三叶鬼针草毛状根的诱导及其对重金属Cd、Pb蓄积

利用发根农杆菌诱导植物毛状根多被利用于药用植物生物技术工程方面.目前植物修复也利用毛状根生长快,侧根分支多与污染源接触表面积大等优点进行污染水体的修复.三叶鬼针草自然植株具有重金属Cd的超富集能力,本文利用发根农杆菌C58C1诱导三叶鬼针草叶片产生毛状根,在1/2MS的液体培养基能稳定、正常生长,并表现对重金属Cd、Pb极强的忍耐和蓄积能力.单一处理时,三叶鬼针草毛状根在Cd≤50μmol·L-1和Pb≤25μmol·L-1时均能正常生长,生物量积累与对照没有明显差异;随处理浓度增加,当Cd≥100μmol·L-1、Pb≥50μmol·L-1时,毛状根生物量积累明显受到抑制.Cd-Pb复合处理时,低浓度Cd(25μmol·L-1)与Pb复合处理,随Pb浓度增加(25、100、200μmol·L-1)三叶鬼针草毛状根生物量逐渐减少,抑制效应随Pb增加而加剧;高浓度Cd(200μmol·L-1)与Pb复合处理,随Pb浓度增加(25、100、200μmol·L-1)生物量逐渐减少,抑制效应随Pb增加而加剧.高浓度Cd与Pb复合处理,毛状根生长受到抑制更严重.单一处理时,当Cd≤50μmol·L-1时,随处理浓度增加Cd蓄积量增加,当Cd≥100μmol·L-1时,重金属蓄积量明显降低,随处理浓度进一步增加,重金属蓄积量已无明显变化.Pb≤100μmol·L-1处理时,毛状根对Pb蓄积量随处理浓度增加微弱降低,但不明显;当Pb≥200μmol·L-1时,随处理浓度增加,毛状根对Pb蓄积量明显降低.Cd-Pb复合胁迫,低、中Pb(Pb≤100μmol·L-1)促进毛状根对Cd富集,高浓度Pb(Pb≥200μmol·L-1)则抑制Cd的富集;低浓度Cd仅对低浓度25μmol·L-1时Pb有微弱促进积累效应,其余均抑制Pb富集.这说明三叶鬼针草毛状根可作为重金属Cd、Pb污染水体潜在的植物修复新材料.     

石油烃、Cu2+对沙蚕的毒性效应及对其抗氧化酶系统的影响

在实验室模拟条件下,研究了石油烃和不同浓度的Cu2 对沙蚕(Nereis diversicolor)种群的毒性效应及对其抗氧化酶系统活性的影响.结果表明:石油烃和Cu2 对沙蚕均表现出较强的毒性,暴露3d后,其LD50值分别为117.5μL·L-1和864.0μg·L-1.Cu2 单因子污染暴露5d后,沙蚕体内过氧化物酶(POD)的活性受到显著影响,表现出先受到抑制后缓慢增加的趋势,超氧化物歧化酶(SOD)的活性也发生显著变化,其变化趋势为先被诱导而后抑制.石油烃以其约为半致死剂量水平单因子暴露5d后,POD的活性并未被显著诱导,SOD的活性则低于对照组.在石油烃与Cu2 复合污染的条件下,暴露5d后沙蚕体内POD和SOD活性表现出相同的变化趋势,即先下降后上升.通过比较,还发现沙蚕体内SOD的活性变化更能灵敏地反映出污染物对沙蚕的毒性作用.     

Cu2+对两种生态型鸭跖草Cu积累和抗氧化酶的影响

在Hoagland培养基中加入CuSO4模拟Cu2 污染环境,比较了不同Cu2 浓度([Cu2 ])对鸭跖草(Commelina communis L.)耐性生态型和敏感生态型的耐性、Cu积累和抗氧化酶[过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)]的影响.结果表明,两种生态型鸭跖草的Cu2 中毒临界浓度和中毒症状有明显的差异,[Cu2 ]≥40祄ol/L时,耐性生态型鸭跖草的耐性明显高于敏感生态型.耐性生态型鸭跖草叶和根中的Cu2 含量都明显高于敏感生态型,根中更为明显.不同生态型甚至同一生态型不同器官的POD、CAT、SOD活性对Cu2 的敏感性不同.一般来说,根对Cu2 的敏感性高于叶;POD活性对Cu2 的敏感性高于CAT和SOD.根比叶在清除丙二醛(MDA)的过程中起更重要作用.耐性生态型鸭跖草叶和根中CAT、POD和SOD活性、叶中MDA的变化并没有与根中MDA含量的变化趋势(大幅增加)保持一致,表明除了抗氧化酶外,可能还存在其他机制影响耐性生态型与敏感生态型鸭跖草在Cu2 耐性上的差异.     

锯齿新米虾对Cu2+和毒死蜱毒性的生理响应

为研究水生生物对水体中重金属和有机磷农药毒性的生理响应,以锯齿新米虾为试验生物,采用半静止毒性试验方法,分别研究了Cu2+和毒死蜱5 d暴露时间对锯齿新米虾肌肉组织生理指标的影响.结果表明,锯齿新米虾暴露在不同浓度Cu2+和毒死蜱溶液下,随着暴露时间的延长,肌肉组织蛋白浓度均有不同程度的降低.Cu2+溶液较低浓度组(0.086 mg·L-1和0.172 mg·L-1)和毒死蜱较高浓度组(0.006 0μg·L-1和0.012 0μg·L-1)中,总SOD活性表现抑制效应;Cu2+溶液较高浓度组(0.344 mg·L-1和0.688 mg·L-1)表现为"抑制-诱导-抑制"的变化趋势,而毒死蜱较低浓度组(0.001 5μg·L-1和0.003 0μg·L-1)表现为"抑制-诱导"的变化趋势;暴露在Cu2+和毒死蜱溶液下,MDA含量变化相似,且在一定浓度范围内,随着Cu2+和毒死蜱浓度增加,MDA含量呈逐渐上升的趋势,说明Cu2+和毒死蜱加快了锯齿新米虾肌肉组织脂质过氧化作用;ACh E活性在Cu2+和毒死蜱溶液中表现为抑制效应,且在Cu2+和毒死蜱溶液的较高浓度组中,其活性随浓度的增加而呈逐渐降低的趋势,说明Cu2+和毒死蜱对锯齿新米虾肌肉组织的正常生理功能产生了影响,其浓度越高,产生的损伤效应越大.研究表明,鉴于不同浓度的Cu2+和毒死蜱溶液对锯齿新米虾肌肉组织的损伤程度不同,总SOD、MDA和ACh E可以作为评价重金属和有机磷农药对锯齿新米虾急性毒性效应的生理指标.     

铜绿假单胞菌ZGKD2的重金属耐性机制研究

从煤矸石中分离的耐Cd2+铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)ZGKD2具有多种重金属耐性,研究其铁载体产生特征和重金属耐性机制对于开发土壤重金属污染修复技术具有重要意义.在牛肉膏蛋白胨培养基中分别添加200～3 000μmol.L-1的Cd2+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Pb2+或Mn2+等重金属,ZGKD2菌株的最大生长量随着重金属浓度的增加而降低,不同浓度重金属对ZGKD2菌株产碱能力无明显影响.ZGKD2菌株生长进入稳定期时,用0、200、600、1 000μmol.L-1的Cd2+、Cu2+、Zn2+、Ni2+或0、1 000、2 000、3 000μmol.L-1的Pb2+、Mn2+处理2 h,SOD和CAT活性随重金属浓度增加而增加.ZGKD2菌株在MSA培养基中能产生铁载体,200～1 000μmol.L-1的重金属Cd2+或Zn2+可显著诱导铁载体的产生,Ni2+和Mn2+的作用较小,Cu2+则抑制;ZGKD2菌株的产铁载体能力与重金属耐性能力相关.这些结果表明ZGKD2菌株的产碱、产铁载体特性以及抗氧化酶活性提高可能是其耐重金属的主要机制.     

不同Zn水平下辣椒体内Cd的积累、化学形态及生理特性

采用盆栽试验研究了重金属Cd(20mg·kg-1)污染下,叶面喷施不同浓度Zn(0、100、200、400、600μmol·L-1)对辣椒生长、叶绿素含量、抗氧化酶活性以及辣椒体内Cd形态和积累量的影响.结果表明,在Zn≤400μmol·L-1范围内,辣椒叶、茎、根、果实干重及叶片叶绿素a、b含量随Zn浓度不断增加而增加;高量Zn(600μmol·L-1)抑制了辣椒的生长、降低了叶片叶绿素含量.在Zn≤400μmol·L-1范围内,辣椒叶SOD和CAT活性随Zn浓度增加而降低,辣椒叶的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性在400μmol·L-1Zn时达到最低,当Zn400μmol·L-1时,SOD和CAT活性呈上升趋势.叶面喷施Zn使辣椒茎、根及果实中Cd含量分别降低了2.7%～5.4%、7.5%～28.1%和7.6%～21.8%.与对照相比较,叶面喷施Zn的辣椒果实Cd总提取量、氯化钠提取态Cd、去离子水提取态Cd以及乙醇提取态Cd含量分别降低了7.7%～21.8%、4.11%～23.6%、54.5%～66.8%和4.8%～86.7%,但醋酸提取态和残渣态增加了28.0%～68.0%和12.6%～25.0%.     

水介质中C60纳米晶体颗粒与Cu2+对小鼠腹腔巨噬细胞的复合毒性研究

为考察C60纳米晶体颗粒和Cu2+复合体系的生物毒性,本文以小鼠腹腔巨噬细胞RAW264.7作为受试对象,研究了C60纳米晶体颗粒物(n C60)和Cu2+对RAW 264.7的复合毒性影响.结果表明,当单独暴露n C6024 h,n C60浓度为6.6 mg·L-1时,细胞活性降低了45%,n C60浓度为9.9 mg·L-1时,细胞活性降低了70%,表现出剂量-毒性效应和时间-毒性效应.水中出现Cu2+可以降低n C60的细胞毒性,当Cu2+浓度为2 mg·L-1,n C60浓度为6.6 mg·L-1时,细胞的活性降低至25%,当Cu2+浓度为5 mg·L-1,n C60浓度为9.9 mg·L-1时,细胞的活性下降至15%.研究表明,n C60表面能够吸附Cu2+,并且吸附符合Langmuir吸附等温模型.n C60纳米晶体颗粒表面对Cu2+的吸附,可能是n C60对细胞毒性降低的重要原因.     

Fe/Cu催化还原降解饮用水中溴氯乙腈的性能研究

为了降低饮用水在氯消毒过程中产生的消毒副产物(DBPs)溴氯乙腈(BCAN)对人体带来的健康危害,采用Fe/Cu催化还原的方法降解饮用水中低浓度的BCAN,考察了BCAN的降解效果和其影响因素,探讨了其降解机制及动力学规律.结果表明,Fe/Cu具有更强的还原降解BCAN的能力,与零价铁相比,Fe/Cu(质量比为10∶1)的降解效率是其1.5倍.随着Fe/Cu投加量的增加,BCAN的去除率有明显的提高,对于初始浓度为20μg·L-1的BCAN溶液,当Fe/Cu(质量比为10∶1)投加量由5g·L-1增加到10 g·L-1,反应150 min后,去除率由51.1%增加到89.5%.BCAN降解效率随着温度的升高逐渐提高,BCAN初始浓度的变化对Fe/Cu去除BCAN的去除效果影响不大,Fe/Cu降解BCAN符合一级反应动力学规律.     

Cu、Pb、Cd、Hg亚致死浓度对三疣梭子蟹幼体的影响

为了解海洋重金属污染对三疣梭子蟹的危害,进行了Cu、Pb、Cd、Hg对三疣梭子蟹幼体影响的试验.结果发现,当Cu浓度为0.005mg·L-1(Cu渔业水质标准的1/2倍,简称1/2倍组,下同)以下时,蟹幼体能正常发育至2期幼蟹;Cu浓度为0.01 mg·L-1(1倍组)时蟹幼体也能发育至2期幼蟹,但在试验第19d全部死亡;Cu浓度为0.02 mg·L-1时(2倍组)蟹幼体仅发育至1期后就全部死亡;Cu浓度为0.04mg·L-1(4倍组)和0.08 mg·L-1(8倍组)时蟹幼体只能发育至大眼幼体就全部死亡.Pb浓度为0.025 mg·L-1(1/2倍组)、0.0125 mg·L-1(1/4倍组)时,蟹幼体能正常发育至2期幼蟹;Pb浓度为0.05 mg·L-1(1倍组)时蟹幼体能发育至2期幼蟹,但在试验的第20d全部死亡;Pb浓度为0.1 mg·L-1(2倍组)和0.2 mg·L-1(4倍组)时,幼体仅发育至1期幼蟹就全部死亡;Pb浓度为0.4 mg·L-1(8倍组)时,幼蟹仅只能发育至Z4就全部死亡.Cd浓度为0.00125 mg·L-1(1/4倍组)时,蟹幼体能正常发育至2期幼蟹;Cd浓度为0.0025 mg·L-1(1/2倍组)仅有1期幼蟹出现,至试验结束时虽未死亡,但未能变态为2期幼蟹;Cd浓度为0.005 mg·L-1(1倍组),仅只有1期幼蟹出现就全部死亡;Cd浓度为0.01mg·L-1(2倍组)、0.02 mg·L-1(4倍组)时,仅只能发育至大眼幼体就全部死亡;Cd浓度为0.04 mg·L-1(8倍组),幼体仅只能发育至Z4就全部死亡.Hg浓度为0.0005 mg·L-1(1倍组)时,三疣梭子蟹幼体均能正常发育至2期幼蟹;Hg浓度为0.001 mg·L-1(2倍组)只能发育至1期幼蟹就全部死亡;Hg浓度为0.002 mg·L-1(4倍组)、0.004 mg·L-1(8倍组)仅只能发育至Z4就全部死亡.以上结果说明,Cu浓度为0.005mg·L-1(1/4倍组),Pb浓度为0.025 mg·L-1(1/2倍组)、Cd浓度为0.00125 mg·L-1(1/4倍组)和Hg浓度为0.000125 mg·L-1(1/4倍组)以下进行三疣梭子蟹幼体培育比较安全.     

低分子有机酸对土壤中Cu化学形态的影响

向石英砂岩坡积物发育的红壤中添加系列浓度CuSO4模拟土壤Cu污染,然后加入不同浓度的低分子量有机酸培养,采用改进的BCR连续提取法评价低分子有机酸对重金属Cu形态的影响.结果表明,对不同程度的Cu污染(Cu 0～400mg·kg-1)土壤,随着有机酸添加浓度的升高,最具活性的弱酸溶解态Cu含量均有不同程度的提高,土壤重金属Cu得到活化;Cu活化效果随柠檬酸浓度升高而升高,随酒石酸和草酸浓度升高呈先上升后基本不变趋势;整体活化效果是柠檬酸>酒石酸≈草酸.可还原态Cu随着有机酸浓度的增加而减少,其中添加柠檬酸的处理减少最明显.当有机酸浓度为10 mmol·kg-1、20 mmol·kg-1时,酒石酸和草酸、柠檬酸活化Cu效果分别达到最优.     

Cu/Cu_2O材料的制备及形貌调控研究

目的一步制备和调控Cu/Cu_2O材料。方法采用水热法合成Cu/Cu_2O材料,通过改变反应时间、温度,原料投料量以及乙醇和水混合溶液中溶剂比等参数来调控Cu/Cu_2O复合材料的晶体形貌和Cu含量。结果增加氨水和甲酸使用量会明显提升Cu/Cu_2O复合材料中的Cu含量,硝酸铜和混合溶液(乙醇+水)中水量增加会使Cu/Cu_2O复合材料中Cu含量减少,而反应时间和反应温度均不会使复合材料中Cu量发生变化。氨水和甲酸使用量的增加,会使样品从菜花状、正八面体或十二面体向类球状转变。而硝酸铜和混合溶液(乙醇+水)中水量增加恰好使得样品形貌向相反方向变化。另外,反应温度过高会使得晶体向正八面体转变并且逐渐出现孔隙。结论通过改变样品合成参数可成功调控Cu/Cu_2O复合材料中Cu含量和形貌。     

Cu污染土壤-水稻系统中Cu的分布特征

对太湖流域某地误用硫酸铜废水灌溉导致的污染土壤和作物体铜（Ｃｕ）含量分析表明：Ｃｕ 主要富集于表层土壤,受Ｃｕ 污染的表层土壤Ｃｕ 含量是该地区非污染区的１．６～５．１倍． 受Ｃｕ 污染的农田种植水稻其糙米、稻壳和稻草中Ｃｕ 含量分别是非污染区的１１．１～４．６、１８．３～３．７ 和９．３～２．３ 倍． Ｃｕ 在水稻植株体分配是：稻草＞ 稻壳＞ 糙米． 土壤Ｃｕ 含量与稻草和稻壳Ｃｕ含量之间符合指数函数关系,与糙米Ｃｕ 含量之间符合线性函数关系． Ｃｕ 污染导致水稻减产１８％ ～２５％ ;主要是由于水稻Ｃｕ中毒影响水稻根系生长发育,抑制水稻分蘖和减少有效穗数． 如果不采取治理措施,使受Ｃｕ 污染土壤Ｃｕ 含量下降到该地区非污染区水平至少需要１５～９２ａ． 因此,对污染土地采取治理是必要的．     

Co-exposure of sulfur nanoparticles and Cu alleviate Cu stress and toxicity to oilseed rape Brassica napus L.

Experiments were performed to explore the impact of sulfur nanoparticles (SNPs) on growth, Cu accumulation, and physiological and biochemical responses of oilseed rape (Brassica napus L.) inoculated with 5 mg/L Cu-amended MS medium supplemented with or without 300 mg/L SNPs exposure. Cu exerted severe phytotoxicity and inhibited plant growth. SNPs application enhanced the shoot height, root length, and dry weight of shoot and root by 34.6%, 282%, 41.7% and 37.1%, respectively, over Cu treatment alone, while the shoot and root Cu contents and Cu-induced lipid perodixation as the malondialdehyde (MDA) levels in shoots and roots were decreased by 37.6%, 35%, 28.4% and 26.8%. Further, the increases in superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX), glutathione reductase (GR) and glutathione S-transferase (GST) enzyme activities caused by Cu stress were mitigated in shoots (10.9%–37.1%) and roots (14.6%–35.3%) with SNPs addition. SNPs also positively counteracted the negative effects on shoot K, Ca, P, Mg, Mn, Zn and Fe contents and root K, Ca, Mg and Mn contents from Cu exposure alone, and significantly promoted the nutrients accumulation in plant. Additionally, in comparison with common bulk sulfur particles (BSPs) and sulfate, SNPs showed more positive effects on promoting growth in shoots (6.7% and 19.5%) and roots (10.9% and 15.1%), as well as lowering the shoot Cu content (40.1% and 43.3%) under Cu stress. Thus, SNPs application has potential to be a green and sustainable technology for increasing plant productivity and reducing accumulation of toxic metals in heavy metal polluted soils.     

鸭跖草(Commelina communis)对铜的耐性和积累研究

采用溶液培养法 ,研究了生长于铜矿山上的鸭跖草 (Commelinacommunis)和生长于正常土壤中的鸭跖草对Cu的耐性和吸收积累的差异 .实验显示 ,随着溶液中Cu浓度的增加 ,生长于矿山的鸭跖草的干重、生长速率均增加 ,而生长于非矿山的鸭跖草的干重、生长速率降低 ,2种鸭跖草体内含Cu总量和根、茎、叶Cu含量均随着培养液Cu浓度的增加而增加 ,两者呈明显正相关 .在相同Cu处理浓度下 ,矿山的鸭跖草体内Cu的含量高于非矿山的鸭跖草体内Cu含量 ;Cu在 2种鸭跖草体内各器官的分布一致 ,均为根 >茎 >叶 .在高Cu浓度处理下 ,矿山的鸭跖草地上部Cu含量 根Cu含量的比值不超过 1,但随着溶液中Cu浓度的增加而增加 ;而非矿山的鸭跖草除去对照处理 ( 0 2 5μmol L)外 ,地上部Cu 根Cu比值为 40— 2 40 μmol L ,随着溶液中Cu浓度的增加而增加 ,其比值超过了 1,但到了 3 2 0 μmol L时开始急剧下降 .结果表明矿山的鸭跖草已形成对Cu的耐性     

土壤吸铜特性对铜毒性临界值的影响

本文选用四川紫色土共8个样品,进行了莴苣、辣椒的土培试验和Cu吸附试验,结果表明,土壤吸Cu能力因土壤不同而异,吸Cu特征指数按红棕紫泥>紫泥土>夹砂泥>豆办泥>大土泥>红砂土>红紫泥>砂土递减,高量Cu处理对莴苣、辣椒均有毒害,导致减产,不同土壤上Cu毒性大小的顺序正好与吸Cu特征指数相反,但是对于特定的作物都统一于平衡溶液浓度:莴苣0.5μg/mL,辣椒2.5μg/mL,初步认为,使用等温吸附方法估测作物Cu毒性临界值是可行的。     

Cu/ZnO-RGO的抗菌性能及应用

采用溶胶-凝胶法制备铜锌复合氧化物（Cu/ZnO）,并将Cu/ZnO纳米粒子负载到还原氧化石墨烯（RGO）表面制备Cu/ZnO-RGO复合材料.对Cu/ZnO-RGO复合材料进行表征分析及抗菌性能考察,结果表明,Cu/ZnO纳米粒子成功负载在RGO表面,负载前后Cu/ZnO纳米粒子形态不发生改变,复合材料纯度较高.Cu/ZnO-RGO复合材料对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌均有着优异的抗菌性能,可以破坏细菌细胞膜,导致细菌内容物流出,延长细菌进入对数生长期所需的时间.当RGO质量分数为15%?Cu/ZnO-RGO复合材料使用量为120μg/mL时,在循环冷却水系统中作用2h即可拥有96.76%的抗菌率.     

城市垃圾焚烧飞灰中Cu、Zn的去除研究

文章研究了城市垃圾焚烧飞灰中Cu、Zn的含量、形态分布及几种螯合剂、天然有机酸及其钠盐和无机酸对其中Cu、Zn的去除能力。结果表明:飞灰中Cu、Zn含量很高,主要以残渣态存在;供试螯合剂和天然有机酸及其钠盐对Cu、Zn的去除效果以DTPA最好;EDTA-Na2与天然有机酸复合可提高去除效果,而与其钠盐复合后对Cu的去除效果变化不大,对Zn的去除略有降低;DTPA与天然有机酸及其钠盐复合后而对Cu的去除变化较大,对Zn的去除变化很小;高浓度酸对Cu、Zn的去除能力较低浓度酸强。     

表面活性剂强化污泥生物淋滤Cu、Zn的研究

通过接种经Tween-80驯化培养的污泥混合硫杆菌,研究了不同浓度表面活性剂Tween-80对污泥生物淋滤过程中重金属Cu、Zn溶出效果的影响.同时探讨了Tween-80对混合硫杆菌氧化元素硫能力的影响.结果表明,投加0.5~8.0g/L Tween-80能促进硫杆菌氧化元素硫,并随着投加量的增加,元素硫的氧化率提高.但是在污泥生物淋滤实验中,随着Tween-80投加量增加,这种促进作用先加强后被抑制.Tween-80最佳投加量为6.0g/L,这时元素硫的生物氧化率显著提高,污泥酸化加快,经过8d的淋滤,Cu和Zn的淋滤效果可达到最佳,溶出率分别为91.9%和90.4%,而对照组在第10d淋滤效果达到最佳,分别为80.1%和85.2%.但是当Tween-80浓度大于6.0g/L时,硫杆菌的生长和繁殖受到抑制,使生物淋滤反应速度减缓,去除效率较低.     

小白菜对猪粪中高Cu和Zn的富集与转运

近年来,规模化养猪中Cu和Zn广泛应用于饲料添加剂,导致猪粪含大量的cu和Zn.猪粪土地利用中高Cu和Zn导致的环境污染和植物效应已引起了人们的高度关注.研究高Cu和Zn的猪粪施入土壤后典型蔬菜对Cu和Zn的富集和转运,可为有机蔬菜安全生产和品质提高提供科学依据,对粪便中重金属的健康风险评价具有重要的参考价值.本研究以...