稀土钇对蚯蚓的急性毒性及蚓体内蓄积研究

文章以蚯蚓为指示生物,分别采用滤纸接触法和自然土壤法研究了稀土元素钇对蚯蚓的急性毒性效应。结果表明,滤纸接触法测得钇对蚯蚓的半数致死浓度LC50为0.18 g/L;土壤法所测LC50值为1.08 g/kg。可见,稀土钇对蚯蚓具有毒性作用,但属低毒级,并且自然土壤法中蚯蚓的半数致死浓度要低于滤纸接触法中的结果。应用ICP-AES分别研究了2种实验方法中钇在蚯蚓体内的富集情况,发现硝酸钇浓度及染毒时间、蚯蚓的死亡率及速度和钇在蚯蚓体内的富集三者存在显著的相关性。     

蚯蚓对城市污泥中铅的富集作用

根据蚯蚓能提高土壤自净能力并对重金属有富集作用的生物学特性,研究了在不同浓度梯度下重金属铅(Pb)对蚯蚓的急性毒性效应和蚯蚓对污泥中重金属Pb的富集效应.结果表明:在Pb浓度为3 000 mg/kg以下时,蚯蚓未出现明显的毒性效应,说明蚯蚓对重金属有一定的耐受性;当Pb浓度达到3 500mg/kg时,供试组蚯蚓全部死亡,说明蚯蚓对Pb的耐受性有一定的限度;蚯蚓对Pb 有较强的富集能力,其富集程度随污泥中Pb浓度的增加而增加,并呈现较好的线性关系.     

土壤和茶树对稀土元素的富集作用

稀土元素广泛应用于作物增产,但它对生态环境的影响却不甚了解,春茶萌芽时使用稀释300倍的稀土微肥南大2998茶素喷施叶面,分别于3、6、9、12个月时测定土壤和茶树中稀土元素的含量变化和累积情况。结果指出：施用稀土后短时间内,土壤和茶树中稀土元素的含量均比未施用稀土时有不同程度的增加,经过较长时间后,上层土壤中的稀土元素向下层土壤迁移,并在下层土壤中富集;而茶树的根、茎中稀土含量均表现为下降,叶中的含量呈不同变化趋势,即铈组稀土含量上升3.74mg/kg,钇组稀土含量下降0.91mg/kg,表明茶叶对铈组稀土有较强的富集作用。     

稀土元素钇对土壤微生物活性的影响

通过室内培养实验研究了稀土元素钇对土壤中细菌、真菌、放线菌三大微生物数量和土壤酶活性的影响。结果表明:在低浓度的情况下,钇对细菌、真菌、放线菌均表现为刺激作用,最大刺激率,细菌为16.8%,真菌为31.1%,放线菌为41.8%,在高浓度下表现为抑制作用,外源稀土对三大微生物起抑制作用的临界浓度分别为1 000 mg/kg、500 mg/kg、500 mg/kg。而在土壤酶活方面,钇对过氧化氢酶的作用只表现为抑制作用,并且在低浓度时下降的更为显著;钇对蛋白酶活性的影响表现为低浓度促进,最大刺激率达到了54.8%,而在高浓度抑制,最大抑制率为23.3%,且产生抑制作用的临界浓度为1 000 mg/kg;而钇对脲酶的影响不是很明显。因此微生物指标可以用作稀土环境风险的判断指标。     

铬铜镍在芦竹中的富集与分布

研究芦竹(Arundo donax Linn)在Cr、Cu、Ni污染湿地中的富集能力以及三种重金属在植株中的分布情况。结果表明:生长期8个月后,芦竹在20.4和55.0mg/kgCr污染湿地中,对Cr的富集量:根13.86mg/kg(DW)和15.29mg/kg(DW);茎1.37mg/kg(DW)和3.59 mg/kg(DW);叶6.37mg/kg(DW)和8.22mg/kg(DW)。在51.3和105mg/kgCu污染湿地中,对Cu的富集量:根35.6mg/kg(DW)和44.1mg/kg(DW);茎3.30mg/kg(DW)和4.14mg/kg(DW);叶6.75mg/kg(DW)和8.86mg/kg(DW)。在61.0和103.0mg/kgNi污染湿地中,对Ni的富集量:根20.37mg/kg(DW)和26.74mg/kg(DW);茎11.86mg/kg(DW)和13.03mg/kg(DW);叶12.2mg/kg(DW)和15.77mg/kg(DW)。三种金属在植株中的分布情况很相似,都是根>叶>茎,生物富集系数(Bioconcentration factor)均<1。可以认为芦竹对这三种重金属能富集,但不具备超富集植物的特征。     

土壤锑胁迫下赤子爱胜蚓在个体和细胞水平的毒性效应

随着锑(Sb)矿的开采,Sb及其化合物对矿区周围生物暴露风险增大,Sb污染研究在国内外日益受到重视. 为阐明矿区Sb污染土壤对周边生物的毒性效应,本文通过向人工土壤添加焦锑酸钾(KSbO₆H₆)模拟受污染土壤,分别探究了Sb对土壤无脊椎模式生物——赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)存活、Sb富集、总蛋白、抗氧化系统酶、丙二醛(malondialdehyde, MDA)的影响,并利用生物标志物响应指数(biomarker response index, BRI)对Sb胁迫下蚯蚓的毒性效应进行综合评价. 结果表明:①蚯蚓死亡率与土壤Sb浓度和暴露时间剂量效应关系明显,经计算蚯蚓56 d LC₅₀为4 380.37 mg/kg. ②蚯蚓对Sb仅有少量吸收,最高处理组(12 800 mg/kg)在暴露56 d后Sb富集量仅为213 mg/kg. ③超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶(peroxidase, POD)、MDA在暴露28 d内呈现先升高后降低的倒“U”型变化,过氧化氢酶(catalase, CAT)总体呈现“上升—下降—上升—下降”的变化趋势;总蛋白随时间和处理水平增加呈现不断下降趋势. ④在暴露期间共计24个含Sb处理组中,20个处理受到中等及以下水平健康影响,仅有4个处理组BRI小于2.5,属于严重健康影响. 研究显示,总蛋白、SOD、CAT、POD、MDA均对Sb比较敏感,Sb对赤子爱胜蚓的毒性效应不强,该研究结果可为我国土壤Sb污染提供关键毒理学数据.      

蚯蚓堆肥过程中重金属的迁移转化及影响因素

为了研究蚯蚓堆肥过程中重金属的迁移转化特征,利用不同质量的牛粪(350～400g)、秸秆(150～200g)和过磷酸钙(25～75g)混合配比成6组基质,探索分析添加蚯蚓(50～150g)堆肥过程中基质重金属(Cu、V、Mn、As、Zn和Cr)总量和形态的变化特征及其影响因素.结果表明:与添加蚯蚓质量为50g与100g相比,添加蚯蚓质量为150g时, Cu(总量27.00mg/kg,可氧化态22.03mg/kg)、Zn(总量288.89mg/kg,可还原态22.03mg/kg)、V(总量15.22mg/kg,残渣态8.87mg/kg)和Cr(总量26.79mg/kg)是显著较低的(P<0.05);4周的蚯蚓堆肥降低了Mn、As的总量和Cu、V的生物有效性,但增加了Cu、V、Zn的总量和Mn、Zn的生物有效性;基质pH值和有机质含量是影响堆肥过程中重金属总量及其形态明显变化的关键因素;基于潜在风险指数和风险评价编码法发现基质还田对土壤重金属污染的潜在风险较小.     

蚯蚓粪对油葵修复菲污染土壤的强化作用

采用室内盆栽试验,研究了蚯蚓粪对油葵修复菲污染土壤的强化作用。结果表明:在试验浓度范围内(菲0~200 mg/kg),蚯蚓粪提高了菲污染土壤中油葵株高和生物量;施用蚯蚓粪后,土壤中菲的平均去除率为57.14%,较对照(不施蚯蚓粪)增长了15.34%;当菲浓度为50 mg/kg时,试验组菲的去除率较对照组提高了20.55%,差异最为显著;此外,当菲的浓度相同时,试验组油葵的富集系数均高于对照组,并且试验组土壤根际中的多酚氧化酶和过氧化氢酶活性均有提高,分别较对照增加了16.75%和18.37%。综合分析,说明蚯蚓粪可强化油葵对土壤中菲的去除作用。     

稀土矿区污染农田土壤治理后稀土元素的赋存形态分析

针对赣南稀土矿区受污染农田土壤,研究添加改良剂沸石治理后土壤中稀土元素的含量及形态分布特征。分别采用酸法消解和Tessier连续提取法对土壤样品(土样)中稀土元素总量及赋存形态进行提取分析,并利用电感耦和等离子质谱仪(ICP-MS)测定其中15种稀土元素含量及其形态含量。结果表明,土样中各稀土元素总量高达1 296 mg/kg,远远高于全国土壤平均总量176.8 mg/kg,稀土钇(Y)含量高达386.01 mg/kg远高于其余14种稀土元素含量,土样中轻稀土元素含量与重稀土元素含量比值为0.66远小于全国土壤中轻稀土含量与重稀土含量比值(3.78),表明该稀土矿属重稀土富钇矿型,且加入沸石不能影响土样中稀土元素的总量变化;矿区农田土壤加入沸石治理前,碳酸盐结合态、有机物结合态、铁-锰氧化物结合态、可交换态和残渣态稀土元素含量分别占总量百分比分别为51.03%、29.6%、10.39%、7.52%和1.46%,加入沸石治理后,以上5种形态的稀土元素含量占总量百分比分别为8.19%、71.54%、9.35%、4.34%和6.58%,表明沸石对矿区农田土壤中稀土元素的形态分布有很大影响,并显著钝化稀土元素在土壤中的生物活性及可迁移性。     

野生食用牛肝菌的重金属富集研究

研究探讨了5种野生牛肝菌(灰褐牛肝菌,双色牛肝菌,全褐牛肝菌,美味牛肝菌,皱盖疣柄牛肝菌)对重金属Cd、Pb、Zn、Cu和Hg的富集特征。结果表明:5种牛肝菌子实体Cd含量为<0.10～19.00 mg/kg,Pb的含量为<0.10～9.34 mg/kg,Zn、Cu和Hg含量为0.000 09～0.1mg/kg。5种牛肝菌子实体中Cd、Pb和Hg含量均超标。与牛肝菌子实体相比,Cd和Pb在牛肝菌非菌根根和菌根根中含量处于中等偏高水平。在牛肝菌子实体中,除Pb外,Cd、Zn、Cu和Hg更易向灰褐牛肝菌子实体的菌盖中迁移。Cd、Pb、Zn、Cu和Hg更易于富集在全褐牛肝菌、美味牛肝菌和皱盖疣柄牛肝菌子实体的菌盖中;Zn和Cu容易富集于双色牛肝菌菌盖,Cd、Pb和Hg更容易富集于双色牛肝菌柄。5种牛肝菌对Cd的富集能力最强,生物富集系数(Bioaccumulation factor,BCF)范围为1.00～79.17。对Pb和Hg的BCF分别在0.010～0.18和0.10～0.38;对Zn和Cu的BCF不足0.001。生长牛肝菌的土壤Cd含量提高,从不足0.1 mg/kg提高到(0.24±0.04)mg/kg,Pb含量从(52±3)mg/kg提高到(53±3)mg/kg,而Zn含量从(94±6)mg/kg降低到(61±5)mg/kg,Cu含量从(26±5.6)mg/kg升高至(40±5.57)mg/kg,对Hg含量影响不大。     

以DGA树脂法分析海水90Sr的若干问题探讨

海水⁹⁰Sr一直是海洋放射性监测调查的重要核素之一。由于现行分析方法老旧、去污效果差、分析周期长等问题,本文对以DGA树脂法分析海水⁹⁰Sr业务化推广时遇到的若干问题进行研究,如富集共沉淀和DGA分离流程对锶的定量分离、锶-钇分离后搁置对最终结果的影响、DGA纯化流程对钇的定量分离以及全流程回收率等。结果表明：(1)氢氧化铁和氟化钙对锶的载带能力均较弱;高达97%海水锶保留在氢氧化铁共沉淀的上清液里,这表明母体⁹⁰Sr和子体⁹⁰Y在氢氧化铁共沉淀富集后开始分离。(2) DGA树脂对锶吸附性较弱,样品液流洗DGA树脂时已去除90%以上富集残留锶。(3) ⁹⁰Sr-⁹⁰Y分离至测量的搁置时间应控制在20～40 h。(4) 20 mL 0.25 M盐酸足以洗脱10 mg钇并消除钇在树脂上的残留。(5)以DGA树脂法测定海水中的⁹⁰Sr全流程的化学回收率在70%以上。     

甘肃省陇东塬区土壤及农作物中微量元素的分布特征

通过测定甘肃省陇东塬区马岭、西峰和华庆油田区土壤以及小麦、苹果、油菜中Cu、Ni、Cd、Pb、Cr、Zn等6种微量金属元素质量分数,研究塬区土壤中微量元素的空间分布特征及其在植物体内的转移、富集能力.结果表明:塬区土壤中w(Zn)明显高于其他5种元素,其平均值达111.64 mg/kg;w(Cd)最小,在1.64～3.38 mg/kg之间;其余4种元素(Cr、Pb、Ni、Cu)质量分数在20～70 mg/kg之间.当地主要农作物对土壤中微量元素的富集系数均小于1,富集能力一般,其中根部的富集能力相对较大,地上部位均较小.      

黄秋葵对铀胁迫的光合生理响应及吸收特征

实验模拟尾矿区土壤铀污染,采用盆栽试验,研究了黄秋葵对铀(U)的抗逆性及富集能力。结果表明:(1)所设浓度土壤铀污染未明显抑制植物生长,土壤铀浓度500 mg/kg时,地上部干重较对照提高63.23%,表明实验浓度未达到影响黄秋葵生长的阈值;(2)土壤铀污染对黄秋葵叶片气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)影响明显,250 mg/kg铀处理时分别为对照的178.9%和158.6%;500 mg/kg铀处理时,叶片的相对可变荧光(V_J)降低4.54%,250 mg/kg处理时ψo为对照的81.51%,φEo为对照的66.88%,PI_(abs)为对照的65.66%;(3)黄秋葵对铀的富集浓度在500 mg/kg处理下达到最大,地上部、地下部铀浓度分别达到30.18 mg/kg和207.89 mg/kg;BCF和TF在中低浓度时较高,最大值分别出现在100 mg/kg和50 mg/kg处理下。黄秋葵对铀具有较强抗性及富集能力。     

水蚯蚓微生物共生系统处理城镇污水工程规模试验研究

在生物接触氧化池中接种霍甫水丝蚓形成水蚯蚓与微生物的共生系统,水蚯蚓附着在填料的外层.当水蚯蚓湿重质量浓度为31.3 g/L左右时,系统中形成"污染物-微生物-水蚯蚓"循环食物链并基本达到平衡.长时间处理水量为20·000 m~3·d~(-1)的现场大规模对比工程试验研究表明,水蚯蚓可全面提高出水水质.当进水COD为130～459 mg·L~(-1),NH_4~+-N为14.21～27.46 mg·L~(-1),TP 为1.60～6.93 mg·L~(-1),SS为60～466 mg·L~(-1)时,可使COD去除率提高8.7%,SS去除率提高13.6%.水蚯蚓会使系统的氨氮有所增加,适当的运行方式可使氨氮出水稳定在5mg·L~(-1)以下.水蚯蚓-微生物共生系统具有很好的除磷效果,有很强的抗冲击负荷能力及较大的处理潜能.     

蚯蚓人工湿地对农村生活污水净化效果试验研究

从生态学理论出发,以健全人工湿地生态系统为思路,通过引入爱胜蚯蚓使食物链"加环",强化水生动物环节,得出该工艺在0.3m3(/m·2d)的水力负荷下稳定运行后,处理农村生活污水的COD、TN和TP平均出水浓度分别为41.02mg/L、12.58mg/L和0.44mg/L,出水水质均低于国家城镇污水处理厂排放标准(GB18918-2002)一级排放A标准。同时蚯蚓对改善湿地内部溶解氧状况起到了一定的作用。     

苦荞低镉积累品种筛选及富集转运特征分析

以贵州省毕节市7个本地苦荞品种为供试对象,采用田间小区模式,研究受Cd污染的农用地上,不同品种苦荞植株对Cd的积累能力差异,探讨苦荞不同部位对Cd的富集转运能力,筛选出低Cd积累品种并分析其应用前景。结果表明,(1)7个苦荞品种根部与籽粒两个部位Cd含量存在显著性差异,根部表现在黔苦4号(2.31 mg/kg)与黔苦6号(1.41 mg/kg)差异显著,籽粒表现在黔苦2号(0.22 mg/kg)与黔苦3号(0.12 mg/kg)差异显著;(2)Cd在苦荞不同部位富集能力表现出叶>茎≈根>颖壳>籽粒的特征,苦荞主要将Cd积累在根、茎、叶部位,籽粒对Cd的富集转运能力较低;(3)7个苦荞品种地上部分富集系数与转运系数皆小于1,其中黔黑苦1号与黔苦3号籽粒Cd浓度为0.12 mg/kg,植株、籽粒Cd积累量的系统聚类分析将其列为较低值类品种,可推选为低Cd积累品种;(4)低Cd积累苦荞品种的筛选对威宁Cd污染土壤的安全利用具有重要意义,供试7个苦荞品种籽粒Cd超标率为100%,当地部门应关注苦荞Cd超标问题,加强选育适宜该地区种植的低Cd积累苦荞品种。     

东洞庭湖网箱养殖鲤鱼生长期内重金属的富集特征

于2012年2—7月对东洞庭湖网箱养殖鲤鱼(Cyprinus carpio)按生长期进行样品采集,采用原子吸收分光光度法测定水样和饲料以及鲤鱼鳃、肝脏和肌肉中的重金属含量. 结果表明:鲤鱼生长环境中的水质属于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中Ⅰ类水平,但饲料中重金属质量分数相对较高,成为鲤鱼富集重金属的主要来源. 在鲤鱼生长期内,鱼体内的w(Pb)和w(Cu)均随着鲤鱼的生长而增加. 鲤鱼鳃中Pb未检出,w(Cu)为0.143～0.703mg/kg;肝脏中w(Pb)和w(Cu)分别为0.006～0.181和0.625～6.177mg/kg;肌肉中w(Pb)和w(Cu)分别为nd～0.034和nd～0.161mg/kg. w(Zn)和w(Cd)均随着鲤鱼的生长先增加后下降,在1～4月龄的鲤鱼体内w(Zn)在鳃、肝脏和肌肉中分别从40.121、21.302和2.032mg/kg增至258.964、146.155和18.011mg/kg,w(Cd)则分别从0.015、0.031和0.003mg/kg增至0.078、0.151和0.021mg/kg;4月龄后,w(Zn)在鳃、肝脏和肌肉中逐渐降至173.182、104.219和5.490mg/kg,w(Cd)也降至0.037、0.111和0.018mg/kg. 在鲤鱼生长过程中,肝脏是Pb、Cd和Cu的主要富集部位,鳃是Zn的主要富集部位,肌肉是重金属富集的最弱部位,并且这3个部位间重金属富集的相关性较强.      

纳米铁对蚯蚓蛋白质含量和抗氧化酶系的影响

采用人工土壤法,研究了不同暴露浓度下纳米铁对赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)体内蛋白质含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)等抗氧化酶活性的影响。结果表明:当纳米铁浓度在10~500 mg/kg时,纳米铁对蚯蚓体内蛋白质含量未产生显著性影响(P0.05)。2 000 mg/kg组比对照组蛋白质含量有明显增加,最高时比对照组增加了74%。蚯蚓体内CAT、SOD和GSH-PX对纳米铁浓度响应不同,在10~100 mg/kg时CAT、SOD和GSH-PX均无响应,当纳米铁浓度在500~2 000 mg/kg时这3种酶的活性变化趋势基本一致,都呈现先增加后降低的趋势。     

离子型稀土浸矿崩塌堆积体地表产流和残留氨氮迁移特征

离子型稀土是我国重要的战略资源,其开采过程中产生的残留氨氮污染是亟待解决的环境问题.为了揭示稀土浸矿崩塌堆积体地表产流和残留氨氮迁移特征,从而为离子型稀土矿区氨氮污染治理提供科学依据,在我国赣南稀土矿区典型浸矿崩塌堆积体建设3个自然坡面径流小区,在此基础上开展降雨径流监测,分析崩塌堆积体地表产流和氨氮迁移特征.结果表明：矿区崩塌堆积体径流系数变化范围为0.01～0.30,地表径流深和径流系数可用降雨特征因子的线性函数拟合,且复合降雨因子的拟合精度优于单因子,其中以降雨量×最大10 min雨强的拟合效果最优(最大R²=0.97);监测得到的地表径流平均氨氮浓度在1.58～5.99 mg/L之间,高于《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅴ类水环境标准;径流氨氮浓度与降雨量、降雨历时均呈负相关,与其他降雨因子均呈正相关,其中最大30 min雨强线性方程对氨氮浓度的拟合精度最优(最大R²=0.83).研究显示,研究区稀土浸矿崩塌堆积体地表径流存在氨氮污染风险,而崩壁是残留氨氮由浸矿山体向地表迁移的关键部位,基于最大30 min雨强指标构...     

植物A.murale和A.corsicum修复镍污染土壤

通过盆栽试验,研究了镍富集植物A murale、A.corsicum及普通作物萝卜和芥菜,在4种不同Ni含量土壤中富集Ni的能力.A.murale和A corsicum能够超量富集Ni,在4种土壤处理中,其地上部Ni浓度均显著高于萝卜和芥菜.在墨江土壤(Ni 1062mg/kg)中,Amurale和A.corsicum去除Ni能力明显大于萝卜和芥菜;在信宜土壤(Ni课107mg/kg)中,芥菜去除Ni能力最强;而元江土壤(Ni 2519mg/kg)中4种植物去除Ni的能力均很低.调节土壤pH值能显著改变A murale和A.corsicum提取Ni的能力,最佳去除Ni土壤pH值在6.0左右.酸化及碱化处理蛇纹岩发育土壤均显著降低了A murale和A corsicum去除土壤Ni的能力.