锌、镉复合污染对重金属蓄集植物黑麦草养分吸收及锌、镉积累的影响

采用根袋盆栽试验研究了锌、镉单一及复合污染对重金属蓄集植物黑麦草(Lolium perenne L．)生长、养分吸收及锌、镉积累的影响．结果表明,锌、镉单一及复合污染对黑麦草生物量存在不同程度的抑制作用．锌、镉单一及复合污染均明显降低了黑麦草植株N、P、K含量,以锌、镉复合污染对植株养分吸收的抑制作用最大．锌、镉污染共存下,黑麦草对锌、镉的吸收为协同效应．黑麦草吸收的锌、镉主要集中在地上部,以锌、镉复合污染植株对锌、镉的蓄集量最大,其地上部锌、镉含量分别达到3108．72、73．97 mg·kg-1．     

几种湿地植物对重金属镉胁迫的生理生化响应

通过水培试验研究了不同质量浓度的重金属镉(0、20、30、40、50、60 mg·L-1)胁迫对水生美人蕉(Canna glauca)、红蛋(Echinodorus osiris)、风车草(Cyperus alternifolius)、彩叶草(Coleus blumei benth)等湿地植物体内丙二醛、脯氨酸、镉的含量以及细胞膜的透性变化的影响,探讨了镉胁迫下不同湿地植物对镉的生理生化响应和耐受能力,为应用人工湿地处理含镉废水提供依据.研究结果表明,在镉胁迫下4种供试植物叶片的丙二醛含龟和膜透性增加,并且试验条件下,培养液中镉质量浓度越高植物叶片中阿二醛细胞膜透性也越高;植物叶片中脯氨酸质量分数变化则有所不同,培养液中镉质最浓度处于0～40 mg·L-1时,脯氨酸质量分数随着镉质量浓度增加而增加,镉质量浓度高于40 mg·L-1,脯氨酸质量分数随着镉质量浓度的增加而降低.不同湿地植物对镉胁迫响应也显著不同,丙二醛含量、脯氩酸质量分数和细胞膜透性大小为:彩叶草>风车草>红蛋>美人焦.由此可见,4种供试植物耐受镉害的能力依次为:美人蕉>红蛋>风车草>彩叶草.美人蕉和红蛋在含镉废水人工湿地生态上程修复中具有很好的应用前景.     

硅肥施用对重金属污染土壤甘蔗镉吸收的影响研究初探

长期采用受铁矿尾矿水污染的河水进行灌溉的农田,其土壤存在一定重金属镉污染,且土壤酸化严重,有效硅活性低。甘蔗是需硅量较大的植物,因此在甘蔗种植过程中施用碱性硅肥既可补充硅营养又可通过硅肥控制镉的吸收。本试验通过硅肥不同施用量及基肥、基肥＋追肥的施用方式的比较,结果表明：在甘蔗种植中一次性施用硅肥1500 kg·hm-2,可以使土壤中活性较高的弱酸提取态镉占镉总量的比例从38.45%下降到32.51%,而甘蔗不能利用的残渣态镉的占比从11.19%提高到14.78%;硅肥分为基肥与追肥两次施用的方式,其对土壤镉的形态的影响也存在相似的规律,且变化趋势更加显著,弱酸提取态镉占比从40.93%下降到35.47%,降幅更加显著;同样残渣态镉则随着硅肥施用量的增加而增加,其占比从16.26%增加到22.66%;施用硅肥能有效降低甘蔗汁中镉的含量,从一次性作为基肥施用的结果来看,每公顷施用375~1500 kg硅肥,其蔗汁中镉含量随施肥量增加而下降,从168.54μg·L-1降至57.87μg·L-1,降幅为28.26%~60.30%;蔗渣中镉含量也有相似的变化趋势,从468.36μg·kg-1降至377.77μg·kg-1,降幅为7.86%~19.34%;采用基肥＋追肥施用硅肥,无论是蔗汁还是蔗渣,其镉的含量同样随硅肥施用量的增加而下降,蔗汁镉含量的降幅更大,最高可降81.18%,从而达到降低甘蔗汁及蔗渣中镉含量水平的目的。     

蔬菜对土壤镉铜锌富集能力的研究

调查了福建部分污染严重地区不同蔬菜对镉、锌、铜的富集能力。结果表明蔬菜对镉的平均富集系数为0.017,锌的平均富集系数为0.116.铜的平均富集系数为0.014。蔬菜对镉的富集系数的品种间差异最大,达315倍,远高于锌和铜的富集系数的品种间差异。茭白、豇豆和莲藕对镉的富集能力较低,可作为镉污染土壤优先选种的蔬菜品种,而青包菜、白包菜、芥菜、空心菜、芋头等对镉的富集系数较高,不宜在镉污染土壤上栽培。     

土壤环境中镉、锌形态转化的探讨

论述了土壤中镉、锌的形态分布,讨论了影响土壤环境中Cd、Zn形态转化的因素和物质,如pH、石灰、有机质和其它一些离子和它们的影响机制,为治理土壤重金属污染提供理论依据。     

茶树中镉、砷元素的吸收累积特性

通过田间调查及盆栽试验,探讨砷、镉元素在茶树中的分布规律及吸收累积特性。结果表明,砷、镉元素在茶树体内活性较低,大部分被吸收根固定,向地上部运输的比例较低。正常状况下,砷、镉元素在茶树体内由高到低的分布次序是:吸收根>茎(生产枝)或主根>老叶(当年生成熟叶)>新梢(1芽2叶)。茶树受砷、镉污染时,吸收根对阻止土壤砷、镉向新梢转移起到明显的缓冲及屏障作用。当镉添加量为6 mg.kg-1时,茶树的叶绿素含量开始受到显著的负面影响,但光合速率、蒸腾速率及气孔导度变化不明显;当镉添加量为20 mg.kg-1时,上述4项指标均显著降低。砷添加量为50 mg.kg-1时,对茶树光合速率、蒸腾速率及气孔导度产生显著负面影响,但对叶绿素含量的影响不明显;砷添加量为200 mg.kg-1时,则对光合速率、蒸腾速率及气孔导度无显著影响。     

耕地土壤铜、镉、锌形态及生物有效性研究

土壤重金属总量常被用来评估土壤质量安全,但是大量事实说明单纯用土壤重金属总量并不能完全说明土壤重金属的生物有效性及其环境风险。相对于国内外常用的Tessier的五态方法,欧共体标准物质局提出的三步提取法(BCR法),中国地质调查局地质连续提取法的七态标准少见报道。本研究选取河南平原耕地样品,采用中国地质调查局地质连续提取法(DD2005-03)进行耕地中重金属元素(Cu、Cd、Zn)的形态分布,结果表明:Cu、Zn主要以残渣态存在,其残渣态分别占全量的55.80%和67.35%。Cd以离子交换态为主,占全量的27.30%。Cu、Cd、Zn各态含量占全量比例的顺序是,Cu:残渣态弱有机结合交换态铁锰氧化态碳酸盐结合态强有机结合态水溶态离子交换态。Cd:离子交换态弱有机结合交换态强有机结合态残渣态碳酸盐结合态铁锰氧化态水溶态。Zn:残渣态铁锰氧化态弱有机盐结合态离子交换态强有机结合态碳酸盐态水溶态。从生物可利用性系数k来看,Cd主要以活动性较大的状态存在,很容易被作物吸收。     

耕地土壤铜、镉、锌形态及生物有效性研究

土壤重金属总量常被用来评估土壤质量安全,但是大量事实说明单纯用土壤重金属总量并不能完全说明土壤重金属的生物有效性及其环境风险。相对于国内外常用的Tessier的五态方法,欧共体标准物质局提出的三步提取法（BCR法1,中国地质调查局地质连续提取法的七态标准少见报道。本研究选取河南平原耕地样品,采用中国地质调查局地质连续提取法（DD2005．03）进行耕地中重金属元素（Cu、Cd、Zn）的形态分布,结果表明：Cu、Zn主要以残渣态存在,其残渣态分别占全量的55．80％和67．35％。Cd以离子交换态为主,占全量的27．30％。Cu、Cd、Zn各态含量占全量比例的顺序是,Cu：残渣态〉弱有机结合交换态〉铁锰氧化态〉碳酸盐结合态〉强有机结合态〉水溶态〉离子交换态。Cd：离子交换态〉弱有机结合交换态〉强有机结合态〉残渣态〉碳酸盐结合态〉铁锰氧化态〉水溶态。Zn：残渣态〉铁锰氧化态〉弱有机盐结合态〉离子交换态〉强有机结合态〉碳酸盐态〉水溶态。从生物可利用性系数k来看,Cd主要以活动性较大的状态存在,很容易被作物吸收。     

Fe~（2＋）和Mn~（2＋）对水稻锌吸收与运转的影响

水培试验结果表明，Ｆｅ（２＋）、Ｍｎ（２＋）对水稻锌的吸收和运转有明显的影响．高浓度Ｆｅ（２＋）或Ｍｎ（２＋）（５μｇ／ｇ）显著降低水稻吸锌量、抑制锌由根向茎、叶的运转．稻株生物量与叶片Ｆｅ／Ｚｎ比值或Ｍｎ／Ｚｎ比值有明显的负相关关系，在叶片Ｆｅ／Ｚｎ＞８或Ｍｎ／Ｚｎ＞２６时，水稻生物量明显降低．造成水稻缺锌的主要原因是土壤有效锌含量低，而高浓度Ｆｅ（２＋）和Ｍｎ（２＋）是诱发和加重水稻缺锌的重要条件．因此在生产上应重视改善缺锌低洼稻田的排水通气状况．     

镉对油菜幼苗硫吸收、转运和分布的影响

采用营养液培养-同位素示踪法研究了镉(Cd2+浓度为10μmol.L-1和50μmol.L-1)对油菜幼苗(秦油9号)硫吸收、转运和分布的影响.结果表明,镉处理促进了油菜植株对硫的吸收.10μmol.L-1镉处理96 h油菜植株比对照组吸收的硫增加了36%,而且促进了硫向地上部的转运,有39.4%的硫被转运到植株的地上部,转运速率较对照组增加了50%.相同时间内,50μmol.L-1镉处理的油菜植株中的硫仅比对照组多3%,转运速率显著下降,但仍有25.9%的硫被转运至地上部.     

外源Cd对小白菜吸收与分配Cd、Zn的影响

采用盆栽试验研究外加Cd处理下红沙泥田和乌栅土中小白菜(Brassica chinensis L.)[四月慢(SYM)和高梗白(GGB)]对Cd、Zn的吸收与分配规律.结果表明:(1)小白菜对Cd、Zn的吸收积累受土壤类型、蔬菜品种和外源Cd剂量的影响,四月慢吸收Cd能力比高梗白强,外加Cd处理、土壤、品种间的正交互作用使小白菜植株Cd/Zn比值提高;(2)小白菜食用部位Cd/Zn比值并不服从于植株对Cd、Zn的总吸收量之比,而是取决于其在根和地上食用部位中的分配,Cd的地上部分配系数为56.3%～71.1%,而Zn则为77.6%～80.6%.在一定Cd处理水平下,地上部Cd分配系数下降,而Zn分配系数无明显变化,从而减缓了Cd/Zn比值升高的趋势,使小白菜地上部受Cd毒害的风险性降低;(3)2种小白菜对Cd和Zn的吸收动态随生长时间不同而异,Cd积累量随时间延长呈不断增加趋势,而对Zn的吸收积累能力自苗期后缓慢降低.这种差异使小白菜生长后期Cd/Zn比值升高,从而提高了小白菜Cd暴露的潜在风险.此现象在红壤加Cd处理下表现尤其明显.     

施用石灰对Pb、Cd、Zn在土壤中的形态及大白菜中累积的影响

重金属的不同形态对于作物吸收重金属及受害具有十分密切的关系,通过施用石灰改变重金属的形态、毒性以及对作物的影响具有重要的意义。以大白菜(Brassica pekinensis)为研究对象,通过盆栽试验,探讨了在铅、镉和锌污染土壤上,施用石灰对土壤中不同形态镉、铅和锌含量及在大白菜中累积的影响。结果表明,施用石灰后,土壤中碳酸盐结合态Pb、Cd和Zn含量明显减少,铁、锰氧化物结合态和有机物结合态Pb、Cd和Zn含量明显增加;对大白菜吸收Pb、Cd和Zn均起到较好的抑制作用,石灰用量为5g·kg-1土时,对大白菜吸收Pb、Cd和Zn的抑制效果最好。     

磷对褐土中锌镉次级吸附和解吸影响

通过吸附和解吸试验,研究了不同磷吸附量石灰性褐土对锌镉次级吸附和解吸的影响。结果表明,次级吸附锌和镉对不同吸附量磷土壤的磷解吸量随磷吸附量的增加而增加,而磷解吸量随次级吸附后锌、镉浓度的增加而降低,即随锌镉添加量的增加,磷的有效性有所降低。土壤对锌的次级吸附量和吸附率随磷吸附量的增加先降低后升高,并随添加镉浓度的增加而降低,解吸量和解吸率随磷吸附量的增加而增加,说明在正常施磷范围内,增加磷的施用量能提高土壤中锌的有效性,同时,土壤对高浓度锌的次级吸附率小于低浓度锌的次级吸附率,而土壤对高浓度锌的解吸量和解吸率要远大于对浓度锌的解吸量和解吸率;土壤对镉的次级吸附量、吸附率和解吸量、解吸率都随着磷吸附量的增加而增加,且吸附量随添加镉的量增加而增加,但镉次级吸附量和吸附率随添加锌浓度的增加而减小,解吸量和解吸率却增大,说明在磷吸附量相同的条件下,添加锌促进了镉的有效性。     

激光—时间分辨技术在Zn,Al,Cd荧光测定中的应用

本文报道了以７－碘－８羟基喹啉－５－磺酸作荧光增强剂,采用激光－时间分辨技术对Ｚｎ,Ａｌ,Ｃｄ进行荧光测定的原理和方法。     

硅对镉、锌、铅复合污染土壤中黑麦草生理生化性质的影响

采用正交试验设计L9(34)对黑麦草(Lolium perenne L.)进行温室盆栽试验,观测Cd、Zn、Pb复合污染条件下,硅(Si)对黑麦草生物量、叶绿素含量以及保护酶系统的影响.结果表明,Cd使黑麦草根系发育受阻导致生物量下降,中等水平的Zn和Pb有利于黑麦草生物量的积累;Cd、Zn、Pb复合污染造成黑麦草叶绿体结构的破坏,使叶绿素含量减少;低水平的Cd、Zn、Pb复合污染对黑麦草CAT和POD活性起到激发作用,但随着添加水平提高,两种酶活性受到抑制.Si可以促进黑麦草根系生物量的增加,有利于根系对水分和养分的吸收,保证地上部分的养分供给,使叶片生物量增加;硅化细胞的形成有利于黑麦草叶片对光能的吸收利用,Si也使叶绿素含量增加;Si对CAT和POD有显著激活作用,从而减轻重金属复合污染对黑麦草产生的伤害.     

Experimental investigations of five different mosses on accumulation capacities of Cu,Pb and Zn

Uptake of Pb, Cu and Zn by different epiphytic moss species Floribundaria floribunda (Doz. &; Molk.) Fleisch., Taxiphyllum giraldii (C. Muell.) Fleisch. and Thuidium sparsifolium (Mitt.) Jaeg., an epilithic moss Thuidium delicatulum (L.) Mitt. and a leafy liverwort Ptychanthus striatus (Lehm. &; Linderb.) Nees. was studied experimentally. The plant bodies were treated with single metal and mixed metal solutions of Pb(NO₃)₂, CuCl₂ and ZnCl₂ at different concentrations ranging from 10^?10 to 10^?2 mol L^?1. Higher uptake of Pb, Cu and Zn by T. giraldii, T. sparsifolium and P. striatus than by F. floribunda and T. delicatulum was shown in both treatments. Compared with the single metal treatment, the uptake of Zn was very low at higher concentrations in the mixed metal treatment. A slight depletion of Zn was noticed in the long-term exposure. Leaching of naturally accumulated Zn from the mosses and leafy liverwort was also observed when treated with higher concentrated (10^?4, 10^?2 mol L^?1) Pb(NO₃)₂ and CuCl₂ solutions. Similarly, the leaching of naturally accumulated Cu was observed in leafy liverwort P. striatus with 10^?2 mol L^?1 Pb(NO₃)₂ and ZnCl₂ treatments. However, insignificant changes were observed on naturally accumulated Pb and Cu in mosses. From these experiments, the epiphytic mosses T. giraldii and T. sparsifolium, which have high Cation exchange capacity and large leaf surface area, have been found to be suitable for assessing heavy metal concentration in a moderately or slightly contaminated environment.     

Human risk assessment of As,Cd, Cu and Zn in the abandoned metal mine site

The cancer risk and the non-cancer hazard index for inhabitants exposed to As, Cd, Cu and Zn in the soils and stream waters of the abandoned Songcheon Au–Ag mine area were evaluated. Mean concentrations of As, Cd, Cu, Pb and Zn in agricultural soils were 230, 2.5, 120, 160, and 164 mg kg⁻¹, respectively. Mean concentrations of As, Cd and Zn of the water in the stream where drinking water was drawn was 246 μg L⁻¹, 161 μg L⁻¹ and 3899 μg L⁻¹, respectively. These levels are significantly higher than the permissible levels for drinking water quality recommended by Korea and WHO. The resulting human health risks to farmers who inhabited the surrounding areas due to drinking water were summarized as follows: (1) the non-cancer health hazard indices showed that the toxic risk due to As and Cd in drinking water were 10 and 4 times, respectively, greater than those induced by the safe average daily dosages of the respective chemicals. (2) the cancer risk of As for exposed individuals through the drinking water pathway was 5 in 1000, exceeded the acceptable risk of 1 in 10,000 set for regulatory purposes.     

Cd胁迫下杂交水稻对Cd的吸收及其动态变化

镉（Cd）是非必需的有毒元素,是农业环境和农产品的重要污染物,易被水稻吸收并在籽粒中积累。不同水稻品种拥有不同的独特基因,导致水稻籽粒吸收积累Cd的能力存在一定的差异。因此,开展不同水稻品种耐Cd特性及其不同生育期的吸收转运效率研究具有重要意义。本文采用水培试验,研究了两个水稻（Oryza sativa L.）品种：D83A/R527（低吸收累积Cd）和辐优838（高吸收累积Cd）在不同质量浓度Cd胁迫下籽粒Cd质量分数及不同生育时期水稻根、茎、叶内Cd的吸收积累量及其动态变化特点。结果表明,两种水稻品种在Cd胁迫下籽粒Cd积累量差异显著,辐优838在1.0 mg·L^-1 Cd质量浓度胁迫下籽粒Cd质量分数就已超过国家食品卫生标准;在1.0~3.0 mg·L^-1 Cd质量浓度胁迫下,D83A/R527籽粒内Cd质量分数仅为辐优838的50~60%。随着Cd处理浓度增加和生育时期推进,两种水稻各部位Cd吸收量均表现为逐渐增加,其增加幅度总体表现为：辐优838〉D83A/R527;不同部位中,根的积累效应最强,叶片吸收积累能力最低,辐优838茎、叶吸收积累效率分别是D83A/R527的1.5~2.0倍左右。在1.0~3.0mg·L^-1 Cd胁迫下,水稻Cd积累差异较为显著的时期为灌浆期,辐优838的根系向茎、叶的转移效率大于D83A/R527,且D83A/R527主要表现为由根系向茎Cd转移效率较高,叶片Cd积累相对较少。灌浆期是水稻籽粒干物质积累的重要时期,也是吸收累积Cd的重要时期,这为筛选低吸收积累水稻品种和调控Cd在水稻籽粒中的吸收累积奠定了重要理论基础。