菌根为对照,各处理均种植黑麦草(Lolium multiflorum),研究蚯蚓、菌根相互作用对土壤-植物系统中Cd迁移转化的影响.结果表明:(1)菌根对土壤pH无明显影响,加蚯蚓可使土壤pH比对照约降低0.2,蚯蚓和菌根同时作用对土壤pH降低没有协同作用.(2)蚯蚓或菌根的加入均能显著增加土壤中可溶性有机碳(DOC)含量,蚯蚓的影响大于菌根,同时加入蚯蚓和接种菌根对土壤中DOC的增加有一定的拮抗作用.(3)蚯蚓活动增加了黑麦草根部Cd的积累,菌根则能促进Cd从黑麦草根部向地上部转移,二者具有促进Cd向地上部分转移的协同作用.(4)蚓粪和土壤中DTPA提取态Cd含量与黑麦草吸收Cd量呈显著相关(p＜0.01),而蚓粪中DTPA提取态Cd含量均显著高于土壤中的含量(p＜0.05).因此,蚓粪中有效态Cd是植物吸收Cd的重要供源.     

蚯蚓、秸秆和柠檬酸对少花龙葵与翅果菊修复锌铅镉污染土壤的影响

外源物质调控和间作是提高重金属污染土壤植物修复效率的有效方法.采用盆栽试验研究蚯蚓、秸秆和柠檬酸对少花龙葵和翅果菊单作与间作修复Zn、 Pb和Cd复合污染土壤的影响.结果表明,蚯蚓对Zn、 Pb和Cd的富集系数(BCF)分别为0.07～0.13、0.10～0.26和5.64～15.52.土壤中添加秸秆能使蚯蚓生物量增加22.29%～223.87%、重金属含量下降8.15%～62.58%.蚯蚓对土壤重金属有效态含量的影响不大,但秸秆和柠檬酸对土壤重金属有效态含量分别表现为钝化和活化作用.蚯蚓对翅果菊的重金属含量影响不大,但会降低少花龙葵的重金属含量;秸秆对翅果菊重金属含量表现为抑制效应,但对少花龙葵Cd含量表现为促进效应;柠檬酸对少花龙葵重金属含量影响不大,但是会显著提高翅果菊的Pb含量.间作显著降低土壤重金属有效态含量,明显提高植物根的重金属含量,但对植物地上部重金属含量影响不大.植物对Zn、 Pb和Cd的总提取量主要表现为：翅果菊>间作>少花龙葵.添加蚯蚓可以使翅果菊Zn、 Pb和Cd总提取量分别提高12.49%、35.89%和29.01%;添加秸秆+蚯蚓可以使翅果菊Pb...     

The role of arbuscular mycorrhiza on change of heavy metal speciation in rhizosphere of maize in wastewater irrigated agriculture soil

To understand the roles of mycorrhiza in metal speciation in the rhizosphere and the impact on increasing host plant tolerance against excessive heavy metals in soil, maize ( Zea mays L. ) inoculated with arbuscular mycorrhizal fungus ( Glomus mosseae) was cultivated in heavy metal contaminated soil. Speciations of copper, zinc and lead in the soil were analyzed with the technique of sequential extraction. The results showed that, in comparison to the bolked soil, the exchangeable copper increased from 26% to 43% in non-infected and AM-infected rhizoshpere respectively; while other speciation (organic, carbonate and Fe-Mn oxide copper) remained constant and the organic bound zinc and lead also increased but the exchangeable zinc and lead were undetectable. The organic bound copper, zinc end lead were higher by 15%, 40% and 20%, respectively, in the rhizosphere of arbuscular mycorrhiza infected maize in comparison to the non-infected maize. The results might indicate that mycorrhiza could protect its host plants from the phytotoxicity of excessive copper, zinc and lead by changing the speciation from bio-available to the non-bio-available form. The fact that copper and zinc accumulation in the roots and shoots of mycorrhia infected plants were significantly lower than those in the non-infected plants might also suggest that mycorrhiza efficiently restricted excessive copper and zinc absorptions into the host plants. Compared to the non-infected seedlings, the lead content of infected seedlings was 60% higher in shoots. This might illustrate that mycorrhiza have a different mechanism for protecting its host from excessive lead phytotoxicity by chelating lead in the shoots.     

DDT和三氯杀螨醇对蚯蚓的急性和亚急性毒性影响

采用人工土培养法,通过急性和亚急性暴露实验,研究了DDT和三氯杀螨醇对蚯蚓(赤子爱胜蚓)的存活、生长和繁殖能力的影响.结果表明,DDT在急性暴露期对蚯蚓存活具有一定的毒性,其14 d的LC50为484.76 mg·kg-1;三氯杀螨醇对蚯蚓的存活基本没有影响(LC50＞4000 mg·kg-1).DDT在急性和亚急性暴露期(10～28 d)对蚯蚓的生长都具有显著的抑制作用(p＜0.05),三氯杀螨醇在急性期对蚯蚓的生长没有抑制作用(p＞0.05),在亚急性期对蚯蚓生长的影响尚不确定.DDT和三氯杀螨醇都显著抑制蚯蚓的繁殖能力(p＜0.05).     

蚯蚓对城市污泥蚯蚓堆肥过程中微生物特征变化的影响

为揭示蚯蚓对城市污泥中微生物特征的影响和作用,本研究采用赤子爱胜蚓处理城市污泥,以无蚯蚓处理为对照,探讨蚯蚓对污泥堆肥中微生物数量、活性和种群变化的影响.结果显示:蚯蚓在前期能够显著提升脱氢酶的活性和细菌16S r DNA的丰度;从而加速有机物的降解,促进后期堆肥产物的腐殖质化.高通量测序结果表明:从60 d开始,蚯蚓组和对照组的细菌种群结构出现明显差异,蚯蚓处理能够显著增加最终产物的细菌种群的Chao1和Shannon指数.最终产物中,对照组的优势菌群为变形菌门(56%)、拟杆菌门(16.3%)和厚壁菌门(15.4%);蚯蚓组的优势种群有变形菌门(31.3%)、拟杆菌门(27.1%)、放线菌门(21.1%).与对照组相比,蚯蚓粪中放线菌和根瘤菌的丰度分别提高了13.1%和2.5%,表明蚯蚓的作用提升了堆肥产物作为微生物肥料的潜力.     

全氟辛烷磺酰胺在小麦和蚯蚓中的富集与转化

研究了不同培养介质和培养方式下全氟辛烷磺酰胺（PFOSA）在小麦、蚯蚓体内的生物富集和转化.结果表明：小麦根系可以从培养介质中吸收PFOSA并向上转运至茎叶.土壤中PFOSA生物有效性受总有机碳（TOC）的影响显著,高TOC含量土壤中PFOSA的生物有效性降低,导致其在小麦和蚯蚓中的生物富集因子分别由（61.24±8.42）和（21347.91±208.86）降至（5.61±0.23）和（1404.92±108.21）.PFOSA在小麦的根和茎叶以及蚯蚓中都可以转化为PFOS,但在蚯蚓中的转化率（（3.87±1.71）%）显著低于小麦（（26.39±3.02）%）.小麦根中PFOS的支链异构体（br-PFOS）比例在低、高TOC含量时分别为（14.8±2.0）%、（66.1±26.2）%,低于茎叶（分别为（63.0±21.3）%、（85.2±2.4）%））,可能是由于根部转化生成的br-PFOS更容易向茎叶转运.小麦特别是小麦茎叶中的br-PFOS比例（（85.2±2.4）%）显著高于蚯蚓（（16.5±4.0）%）.小麦的存在可以提高土壤中PFOSA的生物有效性,从而促进蚯蚓对PFOSA的富集,但对其转化影响不大.本文为小麦和蚯蚓中PFOSA的富集和转化提供了证据,有助于探索环境中PFOS的间接来源.     

野生植物汁液对作物营养效应的研究

采用土培试验与化学分析方法研究了３种野生植物汁液对绿豆和玉米生长的营养效应。结果表明，野生植物汁液提高绿豆植株干重、根系活力、磷含量和叶绿素含量，以Ｃ汁液对植株干重提高量最大，达１６５％～２６０％；Ｂ、Ｃ汁液提高绿豆根系活力２５４％～１１０２％。３种野生植物汁液处理的玉米植株干重差异不明显，但却显著提高根系活力和过氧化氢酶活性。     

蚯蚓与污水土地处理试验研究

本研究将蚯蚓－－土壤床作为污水处理的一种试验装置。试验对蚯蚓的耐水能力，蚯蚓负荷、污水浓度以及渗滤速度等因素对污水处理效果的影响了初步研究，结果表明：采用合理的间歇运行引养殖污水土地处理是可行的，系统的去除率随渗滤速度的增加而降低；蚯蚓的存在能提高土壤对氮的吸附能力，提高污水处理脱氧效果。