不同结构改良剂对铜镉污染土壤水稻生长和重金属吸收的影响

本研究以铜（Cu）、镉（Cd）污染水稻土为对象,通过水稻盆栽试验研究聚丙烯酸（PAA）、聚丙烯酰胺（PAM）、聚乙烯醇（PVA）和腐殖酸（HA）这4种结构改良剂对水稻生长和重金属吸收的影响.结果表明,与对照处理相比,施用结构改良剂处理水稻株高和秸秆重分别增加了7.34%~22.0%和10.0%~32.2%,结构改良剂用量越高,增幅越大.施用0.4%的结构改良剂对水稻有一定的减产效应,籽粒重比对照处理降低了6.70%~32.6%.施用结构改良剂对土壤pH值无影响,但显著降低了土壤有效态Cu （5.38%~39.7%）和Cd含量（6.98%~59.6%）,水稻根、秸秆和稻米中Cu含量分别降低了0.88%~27.2%、8.50%~45.2%和3.41%~31.2%,Cd含量分别降低了5.93%~20.5%、10.0%~51.4%和3.12%~50.7%,PAA处理的降幅最大、PVA处理的降幅最小.结构改良剂降低了Cu和Cd从根系向秸秆的转运系数,但增加了Cu和Cd从秸秆向稻米的转运系数.总体来看,施用结构改良剂促进了水稻生长,抑制了水稻对Cu和Cd的吸收,对重金属污染土壤具有一定的修复效果.     

炭化苹果枝通过减少土壤DTPA-Cd降低苹果砧木镉积累和镉伤害

为探究炭化苹果枝对苹果砧木镉积累和镉伤害的影响,以盆栽苹果砧木（平邑甜茶）实生苗为试材,在施有0.5%和1%（质量分数）的炭化苹果枝的盆土中灌入含镉（CdSO₄）营养液,分析盆土中二乙烯三胺五乙酸（diethylenetriamine pentaacetic acid,DTPA）所提取镉（DTPA-Cd）及根茎叶镉含量,检测根系和叶片抗氧化酶活性和根系细胞死亡情况以及叶片光合速率.结果表明,施用炭化苹果枝的盆土DTPA-Cd含量显著低于未施用炭化苹果枝的,其中施用0.5%和1%的炭化苹果枝使盆土DTPA-Cd含量在处理第12 d分别比未施的降低17.50%和25.55%;施入炭化苹果枝明显降低苹果砧木根茎叶镉积累量,提高根系和叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性,降低根系和叶片·O₂^-生成速率、H₂O₂和MDA含量,还降低根系细胞死亡比率,提高叶片光合速率,其中施用（ω）0.5%和1%的炭化苹果枝使根系镉含量在处理第12 d分别比未施的降低29.49%和37.18%,使根细胞死亡比率分别比未施的降低22.73%和29.09%.这些说明施用炭化苹果枝可通过降低土壤DTPA-Cd含量,减少苹果砧木对镉的吸收和积累,减轻根系细胞以及叶片光合性能所受到的伤害,施用1%的比施用0.5%的效果更显著.     

镉和温度预暴露对小麦吸收镉的影响（Uptake of Cadmium by Wheat（Triticum aestivum） as Affected by Pre-Exposure to Cadmium and Temperature）

土壤中重金属Cd污染是一个累积过程,污染历史会影响植物对土壤中Cd的吸收. 近年来,随着全球气候的变暖,温度对Cd的生物有效性的影响日益引起关注. 通过模拟土壤溶液,研究了Cd的浓度、温度和预暴露时间对小麦吸收Cd的影响. 小麦在浓度为0.01和0.1μmol·L-1的Cd中经过不同时间的预暴露后进行6h的短期吸收实验. 结果发现,经1d预暴露后,小麦根部吸收Cd的量有增加趋势,这说明Cd对小麦产生了刺激作用,小麦地上部分的含Cd量也有所增加但不显著. 经5d预暴露后,小麦对Cd产生了抗性,这使得小麦根部降低了对Cd的吸收量;并且当Cd为0.1μmol·L-1时,根部Cd吸收量的降低最为明显;由于Cd从根部向地上部迁移是一个复杂的生理过程,预暴露对地上部分Cd含量的影响没有根具有规律性;经过37℃高温胁迫4h后,小麦根部及地上部分的Cd含量减少高达40%;预暴露和高温共同作用后,其减少量更多,这说明预暴露和高温共同作用能够减少小麦对Cd的吸收量.     

镨对镉胁迫下水稻幼苗根系生长和根系形态的影响

为了解稀土镨对镉胁迫下水稻(Oryza sativa L.)根系毒害的缓解效应,以水稻幼苗为实验材料,采用溶液培养方法,研究了50μmol·L-1镉胁迫下不同浓度镨对水稻幼苗根系鲜质量、形态和根系活力的影响。结果表明,50μmol·L-1镉胁迫下,水稻根系生长受到明显的抑制,根系鲜质量、根长、根表面积、根体积和根系活力明显降低,且随镉处理时间的延长,抑制程度加重。但镉对根系平均直径无明显影响。23～184μmol·L-1的镨对水稻镉毒害有一定的缓解效果,可不同程度的减轻镉对幼苗的伤害,促进了镉胁迫下根系鲜质量、根系长度、根系表面积和根系体积的增加,提高了根系活力,且随着处理时间的延长,缓解效应愈加明显,与单镉毒害相比,镨处理5天后根系鲜质量、根长、根表面积、根体积和根系活力分别提高了0.92%～14.8%、1.61%～16.3%、2.57%～20.3%、1.52%～17.2%和3.71%～32.8%,处理10d后根系鲜质量、根长、根表面积、根体积和根系活力分别提高了2.55%～31.2%、1.44%～21.4%、1.78%～27.2%、2.16%～23.4%和8.14%～52.9%;此外,23～184μmol·L-1的镨处理对直径≤1.0mm的根长和根表面积、直径0.5mmD≤1.0mm的根体积影响较大,其分别提高了0.9%～24.3%、1.9%～32.6%、0.4%～33.2%,其中以92μmol·L-1镨缓解效果最好。但随着镨浓度的进一步加大,当镨浓度达到230μmol·L-1时,反而会使水稻根系受到更严重的毒害。     

苯并三唑和镉对斑马鱼肝脏的联合毒性效应

采用转基因斑马鱼Tg (lfabp10a: dsRed; elaA:EGFP)为模型,探讨了环境中苯并三唑及其衍生物(BTRs)与重金属镉对斑马鱼的单独与联合肝脏毒性效应.结果表明,0.001~0.1μmol/L CdCl2单独暴露使斑马鱼肝脏结合蛋白基因lfabp10a表达量增强,肝脏尺寸相对空白对照组显著膨大(P<0.005),而1μmol/L CdCl2显著抑制斑马鱼lfabp10a的表达,肝脏尺寸相对空白对照组显著降低(P<0.005).苯并三唑(1H-BTR,1H-benzotriazole)相对CdCl2而言毒性较低,5 μmol/L 1H-BTR暴露时斑马鱼肝脏lfabp10a表达量增强(P=0.000).联合暴露研究发现,1H-BTR能显著降低重金属镉对斑马鱼的肝脏毒性.因此, 苯并三唑在环境污染物毒性评价中具有重要意义.     

线性扫描溶出伏安法同时测定水样中铅镉铜锌

通过多壁碳纳米管-Nafion复合膜修饰电极,建立水样中痕量铅、镉、铜、锌同时测定的线性扫描溶出伏安分析法,优化支持电解质及pH值、修饰剂用量、富集电位及时间等测定条件。实验结果表明,在pH 4.0的NaAc-HAc缓冲液中,-1.20V富集5min后,在电位-1.04V、-0.72V、-0.45V及-0.16V附近分别产生锌、镉、铅、铜的灵敏溶出峰,测定各元素的线性关系良好,相对标准偏差均小于5.4%。该法已成功应用于实际水样中痕量铅、镉、铜、锌的同时测定,加标回收率在93.3%~106.7%之间,结果满意。     

镐与酸雨对大豆种子萌发的动态影响

为了探索Cd2+酸雨(AR)污染对大豆种子萌发的影响,采用种子常规萌发试验研究不同浓度Cd2+与AR处理对大豆种子萌发过程中发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数的动态影响.结果表明,低强度AR与低浓度Cd2+对种子萌发有促进作用,但Cd2+的促进作用会随胁时延长而减弱,二者复合处理与Cd2+相似;高强度AR与高浓度Cd2+持续抑制,达显著差异水平胁时明显提前,复合毒害效应大于单因素效应的总和,抑制显现协同作用;4项指标均与胁时呈负相关,各组与CK达显著差异胁时不尽相同:Cd2+AR>Cd2+>AR;胁迫解除时间越早,4指标降低越少,种子受损害越轻.综合考虑,Cd2+污染效应大于AR污染效应,是构成复合污染的主要因素.发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数的动态影响.结果表明,低强度AR与低浓度Cd2+对种子萌发有促进作用,但Cd2+的促进作用会随胁时延长而减弱,二者复合处理与Cd2+相似;高强度AR与高浓度Cd2+持续抑制,达显著差异水平胁时明显提前,复合毒害效应大于单因素效应的总和,抑制显现协同作用;4项指标均与胁时呈负相关,各组与CK达显著差异胁时不尽相同:Cd2+AR>Cd2+>A     

镉胁迫对银条内镉残留及其品质的影响

为探索重金属Cd对银条（Stachys floridana Schuttl.ex Benth.）地下茎品质的影响及其Cd残留情况,将银条地下茎在经消毒的沙子中发芽生长,并浇灌改良Hoagland营养液,待银条长到第一朵花的花蕾出现时,对生长状况良好的银条按一定周期浇灌不同质量浓度的Cd^2＋（CdCl2分析纯）,以不施镉为对照,两个月成熟后采其地下茎进行品质测定,并利用电感耦合等离子体发射光谱仪测定经消解的样品中Cd的含量。实验结果表明,随着Cd胁迫质量浓度的增加,可溶性糖、可滴定酸、可溶性蛋白含量逐渐降低,呈负相关关系,相关系数分别为-0.984 9^＊＊、-0.991 2^＊＊和-0.893 3^＊＊,其含量分别为对照的58.40%、57.56%和75.68%;可溶性固形物、维生素C含量呈先稍微上升然后再下降的趋势,而粗纤维的含量则逐渐升高,但数值变化不是很明显;Cd在地下茎中的残留随着Cd胁迫质量浓度的增加而升高,且各处理与对照呈极显著差异,并与国家蔬菜卫生标准相比,Cd含量严重超标,在250 mg·L^-1的Cd质量浓度下其残留是国家标准的16.46倍。     

镉胁迫对不同砧穗组合葡萄植株镉吸收规律和果实品质的影响

以3年生盆栽不同砧穗组合葡萄植株为供试材料,加入氯化镉（CdCl2）以模拟成15mg·kg-1Cd2＋的Cd污染土壤,研究镉在不同砧穗组合葡萄植株内的吸收和分配规律以及对果实品质的影响。结果表明：Cd在不同组合葡萄植株的积累浓度由高到低顺序均为：根系〉茎〉叶片〉果实,不同组合葡萄植株镉含量和果实品质存在显著的差异。所有葡萄植株的果实Cd积累质量分数均低于我国绿色食品Cd限量标准（0.03mg·kg-1,FW）,然而自根苗果实Cd质量分数（0.028mg·kg-1,FW）非常接近0.03mg·kg-1FW,嫁接葡萄植株果实的Cd含量均显著低于自根苗,大约为自根苗的20%～86%,Y/华佳8号、Y/SO4和Y/5BB葡萄果实的Cd含量较低。嫁接降低了葡萄果实中的Cd含量,从一定程度上减轻了人类的Cd暴露风险。不同组合葡萄植株果实的品质存在差异,嫁接提高了Cd胁迫下葡萄果实的可溶性糖（Y/SO4除外）和花青苷含量,降低了可滴定酸含量,提高了果实品质。     

耕地土壤铜、镉、锌形态及生物有效性研究

土壤重金属总量常被用来评估土壤质量安全,但是大量事实说明单纯用土壤重金属总量并不能完全说明土壤重金属的生物有效性及其环境风险。相对于国内外常用的Tessier的五态方法,欧共体标准物质局提出的三步提取法（BCR法1,中国地质调查局地质连续提取法的七态标准少见报道。本研究选取河南平原耕地样品,采用中国地质调查局地质连续提取法（DD2005．03）进行耕地中重金属元素（Cu、Cd、Zn）的形态分布,结果表明：Cu、Zn主要以残渣态存在,其残渣态分别占全量的55．80％和67．35％。Cd以离子交换态为主,占全量的27．30％。Cu、Cd、Zn各态含量占全量比例的顺序是,Cu：残渣态〉弱有机结合交换态〉铁锰氧化态〉碳酸盐结合态〉强有机结合态〉水溶态〉离子交换态。Cd：离子交换态〉弱有机结合交换态〉强有机结合态〉残渣态〉碳酸盐结合态〉铁锰氧化态〉水溶态。Zn：残渣态〉铁锰氧化态〉弱有机盐结合态〉离子交换态〉强有机结合态〉碳酸盐态〉水溶态。从生物可利用性系数k来看,Cd主要以活动性较大的状态存在,很容易被作物吸收。