我国典型土壤上重金属污染对番茄根伸长的抑制毒性效应

采用盆栽试验观测了我国3种典型土壤——黄泥土、褐土、红壤上不同重金属(铜、锌、铅)作用下敏感植物番茄的根伸长,其中黄泥土和褐土上重金属添加量范围为Cu(0～2000mg·kg-1)、Zn(0～4000mg·kg-1)和Pb(0～5000mg·kg-1),红壤上为Cu(0～400mg·kg-1)、Zn(0～750mg·kg-1)和Pb(0～2000mg·kg-1).对不同土壤上Cu、Zn、Pb对番茄的根伸长抑制率进行了比较,以阐明不同土壤上重金属种类及用量对蔬菜根生长的抑制及毒性效应.结果表明,相同Cu、Zn、Pb污染水平(添加量)下,土壤中重金属对番茄的根伸长抑制率大小顺序基本表现为:红壤>黄泥土>褐土.番茄对红壤中的重金属最敏感,其次是黄泥土,再次是褐土.番茄对不同重金属的毒性响应不同,对Cu最敏感,Zn和Pb次之.土壤中有效态重金属含量与番茄根伸长呈显著(p<0.05)或极显著(p<0.01)负相关,表明有效态重金属含量是影响蔬菜根伸长的重要因素.     

满江红对不同形态铀的吸附行为

首先采用Visual MINTEQ 3.1软件模拟了不同pH及不同浓度的碳酸盐或磷酸盐溶液中不同形态铀所占的比例;随后根据模拟结果,配制了5种分别含有UO_2~(2+)、(UO_2)_3(OH)_5~+、UO_2(OH)_3~-、UO_2(CO_3)_3~(4-)和UO_2PO_4~-的铀溶液;最后通过水培实验研究了满江红对这5种不同形态铀的吸附行为.结果表明,这5种不同形态铀对满江红的生长抑制率有显著差异,UO_2~(2+)、(UO_2)_3(OH)_5~+、UO_2(OH)_3~-及UO_2(CO_3)_3~(4-)均能抑制满江红的生长,其中,UO_2~(2+)对满江红的生长抑制率最高,而UO_2PO_4~-则可以促进满江红的生长,但满江红对UO_2~(2+)和(UO_2)_3(OH)_5~+的吸附效率相对较高.当溶液中铀的浓度为2 mg·L~(-1)时,UO_2~(2+)对满江红的富集量和富集系数分别达到了3831 mg·kg~(-1)和1916,(UO_2)_3(OH)_5~+对满江红的富集量和富集系数分别达到了3057 mg·kg~(-1)和1529.可见,要提高满江红对水中铀的去除率和富集量,应将溶液中铀的形态调控为以UO_2~(2+)或(UO_2)_3(OH)_5~+为主,同时要降低溶液中碳酸盐和磷酸盐的含量.     

植物酶抑制技术用于检测蔬菜中有机磷及氨基甲酸酯类农药残留

应用植物酶抑制技术检测蔬菜中的有机磷及氨基甲酸酯类农药。用小柱对样品进行预处理，可去除叶绿素的干扰、提高检测灵敏度。提出了抑制率阈值（15％）。应用本方法对市售蔬菜的农药残留进行了调查，检出率约为10％。     

铝对土壤微生物区系组成的影响

通过大豆盆栽试验,研究了金属铝对土壤微生物区系组成的影响。结果表明,当铝质量分数<1.1 g/kg时,土壤细菌、放线菌的数量随着铝质量分数的增加而增加;当铝质量分数>1.1 g/kg时,土壤细菌、放线菌的数量随着铝质量分数的增加而减少。铝对丝状真菌的生长具有明显的促进作用。在低质量分数下,铝对土壤氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌具有一定的刺激作用;当质量分数>1.1 g/kg时,则表现为抑制作用,最大抑制率分别达48%、96%和95%;土壤硝化细菌、反硝化细菌可以作为铝污染土壤生态环境的指示菌。自生固氮菌的数量随铝质量分数的升高而逐渐下降。铝对土壤微生物区系产生抑制作用的临界质量分数在1.3 g/kg左右。     

土壤酶对外源有机硒和无机硒的动态响应

通过室内非作物连续培养,研究了不同剂量、不同形态外源硒(亚硒酸钠、硒代蛋氨酸)对土壤脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶活性影响的动态变化过程.结果表明,低剂量(10 mg·kg~(-1))无机硒(亚硒酸钠)对土壤脲酶和蔗糖酶活性有先激活后抑制作用,对土壤中性磷酸酶活性有激活作用.而相同剂量有机硒(硒代蛋氨酸)处理时,3种酶均表现为不同程度的激活状态.高剂量(30 mg·kg~(-1))无机硒(亚硒酸钠)处理时,3种酶活性均表现先激活后抑制,其中对脲酶影响最大,对蔗糖酶影响次之,对中性磷酸酶影响最小.而施入高剂量(30 mg·kg~(-1))有机硒(硒代蛋氨酸)后,对土壤中脲酶、蔗糖酶的激活作用明显大于无机硒的影响,但对磷酸酶的影响不明显.试验充分说明施入不同剂量、不同形态的外源硒,土壤酶活性表现出不同的动态响应,并且有机硒比无机硒更有利于土壤微生物的生长,能提高土壤酶活性,促进N、P、C养分在土壤生态系统的循环.用有机硒替代无机硒作为外源硒源,有望成为未来发展方向.     

基于耗氧速率预警重金属对活性污泥的抑制性

基于耗氧速率(OUR)的预警技术,以Cu2+、Zn2+的例(ρ(MLSS)=2 000 mg/L)研究了重金属对活性污泥的抑制作用,剂量由20 mg/L提高至60 mg/L时,Cu2+和Zn2+抑制率为分别由33%、38%,提高至77%、63%,存在剂量-效应关系。考察得知:4种重金属离子在特定条件下毒性大小顺序为:Cu2+Zn2+Cd2+Cr3+。通过单因素和正交试验确定了最优运行参数:ρ(MLSS)为500 mg/L,HRT为10 min。在此条件下模拟毒性冲击的生产性试验表明:Zn2+和Cu2+(5 mg/L)冲击的平均抑制率分别为22.3%、56.6%,反馈时间20 min。因此,基于OUR的废水毒性预警技术能够及时、准确地反馈出重金属对活性污泥的影响。     

恩诺沙星与Cu复合污染对白菜和西红柿根及芽伸长的抑制作用

抗生素恩诺沙星和重金属Cu是当今我国土壤中较常见的污染物。本研究考察了恩诺沙星与Cu复合污染对砖红壤中白菜和西红柿种子的根及芽伸长的影响,以评估恩诺沙星和Cu复合污染潜在的生态风险。结果表明,加入不同浓度的Cu时,土壤中的恩诺沙星浓度与2种作物的根伸长和芽伸长的抑制率均显著相关(P0.05);白菜的敏感性均大于西红柿;白菜和西红柿的根伸长对复合污染的生态毒性的敏感性均较芽伸长更高;与单一恩诺沙星胁迫相比,在恩诺沙星与Cu(100 mg·kg~(-1))或Cu(300 mg·kg~(-1))复合污染下,二者对白菜和西红柿的根及芽伸长抑制效应均表现为协同作用。试验结果在揭示恩诺沙星与Cu复合污染的生态毒性效应的同时,也为重金属和抗生素复合污染的生态风险评价提供科学依据。     

非致死剂量的四溴双酚A胁迫下蚯蚓的生长和抗氧化防御反应

以自然土壤为介质,考察赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的生长抑制率、蛋白质含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、谷胱甘肽转移酶(GST)活性等指标,进行了急性(14 d)、亚急性(28 d)暴露下四溴双酚A(tetrabromobisphenol A,TBBPA)非致死剂量胁迫对蚯蚓的生长和抗氧化防御效应研究。结果表明:在急性试验中TBBPA对蚯蚓的生长抑制均存在显著的剂量效应关系,而在亚急性暴露期,400 mg·kg~(-1)时显著抑制蚯蚓的生长(P<0.05);TBBPA对蚯蚓体内蛋白含量影响,在急性试验中各处理间差异不显著(P=0.712),进入亚急性期蛋白质含量在400 mg·kg~(-1)时被显著诱导(P=0.039,P<0.05);TBBPA对蚯蚓SOD酶活性的影响,在急性试验中50 mg·kg~(-1)时被显著诱导(P<0.01),在亚急性试验中400 mg·kg~(-1)时SOD酶活性显著升高(P<0.05);TBBPA对蚯蚓GST酶活性影响,在急性试验中400 mg·kg~(-1)时呈现显著诱导效应(P<0.05),在亚急性期各处理间差异不显著(P=0.428)。蚯蚓生长抑制率、蛋白质含量、体内各生化酶系对TBBPA暴露的时间效应和剂量效应的敏感性存在不同程度差异,应依据污染暴露指标的有效性和敏感性选择多时间段检测和多指标进行土壤安全评价诊断。     

小分子物质双(3-氨基丙基)胺对废水混合菌落生物膜形成抑制效应

研究了小分子物质双(3-氨基丙基)胺对混合菌落生物膜形成抑制及解体效应机制,并探讨了利用双(3-氨基丙基)胺减缓膜表面生物污染的可行性.结果表明,双(3-氨基丙基)胺能有效抑制混合菌群微生物附着和生物膜形成,抑制作用随浓度的升高而增强.经过双(3-氨基丙基)胺处理(131 mg·L~(-1))24 h,生物膜形成抑制率达到74.61%.这种抑制效果不是通过杀菌方式产生而是通过抑制微生物中胞外多糖和e DNA含量产生.经双(3-氨基丙基)胺处理后,胞外多糖和eDNA分别下降了39.37%±2.68%和70.05%±2.93%.双(3-氨基丙基)胺对已经形成的生物膜也有一定解离作用.对于预培养12 h的生物膜,双(3-氨基丙基)胺(131 mg·L~(-1))处理10 h,解体率为23.59%.另外双(3-氨基丙基)胺可减缓膜过滤过程中膜孔堵塞速度,降低膜压,缓解由微生物引起的膜污染问题,在环境膜污染控制方面具有潜在应用价值.     

磺胺间甲氧嘧啶-镉复合污染对作物种子发芽的影响

测定了黄潮土中常用兽药磺胺间甲氧嘧啶(SMM)与重金属镉(Cd)单一及复合污染对小麦和西红柿种子发芽(根伸长、芽伸长和发芽率)的影响,分析了土壤中药物浓度与作物生长抑制的剂量-效应关系及复合污染的毒性效应.结果表明,在单一污染物作用下,根伸长抑制率和芽伸长抑制率与药物浓度显著相关(P0.05);药物对根伸长及芽伸长的抑制高于对种子发芽的抑制;SMM对2种作物的毒性效应明显强于Cd,SMM对小麦和西红柿根伸长的IC50(抑制率为50%时污染物浓度)分别为33.7,49.3mg/kg,而Cd为507.3,599.8mg/kg.SMM和Cd复合污染时,在低Cd(200mg/kg)的胁迫下,联合作用主要体现为协同作用,但随着SMM浓度的增加,协同效应不显著(P>0.05);在高Cd(500mg/kg)作用下,二者的联合效应中Cd起主要作用.