耐镉菌株的分离及其对Cd2+的吸附富集

采用梯度浓度驯化的方法,筛选分离出一株能高度耐镉和富集镉的菌株,初步鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.).该菌株在含Cd2+浓度4500mg/L的液体细菌培养基中能够生存,当Cd2+浓度为100mg/L时,pH值为6～8有利于提高菌株耐镉能力.Cd2+为低浓度时菌株积累Cd2+,菌体对Cd2+浓度为100mg/L的积累率达99.1%,冻干菌体对Cd2+的吸附量为8.786mg/g干菌体;当Cd2+浓度大于909mg/L时,菌体表现出外排Cd2+现象.红外分析和电镜观察表明,菌株细胞壁在吸附Cd2+中起重要作用,67.4%的Cd2+吸附在细胞壁上.     

耐镉菌种的筛选培养及其对镉的吸附研究

通过实验从镉污染土壤中初筛得到了5株细菌和2株酵母菌,分别对这7株菌进行了耐镉性研究,通过对其生物量的比较,得到了2株（TLB-1和TLB-2）耐镉性较强的细菌。TLB-1和TLB-2在最佳条件下培养后,考察了TLB-1和TLB-2菌在不同吸附时间、pH值、Cd2＋浓度和温度等条件下的吸附效果。实验结果表明,这2株细菌都能在有Cd2＋的情况下存活,并且对Cd2＋具有良好的吸附效果,其吸附率可分别达到79.85%和89.04%。     

镉砷污染土壤“三高”富集植物筛选与修复成本分析

文章通过湖南镉砷复合污染矿区筛选的具有高生物量、高富集量、高利用价值的10种"三高"富集植物进行大田对比试验,拟确定其修复效果,为湖南镉砷复合污染植物修复技术提供支撑。结果表明,不同富集植物的生物量,镉(Cd)、砷(As)含量及积累量皆差异显著。籽粒苋和秋葵可作为Cd污染土壤的修复植物,其Cd含量分别为东南景天的11.0%(P<0.05)和15.4%(P<0.05),但积累量分别比景天高133.3%(P<0.05)、131.3%(P<0.05);地肤和水稻Cd含量略低于籽粒苋和秋葵,其Cd积累量与景天相当;但所有植物As含量远低于蜈蚣草,As积累总量也较低,皆不适合作为As污染土壤的修复植物。从修复成本上看,人力成本平均占植物修复成本的81.7%,不同植物修复成本差异主要发生在除草和秸秆离田的人力成本和种子种苗的生产资料成本上。可见,筛选"三高"富集植物是植物修复的关键环节,而采用种植技术成熟、种子繁殖且生长快的富集植物则是降低植物修复成本的关键;籽粒苋和秋葵可作为Cd污染土壤的修复植物,地肤和水稻也可选择性的作为Cd污染土壤的修复植物。     

镉超富集植物筛选研究进展

我国金属矿山、冶炼企业周边土壤镉污染现象十分严重,利用超富集植物修复镉污染土壤有其特殊优势。植物修复方法的关键是选择对镉有耐性和有超富集特性的植物——超富集植物。概述了超富集植物的概念和特征,并对镉超富集植物的筛选工作进展进行了综述。     

三岔河沿岸植物铅、镉富集特性的研究

以紫茎泽兰（EupatoriumadenophorumSpreng）、青蒿（HerbaArtemisiaeAnnuae）、三叶鬼针草（Bidenspilosa）、野牡丹（MelastomaAfffine D．Don）、光叶蕨（Knuiwatsukiacuspidata）为例,分别在河边、路边、山上和污水灌溉的旱地4个采样点采取5种植物的根部和茎叶,测量重金属元素Pb、Cd的含量、富集系数和转移系数并分析数据。结果表明,各种植物不同器官在不同环境中对重金属元素Pb、Cd的富集和转移水平各不相同,就平均水平来说三叶鬼针草对重金属Pb、Cd的富集系数较大,转移系数也高,但其对Pb的转移量明显高于Cd的转移量;紫茎泽兰对重金属元素Cd的富集和转移速度相对高于其它4种植物,说明紫茎泽兰对Cd的吸收和转移比较快,可作为受镉污染土壤进行改良的备选植物种。     

3种海洋硅藻藻粉吸附水中镉离子特性研究

利用3种海洋硅藻(角毛藻、菱形藻、海链藻)干粉对水中重金属镉离子进行吸附.实验结果表明,3种海洋硅藻对Cd~(2+)的吸附容量在一定范围内均与吸附时间、Cd~(2+)初始浓度和温度3个变量分别呈正相关关系.3种硅藻干粉对Cd~(2+)的吸附均很好地符合Pseudo二级动力学模型;吸附等温数据均更符合Langmuir等温吸附;在不考虑温度对吸附焓和吸附熵影响的前提下,计算得到的3种海洋硅藻的ΔG值均小于0.以上结果表明,3种海洋硅藻对Cd~(2+)的吸附过程是一个自发进行、有化学吸附参与的以单分子层吸附为主的吸附过程.角毛藻、菱形藻和海链藻最大实验吸附容量分别为275.25、303.75和224.36 mg·g~(-1),大大高于已报道各类生物吸附剂.以吸附容量最大的菱形藻干粉为吸附剂,考察实际水体中可能存在物质对其吸附性能的影响.结果表明,菱形藻对Cd~(2+)的吸附容量随着溶液中盐(Na Cl、Ca(NO_3)_2、Mg(NO_3)_2)浓度和浊度的增加而下降,而随着腐植酸浓度的增加不断升高.最后,利用HCl对吸附Cd~(2+)后的菱形藻进行解吸附再生实验,结果表明HCl可有效解吸菱形藻上的Cd~(2+),实现Cd~(2+)的脱附回收.     

重金属镉污染土壤的微生物影响研究进展

镉污染严重影响了土壤微生物生物量碳氮、土壤基础呼吸、土壤酶活性以及种群结构,破坏了土壤微生物的正常组成区系,抑制了土壤微生物代谢功能,降低了土壤微生物活性,造成土壤重金属污染,威胁到人类生活健康。近二十年来,研究土壤微生物与土壤重金属污染之间的关系已成为国内外环境科学领域的一个热点,而镉污染对土壤微生物生物量、微生物活性、群落结构影响研究也已取得一定进展,可为镉污染土壤微生物修复技术提供理论依据。     

耐盐好氧反硝化菌筛选及其反硝化特性的研究

为了筛选耐盐好氧反硝化菌,对活性污泥进行耐盐与好氧反硝化驯化后,分离得到具有很强反硝化能力的菌株GQ-42,经菌落形态特征观察、生理生化测定及16S rDNA测序及同源性比较等过程,鉴定为蜡状芽孢杆菌.通过对菌株GQ-42进行反硝化特性的研究,确定适宜的反硝化条件为:碳氮比≥6,温度26～38℃,pH6.0～9.0,溶...     

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.     

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.     

钒镉复合污染对水稻吸收积累镉、钒和磷的影响

采用溶液培养法研究钒与镉复合污染对水稻生长及其吸收积累镉的影响,以便弄清在钒与镉复合污染条件下水稻的生长情况.试验结果表明,钒镉复合污染可影响水稻的生长发育.在培养液镉浓度(1 0mg·L-1)不变的情况下,随着溶液中钒浓度的增加,水稻根长、根系和茎叶的干重不断减少.当溶液中钒浓度达到1 6mg·L-1和3 2mg·L-1时,水稻茎叶和根系干重减少分别达到显著水平(p<0 05).钒镉复合污染也影响水稻植株对磷、钒和镉的吸收与积累.当培养液中镉浓度不变时,随着溶液中钒浓度的增加,水稻根系和茎叶中的磷浓度不断降低,而钒含量却不断提高,根系比茎叶积累更多的钒.此外,钒可抑制水稻植株对镉的吸收与积累.     

赤泥对堆肥腐熟度及其产品对稻米Cd阻控效果

以赤泥作为堆肥添加剂进行鸡粪好氧堆肥试验,分析了堆肥过程中赤泥对温度、pH值、电导率（EC）及种子发芽指数（GI）的影响.通过三维荧光与紫外-可见光光谱特征解析堆肥过程中腐殖酸（HA）组分的演变特征.并利用盆栽实验探索堆肥产品对矿区土壤中稻米镉的阻隔效果.结果表明,赤泥的添加提高了堆体高温期的温度.EC较堆肥前均显著降低,但赤泥堆肥EC （4.29mS/cm）显著高于鸡粪堆肥EC （3.59mS/cm）.鸡粪堆肥与赤泥堆肥的GI随着堆肥时间的增长而升高,在堆肥结束时分别达到100.2%和96.44%,说明2种堆肥产品均未表现出植物毒性.2种堆肥HA中类蛋白质等物在堆肥过程中均转化为较为稳定的类腐殖质物质,HA的SUVA₂₅₄、SUVA₂₈₀和A_226~400在堆肥结束后也显著提高,表明堆肥的腐殖化程度升高.此外,赤泥的添加提高了腐殖化参数数值,证明赤泥的加入能够加速堆肥腐殖化进程.在盆栽实验中,鸡粪堆肥与赤泥堆肥均提高了土壤的pH值,降低了土壤中DTPA-Cd和糙米中Cd的含量.其中,施用2g/kg赤泥堆肥后,糙米Cd含量降低幅度最大,为58.68%,水稻糙米中Cd的含量由未施用堆肥的0.42mg/kg降低至0.17mg/kg.因此,赤泥的添加可以在一定程度上提高堆肥效率,同时施加堆肥产品对土壤Cd的生物有效性及水稻植株内Cd起到抑制与阻隔作用,且施加赤泥堆肥效果更为显著.     

土壤重金属污染的生物修复技术

随着城市化和工业化的加速,土壤的重金属污染问题日趋严重。生物修复技术作为一种环境友好型治理措施越来越受到关注,其主体主要包括植物修复、动物修复以及微生物修复。文章首先综述了生物修复土壤重金属污染的机理及其研究进展,其中植物修复包括降解、提取、挥发、根系钝化以及固定等,而微生物修复机理主要包括生物富集、生物吸着以及生物转化;其次分析了生物修复技术的局限性,如超富集植物积累重金属的单一性,植物的生长速度慢、积累效率低、适应性弱,微生物的种间拮抗作用等;最后对其发展前景提出展望,认为通过加强国际交流,重视多学科的交叉应用,以及合理配置人才与资源等措施,有利于突破技术瓶颈,发展出更具应用价值的复合修复技术。     

Adsorption characteristics of copper, lead, zinc and cadmium ions by tourmaline

The adsorption characteristics of heavy metals： Cu（Ⅱ）, Pb（Ⅱ）, Zn（Ⅱ） and Cd（Ⅱ） ions on tourmaline were studied. Adsorption equilibrium was established. The adsorption isotherms of all the four metal ions followed well Langmuir equation. Tourmaline was found to remove heavy metal ions efficiently from aqueous solution with selectivity in the order of Pb（Ⅱ）〉Cu（Ⅱ）〉Cd（Ⅱ）〉Zn（Ⅱ）. The adsorption of metal ions by tourmaline increased with the initial concentration of metal ions increasing in the medium. Tourmaline could also increase pH value of metal solution.The maximum heavy metal ions adsorbed by tourmaline was found to be 78.86, 154.08, 67.25, and 66.67 mg/g for Cu（Ⅱ）, Pb（U）, Zn（Ⅱ） and Cd（U）, respectively. The temperature （25-55℃） had a small effect on the adsorption capacity of tourmaline. Competitive adsorption of Cu（Ⅱ）, Pb（Ⅱ）, Zn（Ⅱ） and Cd（Ⅱ） ions was also studied. The adsorption capacity of tourmaline for single metal decreased in the order of Pb〉Cu〉Zn 〉Cd and inhibition dominance observed in two metal systems was Pb〉Cu, Pb〉Zn, Pb〉Cd, Cu〉Zn, Cu〉Cd, and Cd〉Zn.     

Nano-selenium controlled cadmium accumulation and improved photosynthesis in indica rice cultivated in lead and cadmium combined paddy soils

Selenium nanoparticles (Se NPs) are less toxic and more biocompatible than selenite or selenate. However, studies involving spraying with Se NPs for reducing accumulation of cadmium (Cd) and lead (Pb) in rice grains have been rarely reported as yet. Herein, indica rice seedlings cultivated in Cd+Pb-spiked paddy soils (denoted as positive control) were sprayed with Se NPs sols for four times from tillering to booting stage. Compared to positive control, 50–100 μmol/L Se NPs downregulated Cd transporters-related genes such as OsLCT1, OsHMA2 and OsCCX2 in leaves and OsLCT1, OsPCR1 and OsCCX2 genes in node I at filling stage. Meanwhile, Se-binding protein 1 was distinctly elevated, involving the repression of Cd and Pb transportation to rice grains. Se NPs also differentially improved RuBP carboxylase and chlorophylls especially some key genes and proteins involving photosynthetic system. Besides, 25–50 μmol/L Se NPs diminished reactive oxygen species overproduction from NADPH oxidases whereas boosted glutathione peroxidase, reducing protein carbonylation in rice seedlings. However, the antioxidant isozymes and oxidatively modified proteins were slightly rebounded at 100 μmol/L. Se contents were noticeably elevated and confirmed to exist as selenomethionine in the rice grains following all the treatments by Se NPs. Thus, the optimal dosage of Se NPs for foliar application is 50 μmol/L, which significantly decreased Cd accumulation, improved photosynthesis and Se enrichment whereas caused no distinct reduction of Pb in the grains. Thus, an appropriate dosage of Se NPs can be conducted to decrease Cd accumulation, improve photosynthesis, and organic Se contents in rice grains.     

粉葛对农田土壤镉的富集特征

选用生长速度快、生物量大、经济价值高的富集植物是重金属生物修复新的突破口。为研究粉葛对农田土壤镉(Cd)的富集特征,采用大田试验探讨3种污染程度下粉葛不同部位葛根(葛粉和葛渣)、葛头、主藤、侧枝和叶片中Cd浓度。结果表明：粉葛不同部位中Cd浓度表现为侧枝（8.96 mg/kg）>主藤（6.85 mg/kg）>叶片（5.22 mg/kg）>葛头（2.80 mg/kg）>葛渣（1.36 mg/kg）>葛根（1.21 mg/kg）>葛粉（0.16 mg/kg）,且随土壤污染程度增加而增加,表现为中、高污染显著高于低污染（P<0.05）。除葛根外,粉葛其他部位对土壤Cd的富集系数均大于1(1.09~8.65),转运系数为2.59~8.98。粉葛各部位中Cd的分配率表现为侧枝（35.64%~43.81%）>主藤（21.55%~25.49%）>叶片（15.40%~23.63%）>葛根（7.03%~9.94%）>葛头（5.99%~9.57%）。粉葛各部位生物量表现为葛根>侧枝>叶片>主藤>葛头,粉葛对Cd移除量随土壤污染程度递增,具体为高污染(45.39 g/hm²)>中污染(39.96 g/hm²)>低污染(16.56 g/hm²)。总体上,粉葛各部位中Cd浓度与土壤有机质、有效态Cd、总Cd浓度呈显著正相关,而与土壤pH均呈负相关。在Cd污染农田土壤治理中,粉葛(用作葛粉)对Cd污染农田土壤修复具有应用价值。

     

镉抗性菌株的筛选及对番茄吸收镉的影响

通过在培养基中加入一定浓度的镉(CdSO₄8H₂O, Cd 200mg/L),从土壤中分离到3株具有很强的镉抗性细菌,经初步鉴定,它们分别属于假单胞菌属和芽胞杆菌属(编号分别为NJ3、NJ9、RJ16).将分离到的3株菌分别接种到添加镉(200mg/kg)的土壤并进行番茄盆栽试验,结果表明,供试抗性菌株均能显著促进植株生长,活化植株根际镉,接RJ16菌株处理的番茄地上部植株干重、根际有效镉含量及植株吸收的镉含量分别比不接菌对照增加64.2%,46.3%,107.8%,而接NJ3和NJ9菌株处理的番茄植株吸收的镉与对照植株吸收的镉没有显著差异.     

重庆市大气TSP中重金属分布特征

分析了重庆市主城 7区渝中区、九龙坡区、渝北区、南岸区、江北区、沙坪坝区以及清洁对照区 (北碚区 )的总悬浮颗粒物(TSP)监测结果。结果表明 :重庆市 7区中 ,只有渝中区和北碚区达到国家二级标准 ,而九龙坡区、渝北区、江北区、南岸区和沙坪坝区均超过国家二级标准 (<0 .2 mg/ m3) ,说明重庆市颗粒物污染严重 ,空气质量不容乐观。用等离子体发射光谱仪 (ICP- AES)测定分析了 TSP中 5种重金属 ,结果显示 :九龙坡区 Cd和 Pb含量平均值最高分别为 0 .0 1 2 1μg/ m3,0 .4632μg/ m3,Zn的含量渝中区最高为 1 .52 2 5μg/m3,Cu和 Cr的含量沙坪坝区最高分别为 0 .1 2 96μg/ m3、0 .471 9μg/ m3。富集因子法分析结果显示 :主城 7区 TSP中 5种重金属的富集系数均大于 1 0 ,而且大 1～ 3个数量级 ,说明重庆市的重金属污染主要来自于人类活动。     

桃江河沉积物中重金属污染特征及风险评价

以赣江上游桃江河沉积物为研究对象,通过采集45个平水期表层沉积物样品,分析Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb和W 7种元素含量,查明沉积物中重金属污染特征,结合主成分分析和相关性分析方法探讨表层沉积物中重金属的来源,并采用地累积指数法和潜在生态风险指数法对沉积物中重金属进行了评价.结果表明,桃江河沉积物中Cu、Zn、As、Cd、Pb和W的平均含量均超过赣州市土壤环境背景值;主成分提取的两个主成分的累积贡献率为58.22%,结合Pearson相关性分析结果,表明Cu、Zn、As、Cd、Pb、W主要来源于矿业活动和城市生活排放等人为活动的影响,Cr主要来源于自然源的影响;地累积指数法评价结果表明,桃江河沉积物Cd为主要污染元素,表现为偏重污染程度,Cu呈偏中污染程度,Zn、As和W这3种元素则表现为轻度污染程度,而Cr和Pb则无污染;潜在生态指数评价结果表明,Cr、Cu、Zn、As、Pb、W均属于低生态风险等级;Cd为严重生态风险等级.潜在生态风险指数(RI)为53.60～7379.35,其中低级、中度、重度生态风险的样点分别占13.33%、17.78%、17.78%,而严重生态风险的样点占51.11%,中度生态风险及以上的点位占据85%以上,可见桃江河沉积物中重金属存在极为严重生态风险.