贵阳市喀斯特地区表层土壤Cd空间分异特征及其影响因素

为探究地质高背景区土壤Cd含量的空间分异特征及其变异规律,以贵阳市喀斯特地貌区表层土壤为研究对象,采集14 421件表层土壤,综合运用全局Moran''s I指数、冷热点分析、半方差函数与克里金插值等方法,揭示土壤Cd含量的空间结构和分布规律,并通过方差分析与地理探测器分析环境因子对土壤Cd含量的影响及其主控因子. 结果表明：①贵阳市喀斯特表层土壤ω（Cd）范围介于0.03~1.36 mg·kg^-1之间,平均值为0.440 mg·kg^-1,分别为贵州省土壤Cd背景值和中国土壤Cd背景值的1.77倍和5.95倍;土壤Cd超标率为30%,是我国土壤Cd超标率（7%）的4.29倍. ②土壤Cd含量存在显著的空间正相关性,全局空间上呈现聚集分布,而局部区域上东北和西南地区表现为热点区,北部为冷点区;土壤Cd含量的块金系数为10.37%,表明土壤Cd主要受结构性因素影响. ③空间分布上,土壤Cd呈现不同的累积趋势,息烽县、修文县、清镇市、花溪区和南明区等区域部分块状土壤ω（Cd）小于0.3 mg·kg^-1;土壤ω（Cd）介于0.3~0.6 mg·kg^-1分布面积最广,白云区、乌当区、观山湖区和云岩区土壤Cd整体上介于这一含量范围;土壤ω（Cd）介于0.6~0.9 mg·kg^-1集中分布于清镇市西南部、花溪区南部以及开阳县北部,而土壤ω（Cd）介于0.9~1.2 mg·kg^-1主要聚集在清镇市西南部;土壤ω（Cd）极值（ > 1.2 mg·kg^-1）多分布于开阳县、修文县、清镇市和花溪区等地区. ④方差分析与地理探测器结果表明,不同环境因子对土壤Cd空间分异影响显著,但对土壤Cd含量的解释力具有差异,其大小依次为：地层（0.176 5） > 土壤类型（0.0260） > 有机质（0.0251） > 海拔（0.0105） > 母岩（0.0073） > 土地利用（0.0064） > pH（0.001 3）,并且地层与任意环境因子的交互作用均最大,因此地层是影响土壤Cd含量空间分异的主要因子.     

Thermodynamics and kinetics of cadmium adsorption onto oxidized granular activated carbon

Cadmium sorption behavior of granular activated carbon oxidized with nitric acid was systematically studied by sets of the equilibrium and time-based experiments under various conditions.The cadmium adsorption capacity of oxidized granular activated carbon enlarged with an increase in pH,and reduced with an increase in ionic strength.Experimental data were evaluated to find out kinetic characteristics.Adsorption processes were found to follow pseudo-second order rate equation.Adsorption isotherms correlate well with the Langmuir isotherm model and the maximum sorption capacity of cadmium evaluated is 51.02μmol/g.Thermodynamic parameters were calculated based on Van't Hoff equation.Equilibrium constant Kd was evaluated from Freundlich isotherm model constants,Langmnir isotherm model constants,and isotherms,respectively.The average change of standard adsorption heatΔH~0 was -25.29 kJ/mol.NegativeΔH~0 andΔG~0 values indicate the adsorption process for cadmium onto the studied activated carbon is exothermic and spontaneous.The standard entropyΔS~0 was also negative,which suggests a decrease in the freedom of the system.     

Oxidative stress and DNA damages induced by cadmium accumulation

Experimental evidence shows that cadmium （Cd） could induce oxidative stress and then causes DNA damage in animal cells, however, whether such effect exists in plants is still unclear. In the present study, Vicia faba plants was exposed to 5 and 10 mg/L Cd for 4 d to investigate the distribution of Cd in plant, the metal effects on the cell lipids, antioxidative enzymes and DNA damages in leaves. Cd induced an increase in Cd concentrations in plants. An enhanced level of lipid peroxidation in leaves and an enhanced concentration of H2O2 in root tissues suggested that Cd caused oxidative stress in Vicia faba. Compared with control, Cd-induced enhancement in superoxide dismutase activity was significant at 5 mg/L than at 10 mg/kg in leaves, by contrast, catalase and peroxidaseactivities were significantly suppressed by Cd addition. DNA damage was detected by neutral/neutral, alkaline/neutral and alkaline/alkaline Comet assay. Increased levels of DNA damages induced by Cd occurred with reference to oxidative stress in leaves, therefore, oxidative stress induced by Cd accumulation in plants contributed to DNA damages and was possibly an important mechanism of Cd-phytotoxicity in Vicia faba plants.     

常规施肥对土壤水稳性团聚体镉吸附解吸特性及化学形态的影响研究

土壤团聚体是土壤颗粒的主要存在形式,对重金属在土壤中的富集和生物有效性具有重要影响。施肥方式会影响土壤团聚体的粒径分布和理化特性,但是不同粒径团聚体自身理化特性对重金属富集和赋存化学形态的影响仍缺乏系统研究。选取两种施肥处理(常规施肥和不施肥)的水稳性团聚体颗粒为研究对象,采用平衡等温法研究各粒级团聚体中镉(Cd)的吸附解吸特性和赋存化学形态,探讨施肥-团聚体理化特性-Cd吸附解吸及其赋存化学形态的内在关系。结果表明：相比未施肥处理,常规施肥处理能够显著增加大粒径团聚体(>53μm)占比及其有机质、游离氧化铁(特别是无定形氧化铁)、全氮、有效磷和速效钾含量。与未施肥处理不同,常规施肥处理原土及各粒径团聚体对Cd²⁺的吸附解吸过程符合Freundlich方程,可达到非均匀多层吸附,其中2 000—250μm粒径团聚体对Cd²⁺的吸附、固持能力最强,随着粒径的减小,对Cd²⁺的吸附、固持能力均降低,主要与其游离氧化铁(特别是无定形氧化铁)、有机质、有效磷及全氮含量呈显著正相关。随着溶液中Cd²⁺初...     

化学气相沉积法制备二硫化钼薄膜及其光催化降解亚甲基蓝性能

分别采用新型化学气相沉积(CVD)硫化金属Mo的方法以及传统CVD硫化MoO3的方法制备了MoS2薄膜,对其物相和形貌进行了表征,探究了对亚甲基蓝的光催化降解性能.表征结果显示:蒸镀Mo 5 min制备的MoS2薄膜具有多个晶面生长方向,其形貌多为完整的棒状;蒸镀Mo 1 min制备的MoS2多为棒状碎片;硫化MoO3...     

稀土镧(La)及La(POA)3对镉污染绿豆幼苗生理影响

以水培的方式研究了稀土元素镧及其配合物La(POA)3(HPOA=苯氧乙酸)对绿豆幼苗的生理生态影响。结果表明,单一镉(10mg/L)胁迫时,NR、CAT及POD活性下降,而MDA、Pro含量上升;较低浓度(5～30mg/L)的镧及其配合物能明显地促进绿豆幼苗生长,并且可以缓解镉对绿豆幼苗的胁迫作用,经镧及其配合物作用后,上述生理指标皆比单一镉胁迫时有明显的改善,而高浓度(100mg/L)的镧及其配合物对镉污染的缓解作用都减弱;另外,较低浓度(10、15、30mg/L)的La(POA)3对镉胁迫的缓解作用较镧更明显;随着作用时间的延长,镧及其配合物对绿豆幼苗镉污染的缓解作用均逐渐下降。     

镉对性未成熟鸡卵巢FSHR与LHRmRNA表达的影响

应用反转录多聚酶链式反应(RT-PCR)方法,检测镉中毒的性未成熟鸡卵巢卵泡刺激素受体(FSHR)和黄体生成素受体(LHR)mRNA表达水平的变化.结果表明,对照组二者的表达随时间的延长呈升高趋势,加镉组二者呈不同程度的降低.由此认为,在卵巢发育早期阶段,镉通过降低FSHRmRNA和LHRmRNA的表达水平,影响卵泡刺激素(FSH)和黄体生成素(LH)生理作用的发挥.     

黄棕壤不同粒级组分对镉的吸附动力学与热力学研究

采用一次平衡法研究了黄棕壤不同粒级组分(粘粒≤2 μm、粉粒2～20 μm、细砂粒20～200 μm、粗砂粒200～2000 μm)对镉的吸附动力学与热力学,并采用拉格朗日假一级动力学方程、假二级动力学方程、颗粒内扩散模型对试验数据进行拟合.结果表明,2种温度下各粒级组分对镉的吸附均可分为快反应和慢反应2个阶段,0～15 min内为快反应阶段,吸附量达到饱和吸附量的95%以上,此后为慢反应阶段;随着温度由25℃升高到45℃,各组分对镉的饱和吸附量增加了4.86%～25.3%;各组分对镉的吸附动力学符合拉格朗日假二级动力学方程,吸附过程以化学吸附为主;二级动力学吸附速率常数表明,随着各组分粒级增大,吸附速率降低;在试验温度范围内随着温度升高,吸附速率加快;吸附过程的限速步骤为颗粒间扩散;各粒级组分对镉的吸附为吸热反应,反应能自发进行.     

垃圾焚烧中氯化物对重金属Cd迁移转化特性的影响

采用管式炉和模拟垃圾对垃圾焚烧中氯化物对重金属Cd迁移转化特性的影响进行了研究,使用ICP-AES(美国EPA消解方法)、SEM、EDS和XRD分析技术对重金属浓度、灰渣表面形貌、成分和灰渣X射线衍射物相等进行了分析.结果表明,氯化物的加入均使得97％以上的Cd分布于飞灰中,且随氯化物含量的增加在飞灰中的分布逐渐增加.有机氯PVC和无机氯NaCl含量的变化对Cd迁移分布的影响没有显著差别.PVC对Cd迁移分布影响受温度影响显著,550℃时Cd在飞灰中分布为80.51%,850℃时Cd在飞灰中的分布上升为97.91%,但在温度超过CdCl₂的熔点568℃后温度的影响较小.NaCl对Cd的迁移分布受温度影响不明显,加入NaCl后550℃时Cd在飞灰中分布为95.02%,1 000℃时在飞灰中的分布为96.58%.氯化物存在下停留时间对Cd迁移分布没有显著影响.底渣和飞灰的SEM/EDS和XRD分析表明,PVC和NaCl对Cd迁移转化作用机理不同.     

镉对鸡垂体Fas和caspase-3 mRNA表达的影响

探讨氯化镉(CdCl2)诱导鸡脑垂体细胞凋亡的发生情况及对凋亡相关基因Fas和caspase-3表达的影响.选择健康50日龄海兰白蛋鸡90只,分为3组,每组30只,以CdCl2含量为0、140、210 mg·kg -1的拌料饲喂,分别于染毒20d、40d和60d时取垂体,用原位末端标记(Tunel)和RT-PCR方法检测细胞凋亡和基因表达情况.实验结果表明,CdCl2作用后可致鸡腺垂体细胞呈现明显的凋亡征象,并可诱导垂体细胞Fas和caspase-3 mRNA表达的增加;在整个试验期的各个时间点2个剂量组的凋亡率和基因表达量与对照组相比差异显著(p<0.01),且随着染镉时间的延长,低剂量组的凋亡率以及Fas、caspase-3 mRNA表达增加较明显.这表明,一定剂量的CdCl2可诱导鸡垂体细胞凋亡,在此过程中Fas和caspase-3 mRNA表达呈现出与凋亡较为一致的趋势.