西北地膜高投入地区土壤与玉米邻苯二甲酸酯(PAEs)含量水平与健康风险评估

在西北地膜高投入的甘肃、新疆和内蒙古等3省(区)选择地膜覆盖面积较大、地膜使用量较高的5个典型县,同步采集玉米产地的土壤和玉米,采用加速溶剂萃取-高效液相色谱串联质谱技术对土壤与玉米籽粒中6种优先控制的领苯二甲酸酯(PAEs)含量进行分析.结果表明,研究区域土壤中∑_6PAEs含量为(0.532±0.175) mg·kg~(-1),区间为0.103—1.117 mg·kg~(-1).新疆∑_6PAEs含量最高.DEP在所有土壤样品中均未检出,其余5种PAEs组分含量依次为DEHP DnBP DMP BBP、DnOP.土壤PAEs均以DEHP和DnBP为主,其中DEHP占35%—65%,DnBP占24%—33%,其余PAEs组分含量和占比较低.研究区域玉米籽粒中∑_6PAEs含量为(0.508±0.105) mg·kg~(-1),区间为0.206—0.966 mg·kg~(-1),玉米对PAEs的BCF为(1.245±0.716).新疆玉米籽粒中∑_6PAEs含量最高.与土壤类似,玉米籽粒中PAEs均以DEHP和DnBP为主,两者合计占PAEs总量的63%—89%,其余PAEs组分含量和占比较低.相关性分析表明,玉米籽粒中PAEs、DnBP及DEHP含量与土壤中对应组分含量的相关性达到了显著性水平.调查区玉米PAEs含量及各组分含量均低于美国和欧洲的建议摄入标准,总体是安全的.成人和儿童的PAEs致癌风险分别为4.67×10~(-6)和1.58×10~(-6),非致癌指数分别为8.46×10~(-2)和7.60×10~(-2),均在可接受范围内.PAEs各组分中,对人体致癌和非致癌总风险贡献最大的均为DEHP.     

江苏省不同地区设施菜地土壤-蔬菜中邻苯二甲酸酯分布特征

在江苏省设施菜地共采集50个表层土壤样品和50个蔬菜样品,采用加速溶剂萃取-气质联用仪技术,对土壤-蔬菜中邻苯二甲酸酯(PAEs)含量进行分析,并对其污染分布和污染程度进行评价。结果显示:江苏省设施菜地土壤样品中6种w(PAEs)范围为42.46~276.76μg·kg~(-1),平均值为116.7μg·kg~(-1),检出率为100%,以邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)和邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯(DEHP)为主,分别占w(PAEs)的64.49%和23.92%;4个产区土壤中w(PAEs)平均值从大到小依次为苏州、淮安、盐城和宿迁,与美国土壤6种优控的PAEs控制标准相比,w(DBP)超过控制标准,超标率为24%。蔬菜样品中w(PAEs)范围为38.31~241.87μg·kg~(-1),平均含量为104.25μg·kg~(-1),检出率为100%,以DEHP和邻苯二甲酸二正辛酯(Dn OP)为主,分别占w(PAEs)的25.34%和24.59%,不同产区蔬菜中w(PAEs)平均值从大到小依次为苏州、盐城、淮安和宿迁,蔬菜中PAEs含量及各组分含量均低于美国和欧洲的建议摄入标准。土壤-蔬菜中w(PAEs)、w(DBP)和w(DEHP)存在显著正相关,不同蔬菜对土壤中6种PAEs化合物的富集能力存在明显差异,对PAEs的富集系数约为1。因此,在设施菜地土壤质量评价过程中,应重视蔬菜自身特性对PAEs吸收和富集的影响。     

番茄对污染土壤中邻苯二甲酸酯的吸收累积特征

利用盆栽实验研究了番茄对污染土壤中邻苯二甲酸酯(PAEs)的吸收积累特征。结果表明,番茄根系、茎、叶和果实均可以吸收累积PAEs化合物,其含量与土壤污染程度成正相关;相同处理的番茄茎、叶和果实中邻苯二甲酸正丁酯(DBP)含量均高于邻苯二甲酸异辛酯(DEHP),而番茄根系中DBP的含量低于DEHP; 4个不同处理方式土壤中DBP和DEHP的残留量顺序均为:灭菌土壤组灭菌土壤种植番茄苗组未灭菌土壤组未灭菌土壤种植番茄苗组。无论是灭菌处理还是未灭菌处理,有番茄苗组土壤中PAEs含量均低于无番茄苗组,未灭菌土壤种植番茄苗组土壤中PAEs残留量最低,PAEs削减率高达96.39%,有番茄苗组微生物数量大于无番茄苗组。这些说明土壤中PAEs的削减是番茄植物和微生物协同作用的结果。     

PAEs胁迫对高/低累积品种水稻根系形态及根系分泌低分子有机酸的影响

以前期筛选获得的邻苯二甲酸酯(PAEs)高/低累积基因型水稻(Oryza sativa L.)品种(培杂泰丰/丰优丝苗)进行水培试验,分别于分蘖期和拔节期采集样品,采用根系扫描仪分析根系形态学特性、高效液相色谱法测定根系分泌物中低分子有机酸成分,以及采用气相色谱-质谱仪(GC-MS)测定水稻根、茎、叶中PAEs质量分数。对比研究两种基因型水稻的根系形态特征和根系分泌物(低分子有机酸)的差异,初步探讨两种基因型水稻吸收累积PAEs差异原因,为保障农产品质量安全提供科学依据。结果表明,随着培养液中PAEs质量浓度增加,两种基因型水稻总根长、根表面积和根体积先增大后减小;相同PAEs质量浓度下,高累积型品种培杂泰丰根系形态指标大多高于丰优丝苗。两种水稻体内的PAEs质量分数均随污染物浓度增大而升高,高PAEs水平(80 mg·L-1)处理是低PAEs水平(20 mg·L-1)处理的3.8~7.3倍(邻苯二甲酸二丁酯(DBP))和2.7~20.4倍(邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)),培杂泰丰高于丰优丝苗。植物体内DBP和DEHP质量分数呈现根叶≥茎。分蘖期两种水稻体内DBP和DEHP质量分数高于拔节期,且与营养液中PAEs的质量浓度呈显著相关,但拔节期的相关程度减弱。拔节期两种水稻根系分泌物中低分子有机酸质量浓度随培养液中PAEs质量浓度升高呈现不同的变化规律,但二者草酸质量浓度均增加(在1.11~8.13 mg·L-1之间),并与根系中DBP和DEHP的质量分数呈显著正相关。说明PAEs胁迫会影响水稻根系形态和低分子有机酸分泌,进而影响水稻对PAEs的吸收累积。     

典型废物回收园区土壤中邻苯二甲酸酯分布与风险评价

采集天津典型废物回收园区(分为室外回收区和规范化厂区两部分)和周边农田土壤样品36个,分析了土壤中美国环保部优先监测的邻苯二甲酸酯(phthalic acid ester,PAEs)的含量,并进一步研究了污染物的分布特征、环境来源和生态风险.结果表明,7种PAEs在不同土壤中均有不同程度检出.规范化厂区和农田土壤中∑PAEs含量分别为0.889—2.22、0.385—2.54 mg·kg~(-1),显著低于室外回收区∑PAEs含量(1.81—15.9 mg·kg~(-1)).邻苯二甲酸二异(2-乙基)己脂(DEHP)是最主要的PAEs污染物,平均贡献率70%.主成分分析结果表明,研究区域土壤中PAEs主要来源于废料回收、再利用过程中的排放.风险评价结果表明,部分土壤DEHP暴露对成人和儿童的致癌风险超出了可接受水平.废物回收园区,特别是室外操作模式带来的PAEs的暴露风险应引起重视.     

4种有机物料对铅胁迫下小麦生长及产量特征的修复效应

农田土壤铅(Pb)污染对作物的生长及光合的动态变化、产量特征以及品质安全都有影响,向污染土壤中施用有机物料能够改变重金属生物可利用性以及土壤结构和养分组成,对缓解作物生长发育所受胁迫具有现实意义。采用盆栽试验方法研究了4种有机物料即秸秆、鸡粪、菌渣和生物炭对600 mg·kg~(-1) Pb胁迫下小麦(Triticum aestivum L.)生长及产量特征的影响,并分析了小麦籽粒中Pb质量分数及富集系数的变化,为不同有机物料在农田Pb污染修复中的应用提供理论基础。结果表明,越冬期Pb处理对小麦生长有促进作用,而后期则显著降低了花后15 d的F_v/F_0,以及成熟期小麦干物质积累量、穗长、穗粒数、穗粒重、产量,同时提高了籽粒中Pb的质量分数,达到0.826 5 mg·kg~(-1);在污染土壤中添加6 g·kg~(-1)鸡粪显著提高了成熟期小麦的干物质积累量、穗长和产量;添加150 g·kg~(-1)菌渣显著促进了花期和成熟期小麦根伸长和干物质积累,提高了成熟期穗长、穗粒重和产量,该处理下单盆作物产量最大,达到23.22 g·pot~(-1),其成熟期土壤和籽粒中Pb质量分数也最低,分别为466.06 mg·kg~(-1)和0.493 1 mg·kg~(-1);添加50 g·kg~(-1)生物炭后小麦花后15 d和30 d的净光合速率(Pn)分别提高了26.30%和15.41%,花期株高和成熟期干物质积累量、穗长、穗粒数、穗粒重、产量也显著提高,同时籽粒中Pb质量分数显著降低;添加3 g·kg~(-1)秸秆的处理对小麦生长的影响不显著。     

典型废旧塑料处置地土壤中邻苯二甲酸酯污染特征及健康风险

对河北某典型废旧塑料处置地土壤中邻苯二甲酸酯污染水平及分布特征进行了研究.结果表明,废旧塑料处置地土壤中∑_(16)PAEs含量0.517—30.1μg·g~(-1),平均为6.98μg·g~(-1),与电子垃圾处理地土壤PAEs含量处于同一个数量级,高出一般土壤1—2个数量级.邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP),邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为PAEs污染的主要同系物,其中DEHP对总量贡献率最大,平均为68.8%.废旧塑料回收利用过程中的污染排放是该研究区土壤中PAEs的主要来源.对美国EPA和欧盟优先控制的6种PAEs(邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸丁基苄基酯、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯、邻苯二甲酸二正辛酯)同系物进行了风险评价,结果表明成人和儿童对DEHP暴露的致癌风险超出了可接受水平.废旧塑料处置地土壤的PAEs污染应引起高度重视.     

粤北某矿区周边镉锌污染稻田土壤田间植物修复研究

粤北地区多金属矿开采导致的矿区周边农田土壤重金属污染问题突出,探索适合当地条件的土壤污染修复技术与模式对逐步改善土壤环境质量,保障农产品安全和人体健康具有重要意义。为考察植物技术措施对粤北矿区周边重金属污染农田土壤的修复和安全利用的可行性,选择粤北某矿区周边重金属镉锌中度污染稻田,通过田间试验开展了超富集植物伴矿景天(Sedum plumbizincicola)、富集植物杨桃(Averrhoa carambola)、农作物玉米(Zea mays)低积累品种单种及套种对污染土壤植物修复和安全利用效果研究。结果表明,单种模式下,伴矿景天田间生长217 d后,其地上部生物量可达2.82 t·hm~(-2),地上部Cd和Zn平均质量分数分别为119 mg·kg~(-1)和7716 mg·kg~(-1),对Cd的修复效率可达11.1%;杨桃田间生长约600 d后,其根、茎和叶生物量分别可达15.4、15.5和7.81 t·hm~(-2),Cd质量分数分别为8.21、14.1和15.4 mg·kg~(-1),Zn质量分数分别为199、294和642 mg·kg~(-1),其对Cd的总体修复效率可达15.9%。伴矿景天和杨桃套种模式下,两者种植密度均较单种时降低一半,两种修复植物套种处理对Cd修复效率可达到13.5%。试验稻田改种低积累品种玉米,无论玉米单种或同伴矿景天套种其籽粒中Cd质量分数均可达到食品安全国家标准限量要求。利用伴矿景天和杨桃对粤北受镉中度污染稻田土壤进行修复以及通过种植低积累品种玉米实现污染土壤安全利用具有较强的可行性。     

不同钾水平对延胡索幼苗的生理特征和铬吸收影响

为了探讨外源钾(K+)对重金属铬(Cr~(6+))胁迫下延胡索(Corydalis yanhusuo)幼苗的缓解作用,以延胡索块茎为实验材料,采用土培方法,从生理学角度研究不同添加水平外源K+(0~2.78g·kg~(-1))对不同水平Cr~(6+)(0~240mg·kg~(-1))胁迫下延胡索幼苗株高、可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性以及延胡索幼苗地上和地下部分对重金属Cr~(6+)积累的影响。结果表明,(1)在0~60mg·kg~(-1)范围内,Cr~(6+)促进延胡索生长,Cr~(6+)处理水平为60mg·kg~(-1)时株高最大,比对照组(未加Cr~(6+))升高了48.65%;而高处理水平Cr~(6+)(60mg·kg~(-1))抑制延胡索生长。添加不同水平外源钾时,延胡索幼苗株高均比对照组(K0)显著增高,在添加0.67g·kg-1(K2)的外源钾时延胡索株高的增幅达到最大,为26.71%~138.21%。(2)随着Cr~(6+)处理水平的增加,延胡索幼苗中可溶性糖含量和CAT活性先增加后下降,MDA含量和POD活性不断增加,SOD活性不断减少。添加不同水平外源钾,与对照组(K0)相比,延胡索幼苗中可溶性糖含量和SOD、POD和CAT活性显著增加,MDA含量显著减少,特别是添加0.67g·kg~(-1)外源钾(K2)时这种显著性最为明显,分别为对照组(K0)的55.24%~180.77%、13.08%~47.39%、8.22%~115.49%、12.73%~89.00%和13.33%~50.44%。(3)延胡索幼苗体内Cr~(6+)积累随Cr~(6+)处理水平增加而增加,且地下部分Cr~(6+)累积大于地上部分,添加外源钾能抑制延胡索对Cr~(6+)的累积,当钾添加量为0.67g·kg~(-1)(K2)时,与对照组(K0)相比,延胡索体内Cr~(6+)的积累量降低了25.26%~50.71%。此外,外源钾对Cr~(6+)从延胡索地下部分向地上部分转移有一定的促进作用。     

有机肥对Pb、Cd污染下马铃薯生长及土壤酶活性的影响

采用土培盆栽试验研究基施有机肥对w(Pb)为900 mg·kg~(-1)、w(Cd)为5 mg·kg~(-1)胁迫下马铃薯植株形态、叶片生理和根际土壤酶活性的影响,探讨有机肥对马铃薯Pb、Cd毒害的缓解作用。结果表明:(1)Pb、Cd污染下,底施有机肥对马铃薯生长起促进作用。块茎成熟期,马铃薯根际土壤中脲酶活性、过氧化氢酶活性和蔗糖酶活性分别比未施有机肥处理增加70.9%、5.6%和58.6%,马铃薯叶片SOD活性和叶绿素含量分别增加4.7%和9.6%;(2)成熟期Pb、Cd复合污染下底施有机肥处理马铃薯叶片SOD活性和叶绿素含量比Pb单因素污染分别低12.7%和4.1%,比Cd单因素污染分别低8.4%和14.7%;(3)Pb、Cd污染下,底施有机肥处理马铃薯平均株高和产量比未施有机肥处理分别增加32.7%和40.8%,块茎中Pb和Cd平均累积量分别减少87.4%和16.7%。试验结果表明马铃薯底施有机肥对Pb、Cd胁迫均有较明显的缓解效应。     

磷对铝胁迫下荞麦根际土壤铝形态和酶活性的影响

采用土培法,以耐铝性明显差异的两个荞麦Fagopyrum esculentum基因型“江西养麦”(耐性)和“内蒙荞麦”(敏感)为材料,研究铝胁迫下磷对荞麦生长和根际土壤铝形态、土壤酶活性的影响.结果表明,0.4 g·kg~(-1)铝配施0.2 g·kg~(-1)磷的内蒙和江西荞麦根系生物量分别比不施磷组增加了67.9%和21.2%,磷能显著缓解铝对荞麦根系生长的抑制,提高根系生物量和根冠比.磷铝互作下根际土壤的交换态铝含量显著降低,毒性较小的吸附态羟基铝和络合态铝含量显著增加.根际土壤酶活性变化复杂,过氧化氢酶活性与磷质量分数呈正相关,w_p=0.2 g·kg~(-1)对铝胁迫下荞麦根际土壤转化酶活性最有利.说明施磷降低铝胁迫根际土壤的交换态铝含量,提高土壤过氧化氢酶活性,减缓铝毒对植株生长的抑制作用.     

丛枝菌根真菌与蚯蚓对玉米修复砷污染农田土壤的影响

通过持续3 a的田间小区试验,研究了单独或联合接种丛枝菌根(AM)真菌和蚯蚓对玉米修复砷污染土壤效率的影响.结果表明,接种AM真菌和蚯蚓均显著提高玉米根系的AM真菌侵染率(P<0.05),且双接种处理显著高于单接种处理(P<0.05);接种蚯蚓或蚯蚓与AM真菌双接种能显著提高玉米地上部、地下部生物量(P<0.05),并促进土壤中晶态的水合Fe、Al氧化物态砷含量升高;AM真菌与蚯蚓双接种处理土壤磷酸酶活性显著高于对照(P<0.05);与对照相比,接种AM真菌和蚯蚓均显著降低土壤砷含量(P<0.05),且蚯蚓与AM真菌双接种处理土壤砷含量显著低于单独接种AM真菌或蚯蚓处理(P<0.05).可见,接种AM真菌和蚯蚓可以明显提高玉米对砷污染土壤的修复效率.     

草甘膦与镉复合胁迫对玉米幼苗抗氧化酶活性及光合作用的影响

为了探讨草甘膦(PMG)与重金属镉(Cd)复合胁迫对作物(玉米幼苗)生长的影响作用机制。通过温室盆栽试验,分别进行了不同浓度的PMG单一处理(浓度分别设计为0、1.25、2.5、5、10、20 mg·kg~(-1))和不同浓度的PMG(浓度分别为0、1.25、2.5、5、10、20 mg·kg~(-1))与浓度5 mg·kg~(-1)Cd2+的复合处理。采用分光光度法和连续激发式荧光仪分别对玉米幼苗抗氧化酶(过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT、超氧化物歧化酶SOD)、丙二醛(MDA)、叶绿素含量、荧光动力学曲线及相关参数进行了测定。结果表明,单一和复合胁迫分别在PMG浓度为1.25~5 mg·kg~(-1)、1.25~2.5 mg·kg~(-1)时,玉米幼苗通过增大抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性,清除积累过多的活性氧自由基,提高叶绿素含量的合成,加大光合作用速率,促进玉米幼苗的生长;单一和复合胁迫分别在PMG浓度为5~20 mg·kg~(-1)、2.5~20 mg·kg~(-1)时,由于玉米幼苗积累了过多的膜脂过氧化物,导致抗氧化系统损坏,阻碍叶绿素含量的合成,同时也损害了PSII的功能(MO、φPO、ΨO、φEO、φDO、ABS/RC、TRO/RC、ETO/RC、DIO/RC、PIABS),导致玉米幼苗光合作用受到抑制,阻碍幼苗的生长。研究表明,草甘膦单一胁迫和与重金属镉复合胁迫,对玉米幼苗酶活性及光合作用的影响,均随处理浓度的升高表现为双阶段性,低浓度促进,高浓度抑制;与同浓度的PMG单一处理相比,Cd2+的存在,加大了PMG单独存在时的损害作用,使得玉米幼苗对PMG胁迫的敏感浓度点从5 mg·kg~(-1)降低到2.5 mg·kg~(-1)。     

田间条件下不同组配钝化剂对玉米(Zea mays)吸收Cd、As和Pb影响研究

选取4种钝化材料(硅藻土、生物炭、沸石粉和石灰)开展田间试验,研究不同配施处理对玉米(Zea mays)籽粒吸收Cd、As和Pb与土壤有效态Cd、As和Pb的影响,以期筛选出钝化修复效果最佳的组配钝化剂。结果表明,(1)施用钝化剂均能有效促进玉米生长,增加植株株高、叶面积、玉米地上部与地下部质量,显著提高玉米产量。(2)不同处理均能明显降低土壤Cd、As和Pb有效态含量。其中,BLD处理对土壤有效态Cd降低效果最明显,YR+BLZ处理次之,与对照相比,土壤有效态Cd分别降低71.00%和67.85%;BDZ处理对土壤有效态As含量降低效果最明显,其次为BLD处理,较对照分别降低65.63%和59.73%;YR+BLD处理对土壤有效态Pb含量降低效果最好,BDZ处理次之,有效态Pb含量较对照分别降低70.64%和69.64%。(3)不同处理对玉米籽粒吸收和积累Cd、As和Pb产生不同程度的影响。与对照相比,不同处理导致玉米籽粒Cd含量降低82.63%~89.17%,As含量降低27.58%~49.47%和Pb含量降低9.64%~46.86%。(4)施用钝化剂均能显著提高土壤p H值,其中BLD、YR+BLD、JD+BLD处理的p H值升高效果最为明显,较对照分别提高1.05、1.04和1.04个单位;施用钝化剂能显著提高土壤有机质含量,YR+BDZ和YR+BLD处理有机质含量较高,较对照分别提高54.68%和46.04%,本试验结果表明,在钝化修复镉砷复合污染的旱地土壤时,低累积玉米品种与组配钝化剂联合使用能够获得较好的修复效果。     

一株邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)高效降解菌的筛选及其降解特性

邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)是一种高分子量的邻苯二甲酸酯(PAE),因高用量、难降解性成为一种全球性的有机污染物.从二沉池活性污泥中筛选出一株革兰氏阴性菌,能够以DEHP作为唯一碳源和能源,高效降解DEHP,命名为XB.基于其形态、生化特性以及16S r RNA基因序列分析,鉴定为Pseudomonas sp..优化其降解100 mg·L~(-1)DEHP的条件,结果表明最佳降解条件为:温度30—35℃,p H 7.0.同时,不同初始浓度下DEHP的降解动力学研究表明Pseudomonas sp.XB对DEHP的降解符合一阶动力学模型.当DEHP浓度为100 mg·L~(-1)时,降解半衰期大约为8.25 h.通过GC-MS检测到了菌株XB降解DEHP的代谢产物,如邻苯二甲酸(2-乙基己基)单酯(MEHP)和2-乙基己基醇,推导了其降解途径.菌株Pseudomonas sp.XB还可以以其他3种常见PAEs(DMP、DEP、DBP)、苯酚、苯甲酸钠以及邻苯二甲酸等有机化合物为唯一碳源和能源生长,表明其降解环境有毒物质的能力.结果证明Pseudomonas sp.XB作为生态修复PAEs生物强化菌具有潜在的适用性.     

丛枝菌根真菌和纳米磁性氧化铁对玉米生长和Fe吸收的影响

采用温室盆栽试验方法,模拟不同纳米磁性氧化铁(Fe_3O_4)施加水平(0.1、1.0和10.0 mg·kg~(-1))的土壤,研究接种丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌Glomus caledonium对玉米(Zea mays)植株生长的影响。结果表明,纳米Fe_3O_4在10.0 mg·kg~(-1)施加水平下显著降低(P0.05)玉米植株地上部和地下部生物量、AM真菌侵染率和玉米植株养分(N、P、Ca、Zn)含量,显著增加(P0.05)玉米植株地上部Fe含量。与未接种处理相比,在10.0mg·kg~(-1)的纳米Fe_3O_4施加水平下,接种AM真菌显著提高玉米植株总Fe吸收量和地下部Fe含量(P0.05),但显著降低Fe的转运比率和玉米植株地上部Fe含量(P0.05),改善玉米植株体内养分含量,最终显著促进玉米植株生长(P0.05)。该结果表明接种AM真菌可提高Fe在植物根系的分配比例,降低Fe向植株地上部的转运,从而缓解纳米Fe_3O_4对宿主植物的毒害作用。     

8种钝化剂产品对不同镉污染土壤理化性质和镉有效性的影响

探讨施用钝化剂对Cd污染土壤理化性质和修复效果,可为北方轻中度Cd污染农田安全利用提供依据。采用盆栽培养试验,研究不同Cd污染程度下,施用8种钝化剂产品对土壤理化性质、主要养分积累、Cd有效性和小白菜吸收Cd的影响。结果表明,与对照相比,土壤加入1 mg·kg~(-1) Cd时,除P6和P7钝化剂外,其他6种钝化剂可显著降低土壤有效态Cd含量,降幅为9.09%—56.73%;P3钝化剂的Cd钝化效果最佳,添加量为5%时土壤有效态Cd降低率为54.90%,小白菜降Cd率为54.04%;所有处理小白菜Cd质量分数均低于0.2 mg·kg~(-1),符合国家食品污染物限量标准。土壤加入5 mg·kg~(-1) Cd时,添加8种钝化剂处理均可显著降低土壤有效态Cd含量,降幅为11.14%—81.08%;其中P3钝化剂的Cd钝化效果最佳,添加量为5%处理下土壤有效态Cd降低率81.08%,小白菜降Cd率为72.16%,小白菜Cd含量(0.22 mg·kg~(-1))基本上接近国家食品中污染物限值,而其他7种钝化剂处理小白菜Cd含量均不同程度超标。相关性分析表明,土壤有效态Cd含量、小白菜Cd含量分别与土壤pH、有机质、速效磷和有效钾含量呈显著或极显著的负相关关系。由此可见,对于北方轻中度Cd污染农田,可通过施用合适的钝化剂产品来改善土壤养分状况,降低土壤Cd的有效性,从而达到农产品安全生产的目的。     

链格孢菌对白车轴草抗旱性的影响

在盆栽自然水分干旱胁迫条件下,研究了接种链格孢菌(Alternaria tenuis Nees)对白车轴草(Trifolium repens L.)抗旱性相关的生理生化指标的影响,结果表明:接种组与对照组叶片的电导率(EC)、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量均与干旱处理时间呈显著正相关,而叶片相对含水量(RWC)、抗坏血酸(ASA)含量与处理时间呈显著负相关。链格孢菌的侵染能促进干旱胁迫下白车轴草叶片EC和MDA含量的增加,延缓Pro的积累,加速叶片RWC和ASA含量的降低。到达干旱处理的第6天,接种组的EC、MDA含量分别比对照高20.06%、68.79%(p<0.05),而RWC、Pro含量和ASA含量分别比对照低7.03%、25.3%、77.43%(p<0.05)。此外,接种组超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性均于处理的第4天开始显著低于对照;过氧化氢酶(CAT)活性也于处理的第6天下降并显著低于对照,为对照的79.79%(p<0.01)。表明链格孢菌会降低干旱胁迫下白车轴草的渗透调节能力和保护酶的活性,加剧活性氧的积累和膜脂过氧化程度,使白车轴草的抗旱性降低。     

一株同时降解3种邻苯二甲酸酯降解菌的筛选鉴定及降解特性

选择邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二丁酯(DnBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)作为目标污染物,采用富集驯化法从设施菜地土壤中筛选出1株可同时降解DMP、DnBP和DEHP的细菌MB1.经形态、生理生化特征及16S rDNA序列分析,初步鉴定为微杆菌属(Microbacterium sp.).通过正交试验研究了该菌株的最优降解条件以及最优条件下该菌株的生长曲线和降解曲线,最后在培养条件下研究了该菌株对人工污染土壤中邻苯二甲酸酯的降解特性.结果表明,菌株MB1的最优降解条件为:pH值为8,温度为25℃,接菌量为5%,每种邻苯二甲酸酯浓度为300 mg·L~(-1).在此最优条件下该菌株呈S型曲线增长,7 d后无机盐培养液中DMP、DnBP和DEHP的降解率分别为99.62%%、99.65%和55.26%.人工污染土壤中空白试验和投加菌株试验结果为:在不添加菌液的处理中,灭菌土壤21 d时DMP、DnBP和DEHP的降解率分别为3.86%、4.19%和2.01%;未灭菌土壤21 d时对DMP、DnBP和DEHP的降解率分别为4.82%、5.99%和3.44%.在添加菌液的处理中,21 d时土壤灭菌处理中DMP、DnBP和DEHP的降解率分别达94.45%、95.65%和39.21%;而土壤未灭菌处理中DMP、DnBP和DEHP的降解率分别达94.93%、95.99%和41.16%.该结果表明:土壤中土著微生物仅能降解微量PAEs,菌株MB1对土壤中DMP、DnBP和DEHP等3种PAEs污染物具有较为高效的降解能力,未灭菌土壤中邻苯二甲酸酯的降解效果略高于灭菌土壤.     

生物炭与磷肥配施对棕壤中Cd形态及其有效性的影响

通过实验室模拟Cd污染棕壤,探讨单施不同量(20和40 g·kg~(-1))花生秸秆生物炭(PB)和棉花秸秆生物炭(CB)、20 g·kg~(-1)磷肥(P)以及两者配施对污染土壤p H值及5种形态Cd含量变化的影响,分析生物炭、磷肥及其联合作用对棕壤Cd生物有效性的影响机制。结果表明,单施磷肥可显著降低土壤p H值(较CK降低14.64%),单施生物炭以及两者配施均可提高土壤p H值(较CK增加0.99%~24.67%),以单施40 g·kg~(-1)花生生物炭处理土壤p H值增幅最显著。单施磷肥显著降低土壤可交换态、碳酸盐合态和铁锰氧化物结合态Cd含量,增加有机结合态和残渣态Cd含量;单施生物炭和配施处理均可使土壤可交换态Cd含量显著减少,碳酸盐结合态Cd含量显著增加(49.76%)。在相同施炭量(20 g·kg~(-1))下,配施处理土壤有效态Cd含量的降幅高于单施处理,且花生秸秆生物炭与磷肥配施处理效果优于棉花生物炭与磷肥配施,Cd活性系数分别为0.150和0.236,即20 g·kg~(-1)花生秸秆生物炭+20 g·kg~(-1)磷肥(P+PB_2)混合处理最有利于降低土壤Cd生物有效性。