Bradford法测定土壤球囊霉素相关蛋白的影响因子

土壤球囊霉素相关蛋白(glomalin-related soil protein,GRSP)是评价土壤健康的重要指标。研究了土样粒径、贮存条件和高温提取后离心延误时间3个影响因子对采用Bradford法测定GRSP含量的作用效果。结果表明,土样粒径对易提取GRSP(EEG)的提取测定影响显著,过0.074 mm孔径筛土样中提取出的EEG含量高于过0.149、0.25、1 mm孔径筛的土样;总GRSP(TG)含量的测定结果对土样粒径的变化没有明显响应,测定TG含量可采用过1 mm孔径筛的土样。贮存条件影响EEG和TG含量的测定,有机质含量低的土样室温保存18个月条件下测得的EEG含量低于-20℃保存条件下;有机质含量高的土样室温保存条件下测得的EEG含量高于-20℃保存条件下;室温保存条件下3个有机质含量水平的土样TG含量均高于-20℃保存条件下。不同样品保存方式间3个有机质含量水平的土样EEG或TG含量差异均显著。为减小有机质降解等的影响,宜低温保存土样。提取后延误离心将导致EEG含量测定值降低,因此延误时间以控制在1 h之内为宜;离心延误2 h内不同延误时间之间测得的TG含量无显著差异。     

青海湖、滇池沿岸土样中某些重金属元素的含量和差异

用AAS法对青海、滨池湖沿岸的土祥中的Cu、Ph、Zn、Ni、Mn等元素进行了测定。对所测定的结果处理和研究表明，滇池土样的5个元素含量均高于青海湖，并也高于全国及云南省的背景值。     

土壤有机质对诺氟沙星的吸附特征

通过对滇池泥炭土和周围表层土壤两种土样及由其分离出的胡敏酸(HA)、胡敏素(HM)对诺氟沙星(NOR)的吸附特征展开研究.有机元素分析结果显示,滇池周边泥炭土含有非常丰富的碳资源.NOR在土壤及其组分中表现了显著的非线性吸附特征.相对于原始土壤和HM,HA组分对NOR表现了较强的吸附作用;而且,泥炭土与表层土相比,有机碳含量较高的泥炭土对NOR的吸附也相对较高;但是无机矿物对NOR的表观吸附有显著的贡献,因此应该避免用有机碳含量对吸附系数进行标准化.随着对HA的逐级萃取,NOR在HA上吸附的非均质性越来越强.     

铅锌矿区不同程度尾矿砂重金属污染土壤的纵向微生物群落结构分析

为研究受铅锌矿区不同程度尾矿砂重金属污染土壤的纵向微生物群落结构及其与重金属含量之间的关系,在尾矿砂坝坍塌冲刷形成的河谷岸边、距离河谷800 m的柑橘园以及距离河谷2 000 m的水稻田3个采样点对垂直深度为0—20、20—40、40—60、60—80 cm处的土壤进行取样,测定土样中的重金属含量、理化性质以及土壤的微生物群落结构。结果表明:重金属在该地区土壤中存在明显的纵向迁移,重金属污染越严重的土壤中的纵向迁移就越明显;Cd污染为该地区土壤最主要的重金属污染,潜在生态危害达中等程度以上。各采样点土壤的含水率(MC)、pH在不同采样深度处无明显差异,而TC、TN与TS在不同采样深度处差别较大;通过土样重金属含量与理化性质的冗余分析发现,TN、TC以及pH与各类重金属含量呈正相关关系,而MC以及TS和各类重金属含量表现出负相关关系。受植物根系的影响,柑橘园的20—40 cm深度与水稻田的0—20 cm深度处土壤微生物群落的多样性比其他土样高。属分类水平上,各采样点纵向微生物群落差异很大,分布极其不均匀。土壤纵向微生物优势菌属与重金属含量的冗余分析表明,纵向微生物优势菌属与重金属含量关系紧密,其中Luteibacter、Effusibacillus、Solibacter、Stenotrophomonas、Tumebacillus和Paucimonas 6个菌属与土样重金属含量呈现较强的正相关关系,而Paraburkholderia、Ramlibacter、Bacillus、Pseudarthrobacter、Pseudoduganella、H16和Nitrososphaera7个菌属与土样重金属含量相关关系接近于0,这些菌属均可能具有一定的重金属耐受能力,具有被开发为土壤重金属污染微生物原位修复菌剂的潜力。     

有机污染场地浅层地下水对斑马鱼胚胎发育的生物毒性研究

以斑马鱼为受试生物,对某有机污染场地危险品仓库车间(1号样点)、氯化石蜡车间(2号样点)和厂区外(3号样点)3个不同区域的土壤浅层地下水进行斑马鱼急性毒性试验和胚胎发育毒性试验.结果表明,1号水样对斑马鱼成鱼的(￠)(72 h,LC50)为79.12％,2和3号水样对斑马鱼成鱼的(￠)(72 h,LC50)均大于100％.3种水样对斑马鱼胚胎具有不同程度的发育毒性效应,对斑马鱼胚胎的24 h卵凝结率、20s内无自主性活动和72 h孵化率都存在剂量-效应关系.3种水样对斑马鱼均具有一定的致畸效应,对斑马鱼胚胎的毒性由大到小依次为1、2和3号水样.胚胎毒性试验灵敏度高于成鱼急性毒性试验,且简单快速,可用于污染场地水样污染毒性的快速诊断,为场地的进一步危害识别与风险评估提供依据.     

碱性介质中还原高浓度Cr(Ⅵ)细菌的分离及其特性

目前国内外处理含铬废水的微生物仅局限于酸性或中性环境,且处理Cr(Ⅵ)的浓度仅为200mg L-1左右,难以工业化应用,尤其是不可能处理诸如铬渣渗滤液之类的碱性含铬废水及铬渣.本研究从铬渣堆埋场附近取得菌样,经富集、分离、驯化,得到能在碱性介质中高效还原Cr(Ⅵ)的无色杆菌属(Achromobacter sp.)菌株,该菌为G-,具有周身鞭毛及可运动性.对其生理及还原Cr(Ⅵ)的特性进行了研究,结果表明该菌嗜碱,好氧,耐盐及高Cr(Ⅵ),在有氧、pH为10.30、30℃等条件下,含Cr(Ⅵ)1 570 mg L-1的废水经该菌处理16 h后浓度降至0.6 mg L-1.处理后的沉淀物中铬以Cr(OH)3的非晶形态存在,其中总铬含量为21.44%,Cr(Ⅵ)检测不出,具有很大的回收价值.图4表3参16     

生物炭修饰材料对嘉陵江(川渝段)沿岸土吸附Cu2+的影响

为了探索生物炭修饰材料对嘉陵江流域沿岸土吸附Cu~(2+)的影响,采用生物炭(B)、磁化生物炭(MB)以及50%和100%CEC十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)修饰MB(分别以50%BS-MB和100%BS-MB表示)作为炭修饰材料,分别将其以1%(质量比)加入嘉陵江流域(川渝段)内苍溪(CX)、南部(NB)、嘉陵(JL)和合川(HC)沿岸土中,共计形成20个混合土样(以原土作为对照),批处理法研究各样品对Cu~(2+)的等温吸附和热力学特征,并对比不同温度、pH值和离子强度下的吸附差异.结果表明,不同混合土样对Cu~(2+)吸附等温线均呈"L"型且符合Langmuir模型,最大吸附量q_m保持在62.20—308.88 mmol·kg~(-1)之间.相同生物炭修饰材料添加下Cu~(2+)吸附量表现为JLNBCXHC的趋势.20—40℃范围内,各混合土样对Cu~(2+)的吸附量均随温度的升高而增加,表现为增温正效应.离子强度从0.01 mol·L~(-1)增加到0.1 mol·L~(-1),各混合土样(除HC外)对Cu~(2+)的吸附量均呈现先增后降的趋势.pH值升高有利于混合土样对Cu~(2+)的吸附.各混合土样对Cu~(2+)的吸附是一个自发、吸热和熵增的反应过程,且CEC和比表面积是决定混合土样对Cu~(2+)吸附效果的关键.     

碱性介质中还原高浓度Cr(VI)细菌的分离及其特性

目前国内外处理含铬废水的微生物仅局限于酸性或中性环境,且处理Cr(VI)的浓度仅为200mgL-1左右,难以工业化应用,尤其是不可能处理诸如铬渣渗滤液之类的碱性含铬废水及铬渣.本研究从铬渣堆埋场附近取得菌样,经富集、分离、驯化,得到能在碱性介质中高效还原Cr(VI)的无色杆菌属(Achromobactersp.)菌株,该菌为G-,具有周身鞭毛及可运动性.对其生理及还原Cr(VI)的特性进行了研究,结果表明:该菌嗜碱,好氧,耐盐及高Cr(VI),在有氧、pH为10.30、30℃等条件下,含Cr(VI)1570mgL-1的废水经该菌处理16h后浓度降至0.6mgL-1.处理后的沉淀物中铬以Cr(OH)3的非晶形态存在,其中总铬含量为21.44%,Cr(VI)检测不出,具有很大的回收价值.图4表3参16     

滇池湖滨带沉积物氮形态的空间分布

2008年4月在滇池全湖湖滨带布设23个采样点并采样,通过测量该23个表层沉积物样和16个柱状沉积物样(0～15 cm)的总氮、氨氮、硝氮和有机氮质量分数,揭示滇池湖滨带沉积物氮的李间分布.研究表明:滇池湖滨带各点位表层沉积物总氮平均质量分数为1 667mg·kg-1,低于湖区沉积物,湖滨带对湖水中氮的吸收与净化是重要原因之一.草海的污染水平高于外海,滇池外海湖滨带沉积物污染状况由北向南衰减,但南部海口出湖区湖滨带属于滇池出水口区域,其沉积物氮质量分数高于中度富营养的外海,而低于重度富营养的草海.草海和外海湖滨带沉积物总氮质量分数在2008-1992、1992-1975、1975-1960年3个时间段平均值分别为2 889.07、3 343.68、4010.20和896.57、655.37、845.01 mg·kg-1.,草海湖滨带沉积物中有机氮是总氮的主要组成部分,总氮与氨氮、硝氮、有机氮之间的相关性良好,各种形态的氮与总氮在分布情况上密切相关.而外海湖滨带沉积物中总氮仅与有机氮的相关性很好,两者的分布趋于一致,但各种形态的氮间相关性较弱、分布差异较大.     

蒙脱石-OR-SH复合体修复剂对重金属污染土壤中Cd的钝化效果

利用溶剂分散法成功地将功能基团—SH嫁接到蒙脱石上,得到蒙脱石-OR-SH复合体材料,该复合体材料对Cd的饱和吸附容量可达37.82 mg·g-1(0.1 mol·L-1KNO3体系)和69.13 mg·g-1(不考虑离子浓度影响).通过小白菜盆栽和大田试验探讨了该复合体材料对Cd污染土壤的钝化效果.结果表明,在Cd污染土壤上施加蒙脱石-OR-SH复合体材料后,土壤中可交换态Cd形态占比分别低了64.51%(原土)和80.37%(3 mg·kg-1Cd含量的成化土),铁锰氧化结合态Cd形态占比分别提升了176.66%(原土)和418.31%(3 mg·kg-1Cd含量的成化土),降低了毒性元素Cd在土壤中的活性和可移动性,有效地固定了土壤中的Cd,小白菜中镉含量比对照分别降低了57.14%(原土)和60.64%(3 mg·kg-1Cd含量的成化土),同时能促进小白菜的生长.     

基于熵权物元模型的土壤养分评价:以新疆干旱区艾比湖流域人工绿洲为例

调查新疆艾比湖流域人工绿洲并按不同土地利用类型分层采集土样,以土壤有机质(OM)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、速效氮(AN)和速效磷(AP)、速效钾(AK)含量这7项土壤肥力因素为土壤养分评价指标,建立熵权物元(EWME)模型评价人工绿洲15个不同样地59个土样的土壤养分等级。结果表明,人工绿洲土壤养分总体处于极贫乏等级,TK和AK为土壤肥力优势因子,OM、TN、TP、AN和AP为限制因子,农业施肥应具有针对性;不同土地利用类型土壤养分状况不同,耕地养分含量最高,林地次之,这与人工干扰程度有较大关联性;整体而言,不同土层的养分水平变化不明显。在自然状况下,深层土养分含量高于表层土。在人为种植利用状况下,表层土养分含量高于深层土。评价结果符合当地的生产实际状况,EWME模型在人工绿洲土壤养分评价中具有较好的适用性。     

华北平原地区某铅冶炼厂附近土壤重金属有效性研究(Heavy Metal Availability in Soil near a Lead Smelter in the North China Plain)

为研究华北平原地区某铅冶炼厂对附近农田土壤和居民点内土壤重金属有效性的影响,在距离冶炼厂烟囱1000m和2500m处设置A1和A2两个采样断面(两断面间有一居民点),采取0～20cm土样,测定DTPA-Ni、Cu、Pb、Zn和Cd含量.结果表明,A1断面DTPA-Ni、Cu、Pb、Zn和Cd平均含量均低于A2断面.A1断面土壤DTPA-Pb和Cd变化范围分别为7.18～37.8和0.250～0.950mg·kg-1,平均值分别为25.2和0.580mg·kg-1;A2断面DTPA-Pb和Cd变化范围分别为14.7～133和0.280～2.35mg·kg-1,平均值分别为59.9和1.16mg·kg-1.所有样品的DTPA-Ni、Cu和Zn含量均小于5.5mg·kg-1.随着采样点距离冶炼厂烟囱距离的增加,土壤中DTPA-Ni、Cu、Pb、Zn和Cd含量呈非线性下降,可用幂方程(Ni、Cu和Pb)或对数方程(Zn和Cd)拟合.用Pb和Cd的拟合方程计算得到的研究区内居民点中心位置土壤DTPA-Pb和Cd含量分别为30.0和0.731mg·kg-1,高于地带性土壤背景值.DTPA-Ni、Cu、Pb、Zn和Cd的含量之间均存在极显著线性正相关关系(p<0.01).以上结果表明,冶炼厂造成研究区内土壤Pb和Cd有效性远高于正常水平,并导致Ni、Cu和Zn有效性有一定程度的升高,附近居民点内居民受到土壤高铅和高镉有效性的威胁;土壤铅和镉升高的范围达到距离冶炼厂烟囱2.8km以外区域.     

超富集植物李氏禾对铬诱导的氧化胁迫响应

为探讨超富集植物李氏禾(Leersia hexandra Swart)耐受和超富集重金属铬的生理机制,采用水培法,研究不同质量浓度、不同价态的铬处理及不同处理时间对李氏禾幼苗不同部位抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性及丙二醛(MDA)含量的影响.结果表明,随着铬胁迫时间的延长,SOD、POD、CAT三种酶活呈现逐步升高的趋势.随着铬胁迫质量浓度的增加,MDA逐渐升高,3种抗氧化酶先升后降,Cr33 质量浓度为40 mg·L-1和Cr6 质量浓度为20 mg·L-1时分别出现峰值.Cr3 质量浓度低于40 mg·L-1,Cr6 质量浓度低于20 mg·L-1时,抗氧化酶在李氏禾应答铬胁迫的反应中起重要作用,超过此质量浓度范围,抗氧化酶系统将受到损害.     

干旱区绿洲耕层土壤重金属铬含量的高光谱估测

土壤重金属铬含量的高光谱估测技术较传统测量方法具有无污染、方便快捷进行动态监测的优势。对新疆渭干河-库车河三角洲绿洲耕层土壤98个样品的原始光谱反射率R分别进行倒数1/R、对数lg(R)、倒数对数lg(1/R)以及微分变换。不同处理结果与实测土壤重金属铬含量进行相关分析从而筛选出具有极显著相关的特征波段(P0.001)。以不同变换处理下的特征波段反射率作为自变量,土壤铬含量为因变量,采用多元线性逐步回归、偏最小二乘回归、BP神经网络和随机森林回归方法构建土壤重金属铬含量的高光谱估测模型,并对最优估测结果进行克里格空间插值。结果表明,(1)原始光谱反射率的微分变换处理可有效提升光谱与土壤重金属铬含量之间的敏感性,其中经微分变换后的土壤光谱反射率与铬含量的相关系数由0.487显著提高到0.669(P0.001)。(2)综合比较各模型的训练集和验证集估测结果,经倒数对数一阶微分[lg(1/R)]′处理后的BP神经网络模型具有较高的估测精度和很强的稳定性,可作为研究区土壤重金属铬含量的最优估测模型,其决定系数(Rd~2)在0.8以上,均方根误差(RMSE)小于6.5,相对分析误差(RPD)大于2。(3)研究区土壤重金属铬含量具有中等空间变异性,低含量区域主要分布在新和县和沙雅县的外缘地带,而位于库车市东北部区域的耕层土壤铬含量达到最高水平。受人类活动影响该绿洲的土壤污染问题日趋严重,耕层土壤重金属铬含量呈现出较高含量的空间分布。     

铬胁迫下不同品种小麦萌发和内源激素的变化

采用K2(CrO4)3溶液,设5个浓度,对3种不同抗性的小麦品种(新麦19、矮抗58和豫麦18)进行萌发期胁迫处理,研究了幼苗的发芽势、发芽率、根长、芽长及内源激素含量的变化.结果表明:(1)随着铬浓度的增加,发芽势、发芽率和芽长均基本呈"先升后降"趋势;(2)同一浓度铬处理下,发芽率、发芽势和芽长从大到小的顺序依次为:新麦19、矮抗58、豫麦18,根长从大到小的顺序为:豫麦18、新麦19、矮抗58;(3)150 mg L-1的铬胁迫下,IAA与ABA在小麦幼苗、幼根中含量降低,在籽粒中含量升高,其中新麦19籽粒和根芽中ABA含量均高于其他品种的;(4)不同浓度铬胁迫下,IAA/ABA值在新麦19中最低,变化幅度最小,新麦19表现出较强的抵抗铬胁迫能力.图3表1参20     

利用紫露草微核技术监测滇池水质污染

以蒸馏水和自来水处理作阴性对照,以不同浓度的ＮａＮ３,ＨｇＣｌ２处理作阳性对照,用紫露同核监测法对滇池１１个样点的水样进行了监测评价;结果表明：滇池１１个样点的水样均使使紫露草四分体微核率增加;紫露草微核监测与化学监测结果是基本一致的;将１１个样点的水质污染分为三种程度,重污染,中污染和轻污染。     

巢湖东半湖饮用水源区沉积物药品和个人护理品(PPCPs)分布与生态风险

采用超声溶剂萃取(USE)、固相萃取(SPE)组合前处理和超高液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)方法,对巢湖东半湖饮用水源区120 km~2范围内的14个采样点的沉积物中28种药品和个人护理品(PPCPs)进行了检测,并评估其生态风险.结果显示,在检测的28种PPCPs中,有21种在所有样点均未检出,有3种在部分样点达到检出限、但未达到定量限,有4种在部分样点达到了定量限,分别是苯扎贝特(BF)、咖啡因(CAF)、四环素(TCN)、泰妙菌素(TIA).4种PPCPs的最大含量分别为:BF 6.19μg·kg~(-1)、CAF 3.30μg·kg~(-1)、TCN 7.06μg·kg~(-1)、TIA 27.60μg·kg~(-1),其定量检出率分别为:BF 35.7%、CAF 28.6%、TCN 21.4%、TIA 85.7%.沉积物PPCPs含量在沿岸带高于敞水带,且沿主湖流方向自西向东呈降低趋势.分析了PPCPs分布与沉积物性质的关系,发现其与部分理化指标存在正相关或负相关关系.采用风险商(RQ)法对4种检出的PPCPs进行生态风险评估,显示在78.5%的采样点对藻类有中等风险或高风险,对无脊椎动物、鱼类在42.9%的采样点存在中等风险,其余为低风险.巢湖东半湖饮用水源区沉积物PPCPs的生态风险需引起重视.     

埇桥环境高风险区河流沿岸土壤重金属污染及生态风险评价

以安徽省宿州市埇桥区奎河、沱河岸边2 000 m范围内的9个村庄作为研究区域,在距离河岸500 m、1 000 m、2 000 m处采集表层土壤样品.使用ICP-MS法检测土壤样品中砷、镉、铬、镍、铅、铜和锌7种重金属的含量,并通过单因子评价法、内梅罗污染指数法及潜在生态风险指数法,评价奎河、沱河周边土壤的污染等级和潜在生态风险.共采集土壤样品27个,砷、镉的超标率为100%(27个),锌超标率37.0%(10个),镍超标率29.6%(8个),铜超标率25.9%(7个),铬超标率22.2%(6个),铅不超标.砷、镉、铬、镍、铜、锌的浓度均超过其背景值.单因子评价结果显示镉为中度污染,砷、铬为轻度污染,其他镍、铅、铜、锌4种重金属属于轻微污染范畴.内梅罗综合污染指数结果显示,奎河、沱河周边土壤综合指数为3.1,属于重度污染.奎河、沱河附近土壤的土壤生态风险值为166.8,该地区生态风险等级为强烈风险.评价结果显示该地区土壤存在一定程度的重金属污染,其生态风险已经超过可接受水平,亟待治理.     

武汉市郊区设施蔬菜地土壤重金属含量及其生态风险

采用野外调查采样和室内分析相结合的方法,对武汉市郊部分设施蔬菜地土壤5种重金属砷(As)、汞(Hg)、铬(Cr)、镉(Cd)、铅(Pb)的累积现状和潜在生态风险进行了分析评价.结果表明,研究区土壤中As、Hg、Cr、Cd、Pb的平均含量分别为0.06、0.15、19.85、1.07、5.44 mg/kg,其中Cd和Hg的平均含量分别达到湖北省土壤背景值的9.41和2.36倍;设施蔬菜地土壤中不同重金属的单因子污染状况具有Cd>Hg>Cr>Pb>As的特征,就综合污染指数而言,Cd元素是污染发生的主要贡献因子;从多种重金属潜在综合生态风险指数(RI)来看,研究区仅有18.23%的采样点达到中等生态风险,其余样点的潜在生态风险指数在轻微风险水平范围内.图4表3参15     

滇池宝象河表层沉积物重金属含量空间分布特征及污染评价

为揭示滇池主要入湖河流沉积物重金属含量空间分布特征和污染状况,本研究在宝象河流域10个关键监测位点采集河流表层沉积物,运用X射线荧光光谱仪对其Zn、Cu、Cr、Pb、Ni含量进行测试,并使用地累积指数法、富集系数法、潜在生态风险评价法对该流域重金属污染状况进行评价.结果表明:(1)研究区Zn、Cu、Cr、Pb、Ni的含量分别为70—253、68—274、0—151、0—110、62—94 mg·kg-1,其含量均值分别是区域背景值的1.97、4.24、2.17、2.41、2.36倍.(2)3种评价结果表明,Zn在河流下游达到中等污染水平,富集程度也为中度;Cu在河流上游达到较强污染水平,并出现显著富集的情况;Cr、Pb、Ni在宝象河大部分河段为中等污染水平,富集程度也为中度.单一重金属污染程度依次为:CuNiPbCrZn,其中Cu在个别样点的生态危害系数超过40,属于中等生态危害,其余样点各种重金属生态危害系数都小于40,为轻微生态危害;各样点多种重金属潜在生态危害指数RI值均小于150,表现为轻微生态危害.从生态风险贡献率来看,Cu是宝象河重金属污染的主要贡献元素,应加以防范.