广东某地区镉污染特征

广东某地区的Cd污染严重,通过土壤地球化学测量,发现Cd污染区在空间分布上主要受地质背景控制,不同成因的地质体Cd含量具有明显的差异。根据对污染区的农作物、人发的调查,Cd的不同相态对植物有不同的影响,其中离子相和水溶相容易被植物吸收,Cd对植物的影响主要受离子相和水溶相的浓度控制。土壤中Cd高含量区,人发中Cd含量也相对高。     

Cultivars and oil extraction techniques affect Cd/Pb contents and health risks in oil of rapeseed grown on Cd/Pb-contaminated farmland

● Organic solvent extracted fewer Cd/Pb in rapeseed oil than physical pressing. ● Brassica rapa transferred fewer Cd and Pb from seed to oil than Brassica napus . ● Carcinogenic risk mainly from Cd and worth more concern than noncarcinogenic risk. ● Organic solvent specially SLB pose less heath risk for oil than physical pressing. ● Rapeseed oil posed higher carcinogenic risk for rural residents than urban. Substitute planting with rapeseed offers promise for safely using large areas of Cd/Pb-contaminated farmland. Cd/Pb distributions during rapeseed oil production were investigated and health risks posed by the oil were assessed. Tests were performed using three cultivars (Brassica rapa SYH and ZS100 and Brassica napus QY-1) and four oil extraction techniques (mechanical and low-temperature pressing and n-hexane and subcritical low-temperature butane extraction). The amounts of Cd and Pb in oil were 0.73%–8.44% and 3.14%–11.76%, respectively, of the amounts in rapeseed and were strongly affected by the cultivar and oil extraction technique. The heavy metal (HM) concentrations were lower in solvent-extracted oil (particularly subcritical low-temperature butane extracted oil, in which HMs were not detected) than mechanically pressed oil. The Cd and Pb transfer indices were lower (meaning larger proportions of HMs were retained by the rapeseed meal) for B. rapa than B. napus. This was attributed to a high HM binding protein content of B. rapa seed. Health risks to humans were assessed using a probabilistic risk assessment model. The carcinogenic risk was mainly (97.1%–99.9%) caused by Cd and poses more concern than non-carcinogenic risk. Stronger health risks are posed by mechanically pressed than solvent-extracted oil, and higher carcinogenic risks are posed to people living in rural areas than urban areas. Substitute planting with B. rapa and extracting oil with organic solvent (preferably subcritical low-temperature butane) are optimal for safely utilizing Cd/Pb-contaminated soil. Attention should be paid to the health risks posed by Cd in oil to rural populations.     

酞菁锌改性介孔分子筛催化降解孔雀石绿

以介孔分子筛MCM-41为载体,采用浸渍法将1,4,8,11,15,18,22,25-八环戊氧基酞菁锌(α-CyOPcZn)负载到分子筛上得到了一种新型的催化剂CyOPcZn/MCM-41.并通过氮气吸附、红外光谱扫描及电镜扫描对催化剂的结构进行表征.考察了该催化剂的用量、H2O2浓度对孔雀石绿降解作用的影响.实验结果表明,在模拟可见光照射下,当催化剂用量0.6 g.L-1、H2O2浓度为0.1 mmol.L-1时,60 min后使0.1 mmol.L-1的孔雀石绿水溶液的脱色率达到98.6%,并呈现出一级反应的动力学特征,速率常数k为0.0891 min-1.催化剂重复使用3次后,脱色率可达96%以上.     

硫丹对草鱼Ⅰ相、Ⅱ相酶活性及DNA损伤的影响

研究了硫丹对草鱼肝脏Ⅰ相酶氨基比林-N-脱甲基酶（APND）和红霉素-N-脱甲基酶（ERND）、Ⅱ相酶谷胱甘肽-S-转移酶（GST）活性及DNA受损细胞彗星尾长（TL）和尾部DNA含量（%TDNA）的影响。试验共设置0.18、0.36和0.71μg.L-1 3个暴露浓度组和1个空白对照组,分别在试验24、72、120和168 h时取样测定各指标。结果表明,24 h时,0.36和0.71μg.L-1暴露组草鱼肝脏APND活性与对照组相比显著升高（P〈0.05或P〈0.01）,72 h时受到显著抑制（P〈0.01）;120 h后各暴露组APND活性与对照组相比均表现为受到显著抑制（P〈0.05或P〈0.01）。ERND活性总体表现为受诱导。GST活性总体呈先受诱导后受抑制的变化趋势;0.36和0.71μg.L-1暴露组GST活性均在72 h时达到最高值,之后随暴露时间的延长缓慢降低,并在168 h时表现为受抑制;0.18μg.L-1暴露组在120 h时达到最大值,之后降低,168 h时GST活性与对照组水平相当。经硫丹暴露后,草鱼肝脏细胞DNA明显受损,TL与%TDNA均随硫丹浓度的升高或暴露时间的延长而增加,且相关显著。硫丹可影响草鱼肝脏Ⅰ相、Ⅱ相代谢酶活性,并对肝细胞DNA造成遗传损伤。     

电芬顿氧化法处理酸性橙Ⅱ模拟废水

为分解酸性橙Ⅱ分子结构中的偶氮键和萘环,提高酸性橙Ⅱ废水的可生化性,采用电芬顿氧化法处理质量浓度为300mg/L的酸性橙Ⅱ模拟废水,研究了不同电流密度对电芬顿系统处理效率的影响.结果表明,在不同电流密度条件下,模拟废水ρ(CODCr)由377.8 mg/L快速降至276.9 mg/L时,消耗的电量分别为300 C(10.0 mA/cm2)、810 C(7.5 mA/cm2)、2 190 C(5.0mA/cm2)和1 710 C(2.5 mA/cm2),说明在高电流密度条件下,电芬顿反应器能够高效快速地分解酸性橙Ⅱ,同时消耗最低的电量.电芬顿系统处理出水的紫外可见光谱检测结果表明,在较高电流密度(7.5 mA/cm2)条件下,电芬顿系统仅需要10 min就能够基本完全分解酸性橙Ⅱ分子结构中的偶氮键和萘环,提高废水的可生化性.      

基于梯度薄膜扩散技术评估黑麦草吸收Cd的研究

分别采用固态结合相(Chelex100)和液态结合相(聚丙烯酸钠,PAAS)的梯度薄膜扩散技术(DGT)对盆栽黑麦草实验中的土壤有效态Cd进行了提取,结果表明2种不同结合相的DGT技术提取的土壤有效态Cd含量与黑麦草地上部和地下部的Cd含量都呈显著相关关系,其相关系数分别为0.90,0.89(Chelex100-DGT)和0.90,0.87(PAAS-DGT).运用多元统计分析方法研究土壤pH值、阳离子交换量(CEC)、有机质(OM)和土壤颗粒组成等理化指标的影响,提取出2种主成分因子,建立逐步回归模型.第1主成分与OM和黏粒组成之间呈显著相关,定义为代表土壤中影响重金属生物有效性的“有机指标”,第2主成分则土壤pH值和CEC相关程度较高,定义为代表土壤中影响重金属生物有效性的“无机指标”.研究表明Chelex100-DGT和PAAS-DGT技术均能较好预测黑麦草对Cd的吸收,且包含了土壤理化性质的影响.     

紫云英对污染土壤上叶菜生长及其镉和铅含量的影响

为降低城郊菜地土壤叶菜可食部分Cd、Pb含量,通过3茬盆栽试验研究了紫云英(Astragalus sinicus L.)绿肥对重金属污染菜地上的叶菜生长、叶菜镉铅含量及土壤Cd、Pb活性形态(土壤溶液中Cd、Pb浓度及DTPA浸提态)的影响.结果表明,与对照相比,紫云英显著提高了供试生菜和苋菜的地上部生物量;但对DTPA-Cd和DTPA-Pb没有显著影响,对土壤溶液Cd、Pb浓度影响较小,没有显著影响供试生菜和苋菜地上部Cd、Pb含量.因而紫云英可以施用到供试菜地土壤上以提高叶菜产量,且不会提高叶菜Cd、Pb的食物链风险.     

森林水源涵养价值核算方法评述与实例研究

针对森林水源涵养价值内涵理解不同,不同方法核算结果差异迥然的现象,总结现有方法深入分析其内涵,并选取5种方法进行实例计算。结果表明:黄土高原区两个小流域方法间核算结果差异显著,其中以纸坊沟为例,综合蓄水能力法、当量法、水量平衡法Ⅰ及降水储存量法Ⅰ所得价值最高可相差1.5×10⁶元,而南方女儿寨小流域同比相差最高为2×10⁵元,且三个流域利用水量平衡法Ⅱ计算所得结果皆出现反常现象。分析表明:降水储存量法Ⅰ与水量平衡法Ⅰ内涵接近,反映实际水源涵养价值;综合蓄水能力法则反映潜在水源涵养价值,在干旱半干旱地区可能出现实际蓄水能力低于理论值,实际价值与潜在价值相差较大的情况;水量平衡法Ⅱ计算公式无法代表其所期望反映的内涵,建议选用土壤蓄水能力法替代。     

水合欢对重金属Cd、Pb的耐受性及吸收富集特性

土壤重金属污染一直以来备受关注,作物能够吸收重金属从而对人体健康产生威胁,利用植物修复土壤重金属污染是当前环境科学和生态学领域的研究热点。本研究以一种水生豆科作物水合欢(Neptunia olerace)为研究对象,采用盆栽实验,研究水合欢对不同浓度Cd (0、50、100、180 mg·kg~(-1))、Pb (0、500、1 000、1 800 mg·kg~(-1))的耐受能力及吸收与富集情况。结果表明,(1)在Cd胁迫下,水合欢表现出一定的耐受性,生物量和植株长度与对照相比均显著降低(P0.05),可溶性蛋白、叶绿素以及根和茎中的MDA含量与对照均无显著差异,叶片中CAT活性显著提高(P0.05),但根中CAT、茎中SOD和叶片中POD活性及叶中MDA含量均先降低后升高;(2)在Pb胁迫下,水合欢表现出很强的耐受性,水合欢生物量、植株长度、可溶性蛋白、叶绿素和MDA含量与对照均无显著差异,但叶片中CAT活性显著提高(P0.05),根和茎中SOD、茎中CAT和叶片中POD活性均先降低后升高(P0.05);(3) Cd浓度为50、100、180 mg·kg~(-1)时,水合欢的富集系数分别为0.28、0.32和0.29,转运系数分别为0.05、0.06和0.08; Pb浓度为500、1 000、1 800 mg·kg~(-1)时,水合欢的富集系数分别为0.02、0.04和0.02,转运系数分别为0.04、0.08和0.05。水合欢对土壤中Cd、Pb的吸收均未达到超富集植物的标准,但本研究发现水合欢地下部重金属含量远高于地上部重金属含量,且水合欢为直根系植物,根系较浅,容易回收,基于此,可考虑将其与水稻等水生作物进行间套作,这种生产方式既可固氮,又可利用其根系来原位缓解土壤重金属污染对粮食等农产品生产所造成的安全风险。     

Cd胁迫下水稻叶片SOD活性和MDA含量与糙米中Cd含量的相关性研究

以中嘉早17号为材料,采用水培试验方法,研究水稻超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量在不同浓度Cd胁迫下的变化,并探讨了其与水稻糙米Cd含量的相关性。结果表明,在水稻发育过程中,SOD活性和MDA含量与Cd胁迫浓度呈正相关。SOD活性变化趋势为分蘖期乳熟期孕穗期; MDA含量变化趋势为分蘖期孕穗期乳熟期,且水稻主要时期叶片SOD活性和MDA含量与糙米Cd含量均呈显著正相关。