不同季节大气可吸入颗粒物(PM_(10))诱导小鼠原代培养神经元炎性及其级联损伤效应

为了探讨不同季节可吸入颗粒物(PM10)对神经元的损伤效应,本研究通过建立小鼠大脑皮层原代神经元体外染毒模型,考察了不同季节PM10对炎性因子诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、环氧化酶-2(COX-2)和黏附分子(ICAM-1)表达水平的影响,并探讨了与之耦联的磷酸化Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱα(p-Ca MKⅡα)、环磷腺苷效应元件结合蛋白(p-CREB)及即早基因(c-jun、c-fos)的表达情况.结果表明,PM10暴露刺激神经元炎性细胞因子释放增加,显著上调p-Ca MKⅡα和p-CREB的水平,并刺激即早基因的高表达,且以冬季PM10的效应最为明显.由此提示,PM10暴露可能通过炎症反应机制激活Ca2+-Ca MK-CREB通路,进而刺激即早基因表达引发神经毒性作用,而冬季PM10中多环芳烃类物质负荷可能是造成效应季节性差异的主要原因.     

富硅肥料和水分管理对稻米镉污染阻控效果研究

在已筛选出的施硅方式(基施和叶面喷施相结合)基础上,选择典型单一镉污染稻田土壤(pH=4.97,总Cd 4.1 mg·kg~(-1)),并结合2种稻田水分管理方式,进一步开展不同水肥管理方式对常规早稻(湘早籼45)和杂交晚稻(丰源优299)的3个生育期内各部位中Cd含量及成熟期生物量的影响研究.实验设计4个处理:不施硅肥+常规间歇淹水措施(CK)、不施硅肥+全生育期淹水措施(W)、2种硅肥配施+常规间歇淹水措施(SiLsi)、2种硅肥配施+全生育期淹水措施(SiLsi+W).结果表明,4个处理下,早晚稻试验结果基本一致,但各试验处理对晚稻的阻镉效果更加明显;与CK相比,各处理都能显著降低水稻籽粒中Cd的含量且不会明显影响水稻产量,其中以SiLsi+W对籽粒的降Cd效果最佳(晚稻精米中Cd的含量为0.12 mg·kg~(-1),达到了国家粮食安全生产标准:Cd0.2 mg·kg~(-1)),分别使晚稻谷壳、糙米和精米的降Cd幅度达到93.65%、86.70%和91.18%,W和Si Lsi处理的降Cd效果次之.因此,SiLsi+W可作为一种有效的稻米镉污染控制技术.     

组配改良剂对稻田土壤中镉铅形态及糙米中镉铅累积的影响

通过田间实验,研究了镉(Cd)和铅(Pb)复合污染稻田土壤中施加组配改良剂(LS,石灰石+海泡石)对黄华占和丰优9号2种水稻种植土壤中p H、Cd和Pb形态转化以及水稻糙米中Cd和Pb累积量的影响.结果表明,施加LS,通过提高2种水稻土壤的p H值,可以有效地改变土壤中Cd和Pb的存在形态,使土壤Cd和Pb由酸可提取态不同程度地转化为铁锰氧化态和有机结合态.LS施加量为2.0~8.0 g·kg-1时,使黄华占水稻土壤中Cd和Pb的酸可提取态含量分别降低19.6%~23.8%、7.7%~14.3%,丰优9号水稻土壤中Cd和Pb的酸可提取态含量分别降低7.6%~31.1%、11.7%~24.8%,且降低效果为CdPb.LS还能显著降低2种水稻糙米中Cd和Pb含量,LS施加量为2.0~8.0 g·kg-1时,黄华占和丰优9号2种水稻糙米中Cd含量分别降低了56.5%~67.2%、29.0%~38.7%,Pb含量分别降低了9.8%~34.2%、6.8%~45.4%,同种水稻Cd和Pb含量降低效果为CdPb.研究表明,土壤中Cd和Pb酸可提取态含量能很好地反映土壤中Cd和Pb的生物有效性和迁移性.     

磷基及铁基钝化剂对Pb、Cd、As复合污染土壤的修复效果及其工艺条件优化

通过DTPA和NaHC03浸提方法评价磷基、铁基钝化剂对Pb、Cd、As复合污染土壤的钝化修复效果.结果表明,磷基钝化剂中磷酸二氢钙对有效态Pb、Cd固定效果较好,35 d后其去除率分别为61％、38％;铁基钝化剂中以硫酸高铁对有效态As固定效果最好,28 d后其去除率达74.6％.工艺条件优化结果表明,随磷酸二氢钙用量增加,土壤中有效态Pb、Cd含量明显下降;随硫酸高铁用量增加,对有效态As的固定效果明显增加,当硫酸高铁添加量为土壤中As总物质的量的3.06倍时,28 d后土壤中有效态As的去除率高达74.5％.土壤水分含量在最大田间持水量的60％～80％时,对有效态Pb固定影响不大,但均略高于最大田间持水量30％ ～ 50％时的Pb去除率;土壤水分含量在最大田间持水量的60％～80％时,有效态Cd固定效果较好.当磷酸二氢钙用量为土壤中Pb、Cd总物质的量的10倍,土壤水分含量为最大田间持水量的60％时,21 d后有效态Pb、Cd去除率分别达到93％和39％.铁基与磷基钝化剂复配可以同时固定土壤中的Pb、Cd、As.当Fe3+与PO43-物质的量的比为7.2∶1时,7d后土壤有效态Pb、Cd、As去除率分别为99％、41％、69％.     

二氧化钛纳米颗粒与重金属联合毒性研究进展

二氧化钛纳米颗粒(Ti O2-NPs)在广泛使用的同时也带来了潜在的环境污染、生态和健康风险。随着Ti O2-NPs的废弃量逐年上升,其与环境中重金属的联合毒性特别是对生态环境的影响逐渐引起国内外研究者重视。结合近几年国内外对二者相互作用的研究,重点综述Ti O2-NPs与铅(Pb)、镉(Cd)和砷(As)之间的联合毒性,并对存在的问题和今后的关注重点进行探讨。     

纳米碳黑与重金属对BEAS-2B细胞的联合毒性作用模式评价

通过研究空气颗粒物的代表性组分纳米碳黑(nano particle carbon black,NPCB)与重金属(Pb/Cr/Cd)联合染毒对BEAS-2B细胞存活率和LDH漏出率的影响,旨在阐明NPCB与重金属对细胞毒性的联合作用模式。检测NPCB与重金属(Pb/Cr/Cd)联合染毒24 h后BEAS-2B细胞存活率(CCK-8法)和LDH漏出率(LDH活性比色法)的变化,采用析因方差分析判断其是否存在联合毒性作用及联合作用模式。NPCB与重金属(Pb/Cr/Cd)联合染毒在细胞存活率和LDH漏出方面存在联合作用;与对照组和单独染毒组相比,低剂量Pb(125μmol·L-1)与NPCB联合染毒对细胞存活率无交互作用,对LDH漏出表现为拮抗作用;高剂量Pb(1 000μmol·L-1)与NPCB联合染毒对细胞存活率表现为协同作用,对LDH漏出无交互作用;Cr和Cd与NPCB联合染毒在细胞存活率方面均表现为协同作用;低剂量Cr和Cd与NPCB联合染毒在LDH漏出方面无交互作用,高剂量时表现为协同作用。NPCB与重金属存在联合作用,金属不同、剂量不同以及评价指标不同,其联合作用模式不尽相同。     

天津地区土壤Cd污染的监测分析研究

在连续4年的土壤监测数据的基础上,通过分析形成Cd污染的点位所占的比例、Cd污染分布的规律及其成因,以及在正常的灌溉、施肥和大气条件下(未受污染的灌溉水、Cd含量不超标的化肥)土壤Cd含量的增加速度等三个方面,对天津地区土壤Cd污染的分布规律、不同污染程度监测点的污染源,以及Cd污染的发展趋势等方面做出了较为客观的评价和预测.     

PSF多相UV-Fenton体系原儿茶酸与龙胆酸的增效对比

对比研究了原儿茶酸和龙胆酸对聚合硅酸铁（PSF）多相UV-Fenton体系降解橙Ⅱ的增效能力,分析了两种增效体系中铁离子转化、H₂O₂分解以及·OH生成之间的关系,探讨了两种增效试剂对PSF多相UV-Fenton体系的增效机制.结果表明：原儿茶酸和龙胆酸均能够有效促进催化剂Fe²⁺生成与释放,进而提高体系·OH的浓度、促进橙Ⅱ的降解.相对原儿茶酸,龙胆酸对PSF的还原能力更强,其相应增效体系中·OH的浓度更高、橙Ⅱ的降解速度更快.0.2mmol/L的增效浓度下,橙Ⅱ在原儿茶酸和龙胆酸增效体系中第一段脱色速率常数能分别从基础体系的0.11min^-1提高至1.68和2.48min^-1,分别增加14.27倍和21.55倍.原儿茶酸和龙胆酸能够循环增效PSF多相UV-Fenton体系降解橙Ⅱ,反应结束后PSF对Fe³⁺的再吸附使得溶液总铁离子浓度低于5mg/L,从而避免催化剂铁元素的损失以及铁离子的二次污染,表明原儿茶酸和龙胆酸均是PSF多相UV-Fenton体系的高效增效试剂.     

不同阴离子钠盐对土壤Cd形态与微生物群落的影响

为了探明污染土壤在盐碱胁迫条件下镉（Cd）有效性与微生物群落的响应,采集污灌区Cd污染农田土壤,模拟北方土壤典型盐碱胁迫情景,设置不同阴离子钠盐配置处理,利用微生境培养实验,采用高通量测序技术,结合对土壤性质、土壤Cd形态等的测定.结果表明：施用钠盐可显著提高钠吸附比（SAR）、碱化度（ESP）,降低有机碳（SOC）含量、阳离子交换量（CEC）;促进土壤中小粒径团聚体（<0.002mm）的形成,增加了Cd在小颗粒团聚体的质量负载;与对照相比,两种土壤中T1处理（主要阴离子为SO₄^2-、Cl^-）均显著（P<0.05）增加交换态Cd含量（27.06%和11.00%）.钠盐的添加降低了土壤中细菌的丰度和多样性,其中T1处理的微生物群落均匀度最低;盐碱胁迫处理改变了土壤细菌的关键类群,如增加了耐盐碱腈基降解菌科、葡萄球菌科、假单胞菌科和耐重金属芽孢杆菌科的菌群丰度,不同处理菌群结构差异与土壤阴离子组成有关,如相比而言,T1处理可增加变形菌门、芽单胞菌门、拟杆菌门的丰度.冗余分析结果表明土壤pH值、交换态Cd含量、SAR和ESP是影响细菌群落组成变化的关键环境因子,拟杆菌门、芽单胞菌门和变形菌门的丰度与pH值呈正相关,而酸杆菌门、绿弯菌门的丰度与交换态Cd含量、SAR呈现显著正相关.可见,盐碱胁迫增加了土壤Cd的有效性,显著改变了土壤微生物群落结构.     

巯基化蒙脱石用于镉污染农田安全生产的效果及其持久性

为探讨巯基化蒙脱石（TM）实现镉（Cd）污染农田安全生产的效果及其持久性,开展了连续两年共四季田间水稻试验,研究了在Cd高污染（2.46~3.81 mg ·kg^-1）土壤中,仅第一季施用不等量TM后,不再补施对每季水稻各部位Cd含量和土壤有效态Cd含量的影响.结果发现,TM可显著降低水稻各位Cd含量和土壤中有效态Cd含量,且钝化效果持久性明显.按0.5%和1%施用TM后,第一季水稻各部位Cd含量比对照显著降低,糙米ω（Cd）相比对照的0.98 mg ·kg^-1分别降至0.16 mg ·kg^-1和0.08 mg ·kg^-1,降幅各达84.0%和91.9%,含量低于国家标准GB 2762-2017中Cd的限量值0.2 mg ·kg^-1.0.5%和1%处理下连续种植的后续三季水稻糙米基本都达标,Cd含量分别降低了50.2%~67.8%和56.0%~81.6%.0.5%和1%处理下,第一季土壤有效态Cd质量分数从对照的48.4%分别降至27.9%和18.4%,降低了20.5%和29.9%,后续三季分别降低了10.0%~17.1%和12.4%~20.8%,与对照差异显著.土壤中有效态Cd含量与水稻各部位Cd含量之间存在极显著的正相关关系,TM主要通过降低土壤中有效态Cd含量而减少水稻对土壤Cd的吸收累积,从而使水稻各部位Cd含量降低.综合两年效果试验来看,TM抑制水稻吸收土壤中Cd效果显著,且两年内效果持久性良好,可较好地应用于Cd高污染农田安全生产.