环草隆对城市绿地重金属污染土壤有机氮矿化、基础呼吸及相关酶活性的影响

城市土壤重金属和有机污染物复合污染广泛存在,而城市草坪除草剂的应用使城市绿地土壤的农药污染问题成为了新的关注点。为了准确评价城市绿地重金属污染土壤的农药污染生态风险,选择不同重金属污染程度的土壤为研究对象,以土壤有机氮矿化量、基础呼吸以及土壤酶活性为指标,采用室内模拟试验方法,探讨了草坪除草剂环草隆污染对土壤微生物的生态毒理效应。结果表明:(1)土壤有机氮矿化、基础呼吸、芳基硫酸酯酶和碱性磷酸酶对重金属和环草隆污染响应较为敏感,脲酶和蔗糖酶对重金属和环草隆污染不敏感。(2)环草隆浓度为0~1 000 mg·kg~(-1)范围内,和污染较轻的样点N土壤的碱性磷酸酶活性抑制(激活)率的线性相关关系显著,和污染较为严重的样点D和G土壤的芳基硫酸酯酶活性抑制(激活)率的线性关系显著。(3)土壤中环草隆对样点D和G土壤芳香硫酸酯酶活性、对样点N土壤碱性磷酸酶活性抑制(激活)率的EC10分别为568 mg·kg~(-1)、1 306 mg·kg~(-1)(抑制值)和56 mg·kg~(-1)(激活值)、99 mg·kg~(-1),EC50分别为1 901 mg·kg~(-1)、3 806 mg·kg~(-1)、2 321 mg·kg~(-1)。以上研究结果能够为城市土壤重金属和农药复合污染生态风险评价提供基础数据和技术方法。     

氯氰菊酯与Cd2+对土壤微生物量及酶活性的联合效应

为了揭示氯氰菊酯与Cd2+复合污染对土壤环境质量的影响变化规律,采用室内模拟试验方法,研究氯氰菊酯(5、20和50 mg·kg-1)单一污染、Cd2+(5和20 mg·kg-1)单一污染及氯氰菊酯与Cd2+[(5+5)mg·kg-1和(20+20)mg·kg-1]复合污染对土壤微生物量碳(MC),微生物量氮(MN)及蛋白酶、蔗糖酶、脲酶活性的影响.结果表明,复合污染、Cd2+单一污染均可降低MC和MN值,表现为抑制效应;而氯氰菊酯单一污染则表现为激活效应,且该效应与氯氰菊酯浓度呈正相关.氯氰菊酯单一污染对土壤蛋白酶活性影响较小,对蔗糖酶活性影响呈现先抑制后激活再恢复的效应,对脲酶活性影响呈现先激活再恢复的效应.(5+5)mg·kg-1复合污染处理土壤酶活性与对照相比差异较小,而(20+20)mg·kg-1复合污染可有效激活蔗糖酶活性,抑制脲酶活性.以复合污染指标Pd判定氯氰菊酯与Cd2+的交互效应,结果表明,氯氰菊酯与Cd2+复合污染对土壤质量的影响表现为加和效应.     

毒死蜱对紫金山森林土壤酶活力及微生物毒性影响研究

毒死蜱是有机磷类农药,对乙酰胆碱酯酶具有抑制作用,在农业虫害防治中应用广泛。为掌握毒死蜱对森林土壤酶活力和土壤微生物生态效应,选择紫金山森林土作为受试土壤,采用室内培养法,研究了毒死蜱对土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶,以及土壤呼吸强度和氮素硝化作用的影响。结果表明:试验期间,1.25 mg a.i.·kg-1、12.5 mg a.i.·kg-1和125 mg a.i.·kg-1毒死蜱对土壤脲酶、酸性磷酸酶总体表现为抑制作用;对土壤蔗糖酶和过氧化氢酶的影响与暴露剂量和暴露时间有关,在60 d时,Z1低剂量处理组(1.25 mg a.i.·kg-1)蔗糖酶和过氧化氢酶可恢复,Z100高剂量处理组(125 mg a.i.·kg-1)抑制作用不能解除。试验初期,毒死蜱对土壤呼吸强度有一定刺激作用随后逐渐恢复;对土壤氮硝化作用影响表现为先促进后抑制,且抑制作用有长期影响。由此可知,毒死蜱使用对紫金山森林土的土壤酶活性和土壤微生物产生毒性效应,具有一定生态风险。     

环草隆与镉复合污染对城市绿地重金属污染土壤有机氮矿化量、基础呼吸和土壤酶活性的影响

环草隆是北方城市应用较为广泛的一种草坪除草剂,重金属镉是土壤中常见的重要污染物,二者在土壤生态系统中存在联合暴露的潜在风险。为了准确评价城市绿地土壤重金属和农药复合污染的生态风险,选择不同重金属污染程度的土壤为研究对象,在室内模拟条件下,探讨了环草隆与镉复合污染对土壤有机氮矿化量、基础呼吸及土壤酶活性的影响。研究发现:环草隆与镉复合污染对各试验指标的影响均达到极显著水平(P0.01);与镉复合污染能明显改变环草隆的微生物毒性效应,并且Cd对环草隆毒性效应的影响与二者浓度配比有很大关系,Cd浓度由1 mg·kg-1升高到10 mg·kg-1,环草隆浓度与样点G土壤有机氮矿化量变化率的线性关系由正相关变为负相关;复合污染下,根据剂量-效应关系计算的EC50值27.6~848mg·kg-1,远远高于环草隆草坪建议施用量(3.33 mg·kg-1);土壤中环草隆与镉复合污染的联合毒性效应受土壤理化性质及重金属含量影响较大,另外,二者复合效应也会随污染物浓度及试验指标的不同而不同。以上研究结果能够为城市土壤重金属和除草剂复合污染生态风险评价提供基础数据和技术方法。     

镉对不同硝酸盐累积型小白菜及根际土壤氮素转化的影响

镉污染是农业生态和农产品安全的重大威胁。采用盆栽方法,对比分析硝酸盐高、低累积型品种的小白菜Brassica chinens(前者为品种H,抗病矮脚黄;后者为品种L,金夏时青梗菜)对镉污染的响应,探究不同镉水平对小白菜-土壤系统氮素吸收和转化效应,以期为城郊蔬菜的安全生产提供依据。结果表明,在土壤镉质量分数为0~0.5 mg·kg-1时,小白菜生长不受影响,品种间氮素累积量为品种H品种L。随着镉质量分数的增加,2个品种小白菜生物量均显著降低,品种H单株鲜质量最大降幅达20%,表现更为敏感。镉质量分数高于0.5 mg·kg-1时,显著降低了品种H的氮素吸收和利用,而对低累积品种影响不显著。2个品种小白菜体内硝酸盐含量均在较低的镉质量分数(0.5~1.0 mg·kg-1)处理下有所降低,而当镉质量分数达5.0 mg·kg-1时有所增加,同样是品种H表现更为敏感。随着镉污染水平的增加,小白菜体内镉积累量显著增加,其中品种H在镉质量分数达5.0 mg·kg-1时,累积速率明显降低。通过一元二次模型拟合镉和土壤无机氮质量分数可以得出,镉质量分数为7.1 mg·kg-1时,2个品种小白菜土壤无机氮质量分数均达到最高,分别为34.83和23.73 mg·kg-1。不同品种小白菜在镉污染水平较低时,均具有一定的抗性,而随着镉含量的增加,不同品种对镉毒害响应不同。因此,城郊土壤不同镉污染区域小白菜的种植可依据其品种特性进行选择,从而为蔬菜的生长和土壤的改良提供保障。     

电池企业铅污染土壤稳定化修复实验研究

采用电池企业的场地土壤进行实验,研究了铅污染土壤中混合施加过磷酸钙(C)、膨润土(B)和腐殖酸(H)后对土壤中铅形态及浸出毒性的影响,同时研究了在相同固定剂组合中改变单一固定剂投加量对土壤修复效果的影响。结果表明,(1)经不同配比的C+B、B+H、和H+C组合方式处理后,土壤中铅的有效态质量分数明显降低,而有机结合态和残渣态质量分数增加。固定时间为40 d时,其修复效果优于25 d。修复后土壤的有效态铅大部分转化为有机结合态,其中经过20%B+20%H和10%H+6%C处理后,有效态铅质量分数降低幅度较大,分别从331.3 mg·kg-1降至91.8 mg·kg-1和96.57 mg·kg-1;相应地,有机结合态铅质量分数增加幅度也较大,分别从57.19 mg·kg-1升至264.28 mg·kg-1和267.99 mg·kg-1;(2)C+B组合投加处理中,土壤修复效果随膨润土投加量增加而降低,B+H组合投加处理中,土壤修复效果随着腐殖酸投加量的增加而增加,H+C组合投加处理中,随过磷酸钙投加量增加,土壤修复效果也呈增加趋势。(3)经不同处理固定修复后,土壤浸出液中铅的质量浓度大幅降低,对周周水环境的风险降低。     

Cu、抗生素协同污染对土壤微生物活性的影响

随着畜禽养殖业的规模化发展,重金属和抗生素在土壤环境中协同污染的几率不断升高。为分析和评价重金属、抗生素协同污染对土壤微生物生态系统的影响,以Cu、磺胺甲基嘧啶为添加毒物,其中,Cu的添加质量分数为0、100、500mg·kg-1;磺胺甲基嘧啶的添加质量分数为0、5、25、50、100mg·kg-1,采用室内培养试验的方法研究分析了cu、磺胺甲基嘧啶协同污染对土壤微生物微生物基础呼吸、微生物量碳、微生物量氮、硝化势、尿酶以及脱氢酶等土壤微生物指标的影响。结果表明,与磺胺甲基嘧啶单独污染处理相比,在Cu的质量分数为100mg·kg。协同污染污染下土壤微生物呼吸,土壤微生物量碳、氮以及土壤尿酶等指标的活性均明显增加;即表明它们对Cu与磺胺甲基嘧啶的协同污染表现出不同程度的交互抗性;在cu的协同污染质量分数为500mg·kg-1,Cu与磺胺甲基嘧啶对土壤各微生物指标则基本表现为协同抑制作用;在不同剂量Cu的协同污染处理下,当磺胺甲基嘧啶处理质量分数≥10mg·kg-1时,各土壤微生物指标的活性随着其处理质量分数的增加而显著降低,表现出很好的剂量依赖效应。因此,低剂量的Cu．磺胺甲基嘧啶协同污染可能会诱导土壤微生物对二者产生交互抗性;而高剂量协同污染则对土壤微生物生态功能产生较为严重的协同抑制作用。     

有机酸对铬超富集植物李氏禾吸收Cu的影响

许多研究表明有机酸的施加对植物吸收重金属的量具有不同的影响.文章采用盆栽试验研究了EDTA、柠檬酸、草酸和酒石酸对土壤中Cu的活化和李氏禾(Leersia hexandra Swartz)吸收Cu的影响.结果表明,当向土壤中施加质量摩尔浓度为2 mmol·kg-1的EDTA时,土壤中Cu质量分数为220.16 mg·kg-1与空白土壤中500.31 mg·kg-1相比明显减少,说明EDTA可以极显著的降低土壤中的铜质量分数,使其转化成水提取态的Cu浮于土壤表面,并大部分聚集在根部周围,同时向土壤中施加EDTA不但促进了对Cu的活化而且显著提高了李氏禾对Cu的吸收,叶中最高质量分数达到336.54 mg·kg-1是对照中80.34 mg·kg-1的四倍;而柠檬酸、草酸和酒石酸则抑制了Cu的活化,但对李氏禾地上部分的Cu质量分数影响不大.有机酸对Cu的影响相对较弱,除EDTA显著降低了土壤中Cu质量分数外,其他有机酸对Cu的活化和李氏禾吸收Cu的影响与对照均没有明显差异.     

甲磺隆结合残留对土壤酶活性的影响

为了研究甲磺隆结合残留对土壤酶活性的影响,将黄粉土(水稻土)经甲磺隆结合残留处理98天,检测土壤脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性.结果表明,甲磺隆结合残留对土壤酶活性的影响不仅与甲磺隆结合残留处理浓度和培养时间有关,同时还与土壤酶种类有关.培养前期(第14天前),甲磺隆结合残留对土壤酸性磷酸酶和过氧化氢酶具有抑制作用,而对土壤脲酶和蔗糖酶的影响则表现为低浓度时激活,高浓度时抑制;培养后期(第14天后),甲磺隆结合残留对土壤脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶具有激活作用,在一定浓度范围内(0.050~0.281mg·kg-1)对土壤蔗糖酶也具有一定激活作用;就土壤酶而言,在污染早期,土壤过氧化氢酶对甲磺隆结合残留较敏感,可以作为表征甲磺隆结合残留土壤污染的生物活性指标.     

多氯联苯对我国土壤微生物的生态毒理效应

作为持久性有机污染物(POPs),多氯联苯(PCBs)一旦进入土壤将长期存留并对土栖生物产生潜在危害。土壤微生物是土壤生态系统重要组成部分,研究外源PCBs对土壤微生物的生态毒理效应,筛选出指示PCBs污染的敏感指标并获取可靠的生态毒理数据十分重要。研究以江西红壤和天津潮土为供试土壤,在室内25℃连续培养28 d的条件下进行了生态毒理实验,选择了微生物量碳、呼吸强度、代谢熵、硝化作用、脱氢酶活性、脲酶活性和微生物群落功能多样性为微生物指标。结果显示:1)在28 d培养时间内,多氯联苯(PCBs)的毒性作用随培养时间的延长而增强,且在红壤中的毒性作用强于在潮土中,表明PCBs对土壤微生物的毒性作用存在时间效应并受土壤性质的影响。2)各微生物指标的敏感性不同,微生物量碳、脲酶活性和微生物功能多样性对PCBs污染反应不够敏感,而土壤呼吸强度、代谢熵、硝化作用和脱氢酶活性对PCBs污染反应敏感。3)14 d时,红壤中PCBs对脱氢酶活性、呼吸强度和代谢熵的EC10值分别为1.20、3.18和1.09 mg·kg-1,而在潮土中分别为6.31、4.73和50 mg·kg-1;28 d时,红壤中PCBs对硝化作用、脱氢酶活性、呼吸强度和代谢熵的EC10值分别为2.32、0.77、0.51和0.71mg·kg-1,而在潮土中分别为5.91、1.65、3.00和50 mg·kg-1。综合考虑经济和实际需要等因素,建议将呼吸强度、硝化作用和脱氢酶活性作为PCBs污染土壤生态毒理评价中的首选敏感指标,并建议培养时间设置为28 d。