酸性含硒含镉废水低温生物强化处理技术研究

本研究将枯草芽孢杆菌接种于活性污泥中,系统考察了酸性含硒含镉废水的低温生物强化处理效果.研究发现,活性污泥联合枯草芽孢杆菌对硒、镉的去除效率(Se:94.9%,Cd:99.1%)高于单一枯草芽孢杆菌(B菌)、混合枯草芽孢杆菌及活性污泥.影响因素试验结果表明,在20℃、pH 4.0、甲醇为碳源时生物强化硒、镉去除效率较高.利用SBR反应器处理酸性(pH 4.0)含硒(3.7～10.0 mg·L~(-1))含镉(5.0～11.2 mg·L~(-1))废水,在低温(8.0～10.8℃)条件下运行80个周期,硒、镉和COD的平均去除率分别为97.4%、90.7%和95.0%.红外光谱分析表明,酰胺基、芳香族C—H伸缩健在硒、镉去除中起到主要作用.透射电镜与能谱分析证实了生物强化污泥对硒、镉去除之后形成纳米颗粒物.通过高通量测序分析微生物群落结构,发现生物强化污泥中富集了Pseudomonas(假单胞菌属)、Dechloromonas(脱氯单胞菌)等典型硒还原菌.     

磺胺二甲基嘧啶对镉在针铁矿上吸附行为的影响

环境中抗生素与重金属的共存会使各自在土壤中的迁移转化和生态效应变得更为复杂,为了准确评估磺胺二甲基嘧啶(SMT)与重金属镉复合污染下的环境风险,采用紫外光谱法,研究了中性条件下磺胺二甲基嘧啶与镉的络合特性;采用批量振荡吸附平衡法,研究了SMT存在的条件下针铁矿对镉的吸附特性.结果表明:SMT与镉有一定的络合能力,络合常数log K值为-3.31;针铁矿对SMT和镉都有一定的吸附作用;在SMT存在条件下,针铁矿对镉的吸附容量明显增强,这可能是由于SMT改变了针铁矿表面带电情况,红外结果表明在吸附过程中形成了针铁矿-SMT-镉三元络合物.因此,在评估抗生素与重金属复合污染的环境影响时,需要考虑到污染物之间的协同效应.     

球形红细菌转化去除重金属镉及其机理研究

研究了不同理化因素对光合细菌球形红细菌(Rhodobacter sphaeroides)H菌株生长和镉去除能力的影响.结果表明,该菌株的最佳生长和对镉的最佳去除条件为:pH=7.0,温度为30℃,好氧黑暗,接种量9%.在最佳条件下,镉的去除率可达85%以上.通过X射线衍射光谱分析,H菌株对镉离子的转化产物为硫化镉.通过测定镉的去除与细菌生长曲线及半胱氨酸脱巯基酶的活性,表明镉的去除与菌体的生长稳定期相关.此外,通过分析菌体对硫酸盐的代谢过程,探讨了该菌株生长细胞去除重金属镉的机理.     

生物膜对重金属镉的去除及抗性的初探

本文介绍了生物膜对重金属镉的吸附与去除作用,以及重金属镉对生物膜去除 COD 和呼吸活性的影响.试验结果表明,生物膜对重金属镉有较强的去除作用,12小时内,30ppm 以下的镉即可去除85%以上.镉浓度不同,对生物膜去除 COD 影响不同,影响程度与镉浓度呈正相关.镉对生物膜呼吸活性的影响也随镉浓度的不同而各异,低浓度镉有激活作用,高浓度镉有抑制作用。     

镉中毒及其防治

镉(Cd)是具有银白色,略带淡蓝光泽的一种有色重金属,发现于1817年。镉在自然界中与锌共生,有锌就有镉,因而镉是冶炼提取锌的副产品。镉的熔点很低,只有320℃,质地柔软,富有延展性,可以锻压成薄片和拉成丝,另外还具有良好的抗腐蚀和耐磨性能,因此镉在工业生产上有广泛的用途。镉主要用于电镀工业,一般约占总量的30～40％左右,其次是制造各种合金,如含镉0.5～1％的硬铜合金,可显著提高电线的抗张强度,并减少磨损。另外在颜料工业中,镉的化合物用来制造耐高温的颜料,广泛用于油漆、     

牛粪生物炭对重金属镉污染土壤的钝化修复研究

为了探讨以牛粪为原材料制备的生物炭对重金属镉污染土壤的钝化修复作用,采用人工模拟重金属镉污染土壤进行盆栽试验,研究分别添加在低温300℃和高温700℃条件下制备的牛粪生物炭,对重金属镉污染土壤p H值、镉含量、镉形态及供试作物中镉含量的影响。结果显示:高温700℃制备的生物炭效果好于低温300℃,与对照值(CK)相比,当两种牛粪生物炭添加量为10 g/kg时处理效果最佳,土壤p H值、镉含量依次升高0.2和0.1、42.2%和21.84%,供试作物中镉含量降低了71.59%和51.22%,酸可提取态镉降低了21.69%和22.89%,残渣态镉含量升高了51.59%和77.71%;牛粪生物炭添加量为2.5g/kg时,Fe-Mn氧化结合态镉、有机结合态镉含量降幅最大,分别为21.88%和14.06%、31.82%和12.12%。牛粪生物炭对重金属镉污染土壤具有良好的钝化修复效果。     

一种解毒健脾中药驱除有毒重金属的机理研究

在３８．５±１℃,硝酸钾维持离子强度为０．１的条件下,用ｐＨ电位滴定法测定了一种解毒健脾中药有效成分与铅、镉、汞等离子形成的各各配合物的表观稳定常数,得到了在不同ｐＨ条件下该中该药与金属离子混合体系中各配合物组分的物种分布图,发现在与人体生理ｐＨ相近的条件下,该中药与铅、镉、汞等离子有良好的结合能力,其排除体内有毒重金属的效果远好于传统的ＥＤＴＡ－Ｚｎ盐,并且对体内必需微量元素Ｚｎ的存在不会产生明     

镉诱导抗镉茎点霉产生水溶性红色素

筛选纯化出一株在含镉培养基中能分泌水溶性红色素的抗镉丝状真菌KGM01。ID序列测定与系统发育分析显示它与草茎点霉聚类在一个进化枝,表明菌株KGM01是一种茎点霉,ID序列在GenBank中的登录号为KF675768。它的生长温度范围为20~30℃(最适25~28℃),能耐受0.001~0.005 mol/L硝酸镉。在含硝酸镉(0.001~0.005 mol/L)察氏培养液振荡培养时,大部分镉离子被菌丝体吸附,同时镉诱导该菌株产生水溶性红色素。可通过"氯仿-无水乙醇分步沉淀/离心法"制备红色素粗提液,红色素的紫外-可见光谱特征吸收峰为458 nm。红色素在低温暗室中稳定期长,在强酸、强碱、高热和强日照下不稳定。菌株KGM01有潜力开发成镉污染的生物监测菌物。     

高温改性凹凸棒土钝化城市污泥中重金属研究

针对一些城市污泥中重金属镉、锌、砷超过污泥排放A级标准的问题,以高温改性凹凸棒土为钝化材料,考察了煅烧温度、掺杂比对凹凸棒土钝化重金属效果的影响,探讨了钝化机理。结果表明:在煅烧温度为700℃、掺杂比为15%时,凹凸棒土对污泥中重金属的钝化效果最佳,对镉、锌、砷的钝化率最高分别可达99.6%、92.7%和87.6%;凹凸棒土经700℃煅烧后,晶体结构发生断键,同时分解生成CaO和MgO等碱性氧化物,使污泥碱性升高,其中的镉、锌因赋存形态被改变而得到钝化。砷的钝化可能是凹凸棒土上的Al—OH键断裂后,Al与亚砷酸根形成络合物而实现的。     

土壤中镉的生物可给性及其对人体的健康风险评估

为了研究土壤中镉生物可给性与土壤属性之间的相互关系以及人体无意摄入土壤镉的风险,采集我国一些地区的16个土壤样品,利用in vitro方法研究了这些土壤中镉的生物可给性及其对人体的健康风险.结果表明,有11个土壤样品中镉的含量高过我国土壤环境质量标准的三级标准;土壤中镉的溶解态浓度及其生物可给性变化很大,模拟胃和小肠液中镉的溶解态含量分别为0.05~20.71 mg.kg-1和0.03~11.99 mg.kg-1,平均值分别为1.81 mg.kg-1和1.06 mg.kg-1;模拟胃和小肠液中镉的生物可给性分别为6.37%~69.43%和3.19%~36.91%,平均值分别为25.34%和14.84%.模拟胃液中镉的溶解态含量与土壤pH有显著的相关性.如以胃阶段为判断,无意摄入土壤中镉对儿童的PTW I贡献率除广西南宁的土壤为26.90%外,其它有11个土壤样品低于1.00%.如以小肠阶段为判断,无意摄入土壤中镉对儿童的PTW I贡献率最高为广西南宁的土壤达15.57%,另有4个土壤样品高于1.00%,其它都低于1.00%.可见,对于本研究中大多数土壤,通过口部无意摄入土壤中镉的对人体并没有很高的风险.但当土壤中镉含量较高,同时其具有很高的生物可给性,就会对人体健康产生很大的风险.     

镉、铅在沉水植物龙须眼子菜叶片中的分布

采用室内浸提、扫描电镜附加能谱分析、差数离心和凝胶层析等手段,研究了镉、铅在龙须眼子菜(Potamogeton pectinatus)叶片中的分布.结果表明,龙须眼子菜对镉、铅具有很强的吸收能力,对溶液中镉、铅的平均去除效率分别为84%、91%.当镉、铅处理液浓度分别为6.67,83.00μmol/L时,龙须眼子菜对镉、铅的生物积累量分别为496,10800mg/kg,其中可溶态镉、铅的浓度分别为55.0,14.1mg/kg,说明龙须眼子菜叶片中的镉、铅大部分都是以结合态存在的.铅在龙须眼子菜叶细胞上的分布重量百分比及原子百分比均高于镉.15%的镉和25%的铅分布在龙须眼子菜的细胞壁中;56%的镉和25%的铅分布在液泡和胞基质中.龙须眼子菜叶片中除了有小分子蛋白与镉结合外,还有其他小分子有机物也能与镉结合,而铅则主要与小分子蛋白结合.     

淀粉/凹凸棒粘土复合吸附絮凝材料的研究

采用接枝聚合法在硅烷化凹凸棒粘土(OATP)表面接枝淀粉,制备淀粉/凹凸棒粘土(ATP)复合吸附絮凝材料.采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)对淀粉/ATP进行了表征,并对其制备条件进行了优化.结果表明,当淀粉质量分数(相对OATP质量)为100%,聚合反应时间为3 h,引发剂质量分数为0.003%,反应温度为60℃时,制备的淀粉/ATP对镉离子的最大吸附容量可达到36.78 mg/g.与ATP、OATP相比,淀粉/ATP对镉离子的吸附容量增大了2倍以上.复合材料具有比OATP更强的捕获能力,所形成的絮凝体大而密实,比淀粉絮凝剂具有更好的沉降性能.     

冻融对土壤吸附态镉赋存形态及生物活性的影响

以东北地区棕壤为供试土壤,通过人工控温、室内培养的方法,测定了不同冻融次数(冻融温度-30～20℃,冻融时间24 h,冻融次数0、1、3、6、9次)和不同土壤含水量处理下(田间持水量的10％、40％、70％、100％、120％),外源镉浓度为20 mg·L-1时,土壤吸附态镉的不同赋存形态的含量,并分析了各赋存形态镉占吸附态镉总量的比率及吸附态镉生物活性的变化.结果表明,不同冻融处理土壤吸附的重金属镉中,各赋存形态镉占吸附态镉的比率顺序为:交换态＞残渣态＞碳酸盐结合态＞铁锰氧化物结合态＞有机结合态.各赋存形态镉占吸附态镉的比率随冻融次数和土壤含水量的变化呈不同趋势.冻融次数对交换态镉、碳酸盐结合态镉、铁锰氧化物结合态镉、残渣态镉的影响均达到显著或极显著水平,对有机结合态镉的影响不显著;含水量对交换态镉、碳酸盐结合态镉、铁锰氧化物结合态镉的影响达到显著或极显著水平,对有机结合态镉和残渣态镉的影响不显著.供试土壤中吸附态镉的生物活性较强,生物可利用系数和移动系数分别达到65.9638％和62.9851％.生物可利用性系数和迁移系数均随着冻融次数的增加先增加后降低,然后趋于平稳,说明土壤自身在一定范围内存在着缓冲能力.     

有色冶炼铜镉渣中镉的提取工艺研究

以铜镉渣为研究对象,采用酸浸-锌粉置换方法对有色冶炼铜镉渣中镉进行提取,通过单因素实验分别对酸浸及置换条件进行考察,确定了镉提取的最优条件:在硫酸浓度为60g/L、液固比8:1、浸出时间3h,温度60℃的条件下镉的浸出率达97%;采用锌粉置换,锌粉用量为理论用量的1.3倍、置换温度40℃、提取时间1h、浸出液pH为2.5时,镉的置换率在99%以上,海绵镉的品位达78%。     

水生植物与微生物对含镉水体修复效果的比较

为解决水体镉污染问题,分别选择凤眼莲与柠檬酸杆菌作为水生植物与微生物的代表物种,对二者修复含镉水体的最佳条件进行研究,并进一步探索二者对含镉水体的修复机制。实验结果表明,凤眼莲在p H 7、生物量为6.25株/L及温度为30℃的条件下,对初始浓度为15 mg/L含镉水体的修复效果达到峰值,可达81.37%;柠檬酸杆菌在p H 6、菌浓度为3 g/L及温度为30℃的条件下,对初始浓度为15 mg/L的含镉水体去除率最高,可达到93.09%。凤眼莲主要通过植物吸收作用修复含镉水体,其中以根系吸收效果最为突出;柠檬酸杆菌主要通过生成沉淀物从而降低镉的含量。在室外大规模、开放性水体中,建议采用"圈植培养"凤眼莲修复含镉水体。     

中国环境镉接触人群低骨密度及肾功能不全的研究

25年前,Ambio曾载文提出应警惕环境镉污染引起的健康效应.1998年在中国进行了这方面的研究,评价了因食用大米而接触镉人群的前臂骨密度(BMD)和肾功能,发现尿镉(CdU)或血镉(CdB)高的绝经后妇女及血镉(CdB)高的男性,BMD均有所下降.在CdB或CdU与肾功能不全(视黄醇结合蛋白排泄增加)之间也发现了明显的、有统计学意义的剂量-效应关系及剂量-反应关系.第一次报道了日本以外的亚洲地区镉接触人群中存在骨不良效应.本文的意义在于阐明了亚洲的环境镉接触人群中仍存在着与肾和骨(镉的比较严重的有害效应)的联合效应,也讨论了一些欧洲镉接触人群的骨效应.     

蓖麻对镉的耐性、积累及与镉亚细胞分布的关系

本研究以淄蓖麻3号为供试材料,通过营养液栽培实验,研究了不同Cd浓度(0、10、25、50、100、200、400μmol·L-1)对蓖麻生理特性、镉积累和亚细胞分布特征的影响,揭示镉细胞分布特征对镉耐性与积累的影响.结果表明,镉处理对蓖麻叶片丙二醛含量影响不显著,叶绿素含量则对镉具有较强的敏感性,可作为蓖麻镉耐性的评价指标.随着营养液镉含量的增加,蓖麻根、茎、叶镉含量均呈上升趋势,各器官镉含量呈现出根茎叶的分配特征,根系对镉具有较强的积累能力和滞留作用.镉在蓖麻根系和叶片各亚细胞组分的含量均为可溶组分细胞壁细胞器,随着镉胁迫的增加,蓖麻根系细胞壁中镉的相对含量呈增加趋势,可见液泡区隔化和细胞壁固持是蓖麻应对镉胁迫的重要耐性机制.镉在蓖麻体内的茎-叶转移系数为0.35~0.62,而根-茎转移系数仅为0.02~0.11,可见镉从根系向茎的转移能力较弱是降低蓖麻地上部镉富集的重要原因.统计分析表明,蓖麻根系镉的亚细胞分布特征对镉从根向茎的迁移转化能力有显著影响.根-茎转移系数随着根系细胞壁和细胞器镉分配比例的增加而递减,随可溶组分镉分配比例的增加而递增.     

土壤重金属镉标准值差异比较研究与建议

伴随我国工农业生产的快速发展,土壤污染物超标等问题逐年加剧,由土壤镉污染导致水稻出现"镉米"等食品安全事件频发,引起社会对土壤镉环境标准的广泛关注.建立土壤环境标准是开展土壤环境质量现状评价的基础,世界各国虽皆以镉对动植物和人体健康影响的最大允许值作为定值的基础依据,但定值方法、标准应用目标各有侧重,因而标准限值差异较大.通过对国内外土壤重金属镉标准限值和我国土壤镉背景值的研究,给出了全国各省级行政区域土壤表层镉背景含量范围值和部分土壤类型镉背景含量范围值;报告了我国现行土壤镉环境质量标准存在的突出问题,提出土壤环境质量标准中应设置土壤镉梯度标准限值、有效态与总量标准限值并存以及严格区分人为污染与高背景等建议.     

一株茎点霉菌的抗镉机制

从矿区土壤筛选到一株对镉具有较强抗性和富集能力的丝状真菌,编号为F2,根据其形态主要是分生孢子器的特征鉴定为茎点霉菌.对不同镉浓度液体培养下菌体的生长及培养液的pH值变化作了分析,利用扫描电镜、透射电镜与能谱分析相结合的方法研究镉在F2胞内外的沉积作用及分布情况,从而分析该菌对镉的抗性和富集机制.结果表明,100mg/L的镉浓度下,在细胞壁及周围区域存在大量颗粒状镉沉积物,而在菌体表面也有沉淀物附着.因此胞内外沉积作用可能是该菌对高浓度镉的抗性和富集作用的重要途径,而且因为该菌生长过程中尤其是高镉浓度下pH值的大幅度上升,沉积过程可能与该菌在生长过程中产生碱性物质有关.     

挪威湖泊沉积物中的微量元素污染

我们用挪威210个湖泊表层沉积物和工业化前沉积物中锑、汞、铋、镉、钼、砷、钴、镍、铬、铜、钒、铅和锌的浓度,研究了它们的近代大气沉积物.水表层沉积物中锑、汞、铋、镉、砷、铅的浓度比工业化前的沉积物高得多.差异随纬度和海拔的增高而缩小.对表层沉积物微量元素和主要成分(有机物、硅、铝、铁和锰)的多变量分析表明:锑、汞、铋、砷和铅组成一组,它们与有机物紧密相关.镍、铬和铜与无机沉积物部分(硅、铝)有微弱的相关而形成第二组.锌和镉与有机物微弱相关构成第三组.钴和锰相关,而钼和钒对其他微量元素和主要成分没有表现出明显的共变性.