磺胺间甲氧嘧啶-镉复合污染对作物种子发芽的影响

测定了黄潮土中常用兽药磺胺间甲氧嘧啶(SMM)与重金属镉(Cd)单一及复合污染对小麦和西红柿种子发芽(根伸长、芽伸长和发芽率)的影响,分析了土壤中药物浓度与作物生长抑制的剂量-效应关系及复合污染的毒性效应.结果表明,在单一污染物作用下,根伸长抑制率和芽伸长抑制率与药物浓度显著相关(P0.05);药物对根伸长及芽伸长的抑制高于对种子发芽的抑制;SMM对2种作物的毒性效应明显强于Cd,SMM对小麦和西红柿根伸长的IC50(抑制率为50%时污染物浓度)分别为33.7,49.3mg/kg,而Cd为507.3,599.8mg/kg.SMM和Cd复合污染时,在低Cd(200mg/kg)的胁迫下,联合作用主要体现为协同作用,但随着SMM浓度的增加,协同效应不显著(P>0.05);在高Cd(500mg/kg)作用下,二者的联合效应中Cd起主要作用.     

芘、镉单一及复合污染胁迫下土壤生态功能稳定性的影响机制

当前我国土壤污染的形势已十分严峻,各种污染物进入土壤导致农产品生态安全问题已不容忽视,土壤污染问题亟待解决.本研究将土壤的抵抗力、恢复力及稳定性作为土壤质量的评价指标,对土壤施加不同含量(含量比)梯度的芘(PYR)、镉(Cd)单一及芘/镉(PYR/Cd)复合污染,分别从微生物活性、多样性和丰富度方面对土壤生态系统进行系统的描述,并构建模型来描述Sb与PYR、Rt与Cd的剂量-效应关系.结果表明,不同类型污染物在土壤的扩散过程中均会对土壤DOC含量造成一定程度的削减,且在PYR/Cd复合污染中污染物的含量比值与DOC含量的降低速度呈反比例关系;PYR、Cd单一污染处理下,土壤微生物量和微生物菌落数均随着污染物含量的增加而降低;在PYR/Cd复合污染中,PYR/Cd比值大小与Rt呈负相关且其中Cd对微生物的抑制作用占有主导地位;此外本研究对显著相关的两组数据:PYR含量与稳定性、Cd含量与抵抗力构建了回归预测模型,其中二项式模型均可较好描述PYR、Cd胁迫下与上述稳定性参数的剂量-效应关系.     

物种多样性对植物生长与土壤镉污染修复的影响

土壤重金属污染是当今最为突出的环境问题之一,其中,重金属镉(Cd)已成为我国受污染土壤中最主要的无机污染物之一.植物修复法是去除土壤重金属的重要方法,研究表明,植物物种多样性的增加能促进生态系统功能.那么在Cd污染土壤中,植物物种多样性对植物生长和Cd污染修复会有怎样的影响,其内在机理是怎样的并不清楚.基于此,本研究选择6种本地常见草本植物(荆芥、鸡眼草、短叶水蜈蚣、牛筋草、鸭跖草和细风轮菜),通过室内控制实验研究不同植物物种多样性(1-,2-,3-,6-物种)对植物生长与土壤Cd污染修复的影响.结果表明:植物物种多样性的增加显著促进植物地下生物量和总生物量的积累,并对植物根系形态(根总长、根总表面积、根尖总数与根平均直径)和叶绿素荧光参数(PSII最大光能转化效率F_v/F_m和PSII潜在活性F_v/F_0)有显著的促进作用;植物物种多样性的增加能显著提高植物地上、地下及总Cd含量(积累量)和富集系数;植物物种多样性的增加对植物生长、根系形态指标及Cd的富集具有显著的净效应,且以互补效应为主.本研究选取的是对环境条件要求不高、生长周期短的本地草本植物,可为利用本地常见短世代周期植物进行土壤重金属污染修复提供理论依据.     

Cd-Pb复合污染条件下3种花卉植物的生长反应及超积累特性研究

采用水培实验方法,研究了3种耐性较强的花卉植物在Cd-Pb复合污染条件下的生长反应及可能的超积累特性.结果表明,花卉植物种不同,其对复合污染的生长反应也不同,它们的耐性大小顺序为:蜀葵(Althaea rosea Cav.)＞凤仙花(Impatiens Balsamina L.)＞金盏菊(Calendula officinalis L.);Cd对植物生长的影响较大、Pb的影响相对较小.3种花卉植物对重金属的积累量都是根部大于地上部;蜀葵对重金属Cd具有很强的耐性和积累性,在Cd、Pb复合污染条件下极具植物修复的潜力.对于这3种花卉植物,Cd-Pb相互作用效应与多种因素有关,包括重金属之间的浓度组合、植物种和植株部位等,表现得极为复杂,不仅仅是单纯的加和、拮抗或协同作用.     

镉和酸雨对苦楝幼苗细胞膜透性及渗透调节物质含量的影响

采用盆栽法研究了3个梯度模拟酸雨(p H=5.6、4.5、3.5)和不同剂量Cd2+(0、30、60、90、120、150、180 mg·kg~(-1))单一及复合处理,对苦楝(Melia azedarach L.)幼苗生长、质膜透性和主要渗透调节物质含量的影响.结果表明,p H=4.5和30 mg·kg~(-1)Cd2+复合处理对苦楝生物量的积累和幼苗的生长具有一定促进作用;p H=4.5和低剂量Cd2+(≤60 mg·kg~(-1))单一及复合处理下,株高和干重变化不显著(p0.05),叶色、叶绿素含量、相对电导率和丙二醛含量也无明显变化;而强酸雨(p H=3.5)和高剂量Cd2+(≥90 mg·kg~(-1))处理下,叶片发黄卷曲,叶绿素含量下降,相对电导率和丙二醛含量增大,且酸雨和Cd2+复合处理较单一酸雨和单一Cd2+处理毒害作用更明显,表现为复合叠加效应;随酸雨强度和Cd2+剂量的增加,可溶性糖含量下降,可溶性蛋白和游离脯氨酸含量先升后降,二者峰值均出现在p H=4.5和60 mg·kg~(-1)Cd2+处理,且Cd2+剂量≤120 mg·kg~(-1)时,各酸雨梯度下可溶性蛋白和脯氨酸含量均高于CK.综上认为,在Cd2+剂量≤60 mg·kg~(-1)、酸雨p H≥4.5的区域,苦楝可以正常生长且保持较大生物量,可将其作为Cd污染典型酸雨区的绿化和修复树种.     

不同土壤调理剂对土壤镉和邻-苯二甲酸酯迁移转化影响

有机无机复合污染是目前普遍的土壤污染方式,镉是土壤污染中最主要的无机元素,因地膜的广泛使用,使得邻-苯二甲酸酯成为土壤中主要的有机污染物.故采用盆栽试验,以西南地区紫色土为供试土壤,小白菜为指示生物,分别添加不同含量梯度的镉（Cd）和邻-苯二甲酸（2-乙基己基）酯（DEHP）组成单一污染和复合外源污染模拟试验,研究钾长石粉、牡蛎壳粉、生物炭粉、氧化钙、碳酸钾和磷酸钙这6种常见土壤调理剂对污染土壤中镉形态及DEHP含量、小白菜中镉及DEHP吸收的影响.随后研究了生物炭添加量对污染土壤中镉和邻-苯二甲酸酯迁移转化的影响,选择对照土壤、Cd污染土壤和DEHP污染土壤复合污染为研究对象,通过盆栽试验研究了0%、0.5%、1%、3%和5%（质量分数）生物炭对污染土壤Cd形态和DEHP含量的影响.结果表明Cd-DEHP复合污染紫色土修复的最优土壤调理剂是生物炭.经过综合考虑,生物炭添加量为3%时,复合污染紫色土土壤的修复效果较好,且生长于土壤中的指示生物不受抑制.     

镉超富集植物球果蔊菜对镉-砷复合污染的反应及其吸收积累特征

采用室外盆栽模拟方法,比较和分析了镉(Cd)-砷(As)复合污染处理对球果蔊菜(Rorippa globosa,十字花科焊菜属,1种从农田杂草中新发现的镉超富集植物)的生长及其对Cd、As吸收和积累特征的影响.结果表明,在低浓度Cd-As复合污染条件下,由于Cd、As的拮抗作用,从而促进植物的生长发育,同时也促进地上部对Cd的吸收和积累.在Cd-As复合污染处理浓度为10 mg/kg和50 mg/kg时,株高和地上部干重达到最大(分别为35.9 cm和2.2 g,盆),叶片中Cd积累量高于同浓度单一Cd处理.Cd-As复合污染高浓度处理表现出对球果蔊菜生长以及Cd的吸收和积累有协同的抑制作用.同时,球果薄菜根部对As的吸收能力大于其地上部,相应的富集系数≤0.3,转移系数≤0.6,说明球果萍菜对As有一定的排斥作用.这些结果表明,球果蔊菜有很强的忍耐Cd-As复合污染的能力,对修复Cd-As复合污染土壤具有一定的潜力.     

超积累植物龙葵及其对镉的富集特征

超积累植物筛选是重金属污染土壤植物提取修复的基础和核心问题,同时也是污染环境植物修复的难点及前沿.杂草具有抗逆境能力强、生长迅速、繁殖能力强以及在环境条件适宜情况下生物量能够急剧提高等特点,可以弥补现有超积累植物的某些缺点和不足,是较理想的超积累植物资源.本文通过室外盆栽模拟试验及重金属污染区采样分析试验,首次发现并证实杂草龙葵(Solanumnigrum L .)是一种Cd超积累植物.其中,盆栽试验表明,在Cd污染水平为25mg/kg条件下,龙葵茎及叶的Cd含量分别超过了100mg/kg这一公认Cd超积累植物应达到的临界含量标准,其地上部Cd含量大于其根部Cd含量,且地上部Cd富集系数大于1 ,同时,与对照相比,植物的生长未受到抑制.污染区采样分析试验进一步表明,龙葵对Cd的富集符合Cd超积累植物的基本特征.这一通过未污染区对超积累植物进行筛选的方法,可以为Cd污染土壤的植物修复获得更多具有实用价值的新材料.     

微塑料和镉复合污染对狼尾草根际土壤微生物群落结构和功能的影响

微塑料和重金属复合污染对植物生长和根际微生物群落和功能的影响目前尚未清晰.以狼尾草为实验材料进行盆栽模拟试验,研究重金属镉（Cd）与不同种类MPs （PE、PS）、粒径（13 μm和550 μm）、质量分数（0.1%和1%）的微塑料复合污染对狼尾草生长、重金属积累和根际微生物群落功能的影响.结果表明,MPs和Cd复合污染条件下整体呈现对植物生长胁迫增加、Cd含量和积累量降低的趋势.MPs和Cd复合污染能改变细菌群落组成,降低细菌多样性,其中550 μm 0.1% PE+Cd处理组ACE指数和Chao1指数降低最显著.与单一Cd污染相比,不同MPs种类、质量分数和粒径的MPs添加能改变新陈代谢、氨基酸的转运和代谢、能量生成和转换等功能组的基因丰度,显著影响狼尾草根际土壤细菌的功能.研究采用宏基因组学的方法分析了MPs和Cd复合污染对狼尾草根际细菌群落和功能的影响,可为MPs重金属复合污染的生态毒理效应及其生物修复提供基础数据和科学依据.     

镉超富集植物球果菜对镉-砷复合污染的反应及其吸收积累特征

采用室外盆栽模拟方法,比较和分析了镉（Cd）-砷（As）复合污染处理对球果菜（Rorippa globosa,十字花科焊菜属,1种从农田杂草中新发现的镉超富集植物）的生长及其对Cd、As吸收和积累特征的影响.结果表明,在低浓度Cd-As复合污染条件下,由于Cd、As的拮抗作用,从而促进植物的生长发育,同时也促进地上部对Cd的吸收和积累.在Cd-As复合污染处理浓度为10 mg/kg和50 mg/kg时,株高和地上部干重达到最大（分别为35.9 cm和2.2 g/盆）,叶片中Cd积累量高于同浓度单一Cd处理.Cd-As复合污染高浓度处理表现出对球果菜生长以及Cd的吸收和积累有协同的抑制作用.同时,球果菜根部对As的吸收能力大于其地上部,相应的富集系数≤0.3,转移系数≤0.6,说明球果菜对As有一定的排斥作用.这些结果表明,球果菜有很强的忍耐Cd-As复合污染的能力,对修复Cd-As复合污染土壤具有一定的潜力.     

模拟酸雨和Zn复合污染对蚕豆生长及其生理生化特性的影响

通过盆栽试验研究了模拟酸雨和Zn复合污染对蚕豆生长及其生理生化特性的影响．结果表明,与对照相比,在酸雨和Zn复合污染下,蚕豆株高和叶绿素均有不同程度的下降;蚕豆叶和根中的MDA含量上升,SOD活性下降,POD活性则是先升后降．MDA含量和SOD活性变化能较好地反映蚕豆受酸雨和Zn污染的状况．同时,酸雨和Zn的复合污染比其中任何一种单一污染对蚕豆造成的伤害更严重．     

作物幼苗Cd含量标征土壤Cd污染的研究

用盆栽试验,以小麦、大豆和油菜为对象,研究了利用作物幼苗Ｃｄ含量标征土壤Ｃｄ污染的可行性。结果表明,在３种作物生长过程中,幼苗Ｃｄ含量均高于生长后期或可食部分Ｃｄ含量。小麦、大豆籽粒Ｃｄ含量与苗期Ｃｄ含量及土壤Ｃｄ投加量成正相关关系,采收期油菜Ｃｄ含量与苗期Ｃｄ含量成正相关关系。这３种作物的可食部分Ｃｄ含量达到我国食品卫生标准时,小麦三叶期、大豆幼苗地上部分及油菜幼苗的Ｃｄ含量临界值分别为０．７２     

模拟酸雨下土壤中铜、镉行为及急性毒性效应

本文论述模拟酸雨下红壤、黄棕壤和黑土中Cu、Cd行为及急性毒性效应.试验表明:(1)模拟酸雨对添加性土壤Cu、Cd的淋溶有一定的影响,随着降水酸度的增大,土壤中Cu、Cd的淋出量增加,但增加的程度与土壤类型、添加金属的浓度和种类有关,相同酸度下,红壤中Cu、Cd的淋出量远大于黄棕壤和黑土,淋出率随着沉降酸度而改变的程度也最显著,酸雨对黑土中Cu、Cd淋溶影响最小.Cd对酸雨淋溶的敏感性大于Cu.(2)模拟酸雨对土壤中Cu、Cd形态影响较为明显,随着酸雨pH的降低,黄棕壤和黑土中部分Cu、Cd形态明显地向着交换态转化,红壤中部分Cu、Cd形态明显地向着水溶态转化.(3)模拟酸雨对土壤中Cu、Cd的生物毒性影响很大,但这种影响同时又受土壤类型相当大的制约,红壤中毒性影响最大,黑土中毒性影响最小,表明三类土壤的抗酸能力顺序为黑土>黄棕壤>红壤.     

Cu和Cd复合重金属污染土壤修复后对地下水的安全性研究

以修复前污染土壤为对照,对化学固化修复后的铜(Cu)、镉(Cd)复合重金属污染土壤进行了模拟酸雨淋溶实验和SPLP浸出实验,研究了修复后土壤中Cu、Cd的释放特征,应用模糊综合评级法,评价了修复后土壤对地下水安全的风险级别。在十年酸雨淋溶下,污染土壤Cd释放总量为14.06 mg,Cu为7.27 mg,对地下水安全的风险级别为11;修复后土壤中的Cu和Cd 10年释放总量都为0,对地下水安全的风险级别为1。Cu、Cd复合重金属污染土壤经化学固化修复后对地下水的风险较低。     

Mobility and speciation of Cd,Cu,and Zn in two acidic soils affected by simulated acid rain

Through a batch experiment, the mobility and speciation of heavy metals(Cd, Cu, Zn) in two acidic forest soils from Hunan Province were studied. The results showed that the release and potential active speciation of Cd, Cu, and Zn in the tested contaminated red soil(CRS) and yellow red soil(CYRS) increased significantly with pH decreasing and ion concentrations increasing of simulated acid rain, and these effects were mainly decided by the pH value of simulated acid rain. Cd had the highest potential nsk on the environment compared with Cu and Zn. Cd existed mainly in exchangeable form in residual CRS and CYRS, Cu in organically bound and Mn-oxide occluded forms, and Zn in mineral forms due to the high background values.     

La对Cd伤害大豆幼苗的生态生理作用

以盆载法研究了Cd对大豆幼苗的伤害及La对Cd伤害的缓解效应。结果表明,500mg/L CdCl₂严重抑制大豆幼苗的代谢与生长,叶面喷布30mg/LLaCl³一次,能缓解Cd毒造成的伤害。实验证明,这与La能增加大豆幼苗光合速率,提高叶绿素含量与硝酸还原酶活性、降低细胞质膜透性与植株体内Cd含量、维持TTC还原力等多重作用相关。     

模拟酸雨对钝化剂修复镉污染土壤效果研究

采用土柱试验和盆栽试验方法,研究模拟酸雨淋溶和水淋溶1a期间,海泡石、生物炭和有机肥对四川(SC)和湖南(HN)镉(Cd)污染农田土壤稳定效果及小白菜富集Cd的影响.结果表明:与水淋溶相比,酸雨淋溶降低SC和HN土壤淋出液pH值,增加淋出液电导率(EC)、可溶性有机碳(DOC)和Cd含量,其中SC和HN土壤淋出液Cd含...     

降尘、酸雨及其复合污染对蔬菜产量和品质的影响

盆栽试验结果表明，降尘、酸雨可降低酸性紫色土莴笋茎、叶鲜重３．９％—１４．４％；复合污染对莴笋的减产量增大，且以酸性紫色土为高，降尘、酸雨对蔬菜的促长作用使莴笋早衰减产、小白菜增产。酸性紫色土各处理较对照明显提高两种蔬菜叶细胞透性（电导值、Ｋ~＋外渗增量达９．５％—１２７．７％），作物种类间变化规律不同。复合污染明显使两种蔬菜Ｖ_ｃ和水溶性氨基酸降低、莴笋硝酸盐增高，蔬菜品质变劣。，酸性土ｒ＝０．９６４６－０．９７３９）。同产量结果相似，酸性紫色土上蔬菜的根重绝对量大大低于石灰性紫色土。可见在ｐＨ５．２的酸性紫色土上不宜种植抗逆（酸）性差的蔬菜作物，尤其是在降尘－酸雨复合污染条件下更是如此。否则，必将形成一个典型的逆境农业生态系统。２．３降尘、酸雨及其复合污染对蔬菜叶片细胞透性的影响降尘、酸雨各处理使酸性紫色土上莴笋叶片电导值、Ｋ＋浓度较ＣＫ分别提高２７．７％—５９．０％和９．１％—２７．３％（表５），表明叶细胞膜可能受到不同程度损伤，膜内物质容易外渗［１２］，影响植物正常生长、降低产量，石灰性紫色土虽３个处理植株叶片电导值也明显高于ＣＫ８．４％—５９．７％，但Ｋ＋浓度下降８．０％—２５．０％（Ａ处理除外），     

Cd胁迫对大豆各发育阶段生长及生理指标的影响

采用土壤盆栽试验方法,研究了不同浓度Cd胁迫下,大豆幼苗期、花荚期和成熟期植株的生长及叶片叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量的变化.结果表明,大豆植株的生长在3个生长期均表现为低浓度Cd(￡0.50mg/kg)下的刺激效应和高浓度Cd(31.00mg/kg)下的抑制效应;随着Cd胁迫浓度的累积,大豆生长整体上受到抑制.在幼苗期,大豆植株的叶绿素含量下降、SOD活性受到抑制、POD活性迅速激活,共同缓解Cd毒性;在花荚期,大豆植株的防御系统得到有效激发,保护性酶POD、SOD的活性急剧升高,叶绿素含量呈上升趋势;在成熟期,因为长时间的Cd毒害,尤其是Cd浓度较高的情况下,大豆植株的SOD、POD活性和叶绿素含量急剧下降.在Cd胁迫下,大豆植株的生长发育以及生理生化指标在大豆的3个生长期的变化模式差异显著,且大豆植株的生物量和株高与SOD活性在整个生长期均表现出显著的相关性.     

不同土壤-小麦体系中铅镉交互作用与转运特征

选用海伦黑土、咸宁棕红壤和长武黑垆土这3种土壤,分别设置4组不同含量配比的Pb和Cd复合处理,进行为期5个月的小麦种植(郑麦9023号)盆栽试验,结合小麦植株各部位Pb和Cd含量,分析3种土壤-小麦体系中Pb和Cd交互作用对小麦富集转运重金属的影响.结果表明,低pH棕红壤水溶态Cd和Pb含量最高,且土壤颗粒表面Pb和Cd交互作用显著,高有机质黑土及高碳酸钙含量的黑垆土中Cd和Pb活性较低.3种土壤中黑垆土种植小麦的株高和干重表现最差,但Pb和Cd复合作用使其株高较对照增加了2.68～8.49 cm, Pb和Cd交互作用对黑土中小麦的株高和干重影响最小,但抑制了棕红壤中小麦生长.3种土壤-小麦体系的Pb和Cd交互作用差异较大,棕红壤中Pb和Cd间存在协同作用,125 mg·kg^-1和250 mg·kg^-1Pb处理下棕红壤种植的小麦籽粒Pb含量随Cd添加量升高分别显著增加73.2%和19.1%;黑土中Pb和Cd间存在拮抗作用,0.3 mg·kg^-1和0.6 mg·kg^-1 Cd处理下黑土中小麦籽粒Cd含...