环境水体中无机砷现场分析方法研究进展

砷是一种环境中普遍存在的类金属元素,并与人类健康息息相关.砷被列为一类致癌物,地下水中砷导致的慢性中毒是全球性健康问题.环境水体中砷的形态多样和毒性不尽相同,且在采样和运输过程中易于转化,而使实验室分析结果出现误差.因此开发砷的现场分析方法和获得准确的数据是研究砷的形态转化和生物吸收过程和准确判断其毒性的基础.在过去的几十年中,砷的实验室内分析方法迅速发展并逐渐成熟,但砷的现场分析仍然存在着巨大的困难和挑战.总结归纳了近10年来（2011~2022年）环境水体中砷分析方法相关的综述,讨论了砷的比色法、发光法和电化学法等现场分析方法的研究进展,并展望未来环境水体中砷现场分析方法的发展方向,为新方法的建立与应用提供参考.     

镉胁迫对龙葵生长、质膜ATP酶活性及氮磷钾吸收的影响北大核心CSCD

采用模拟镉(Cd)污染土壤培养法研究不同浓度Cd(0、10、20、40、80、160 mg kg–1)处理对Cd超积累植物龙葵(Solanum nigrum)幼苗营养元素氮(N)、磷(P)、钾(K)吸收及质膜ATP酶活性的影响.结果表明,Cd处理浓度≤40 mg kg–1时显著促进龙葵幼苗的生长(叶性状、主根长、株高度和基径粗度)以及生物量的积累与分配;而当Cd处理浓度>40 mg kg–1时则出现明显的抑制作用.而当Cd处理浓度为10 mg kg–1时,则提高显著幼苗叶片叶绿素(Chl.a、Chl.b、Chl.[a+b])含量,达到最高值;且叶绿素含量随胁迫程度的增强而先升后降.随胁迫程度的增强,幼苗根、茎、叶和果实中的N、P和K含量先升后降(除茎P降低外);而植株组织中的Cd积累量逐渐增大且分布为叶>茎>根>果实.同时,丙二醛(MDA)含量与过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性随Cd浓度增大而增大,但超氧化物歧化酶(POD)活性先升后降.随胁迫程度的增强,幼苗地上(茎与叶)和地下(根)部H+-ATP以及地下部Ca2+-ATP酶活性不断降低,而地上部Ca2+-ATP酶活性先升高后降低.因此,龙葵在高浓度Cd胁迫(≥40 mg kg–1)下,可能通过加快根对Cd离子的吸收和转运,提高抗氧化酶(CAT和SOD)活性,降低POD与质膜ATP酶活性,调节对N、P和K的需求,从而起到对Cd胁迫的解毒作用.     

溶磷微生物改性生物炭吸附重金属的机理研究

利用磷溶菌（PSB）对稻壳（RB）和污泥（SB）生物炭进行不同时间的改性,研究了其对水体中Pb²⁺和Cd²⁺（1000mg/L）的修复机制.主要通过测定改性生物炭的理化特性和重金属含量,并利用结构方程模型研究了微生物改性生物炭对重金属的吸附机理.结果表明,PSB显著改善生物炭的孔径结构、比表面积BET （增加了12.5%~175.0%）和表面官能团.特别是还增加了生物炭中C和P元素的释放,促进了生物炭表面的生物矿化机制.PSB改性显著提高了生物炭对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附作用（RB提高：Pb²⁺=9.5%~34.5%,Cd²⁺=34.7%~219.9%,SB提高：Pb²⁺=65.3%~101.3%,Cd²⁺=106.6%~248.6%）.通过Pb和Cd的修复差异,发现不同重金属对微生物的胁迫是导致改性生物炭对重金属的修复反应路径相反的原因.此外,结构方程模型证实6~12h的PSB改性效果最好,且BET不是主要影响因素.不同的生物质炭改性后的修复机制也存在明显差异,孔径结构（R_max²=0.99）是改性RB的主要吸附途径,化学沉淀（R_max²=0.99）是改性SB的主要吸附途径.     

四环素和砷对斑马鱼的联合毒性及机制

选取斑马鱼为模式生物,研究TET（四环素）和As（砷）对斑马鱼的联合毒性.结果表明,50μg/L TET和100μg/L As的联合暴露显著增加斑马鱼体内氧化应激（GPx）、炎症因子（TNF-α）和凋亡因子（C-jun）相关基因表达,造成肠道和肝脏组织更严重的损伤.50μg/L TET和100μg/L As联合暴露呈现的协同毒性效应与P-gp基因被抑制介导的As在肠道和肝脏蓄积量[（704.15±24.50） ng/g和（458.35±24.25ng/g）]显著增加有关.此外,发现肠道的通透性及微生物群落结构的变化对TET和As协同毒性无明显影响.     

盐度渐增对水解微生物群落结构与功能的影响

工业废水循环利用导致盐度渐增,应用水解反应器连续处理硫酸钠盐度渐增的高色度印染废水.在进水盐度从0.5 g·L^-1渐增到4 g·L^-1时,印染废水也得以持续高效脱色.宏基因测序表明,盐度渐增导致水解污泥微生物种数从882种下降到了631种,但细菌群落的生物多样性仍保持稳定.盐度渐增对细菌群落的整体功能没有明显影响,但改变了水解脱色功能菌和功能酶的丰度.低盐度条件下Proteobacteria门占主导地位,Methanothrix和Geobacter为参与水解作用的优势属.在盐度渐增时,与众多细菌对盐度胁迫的反应相反,Proteobacteria丰度持续增加,Desulfovibrio和Desulfococcus成为优势属.PICRUSt功能解析显示,脱色酶SOD1和SOD2相对丰度显著下降,CAT和TYR的相对丰度上升,从总体上保证了水解生物系统脱色功能的稳定.本研究从水解脱色功能基因的角度,探讨盐度渐增对水解微生物群落和功能的影响,为盐度渐增胁迫条件下印染废水的脱色和有机物去除机制研究提供理论基础.