镉胁迫对拟南芥中氨基酸及其衍生物的影响

研究拟南芥对镉胁迫的氨基酸及其衍生物响应.结果表明,镉胁迫使大部分检测到的化合物发生变化,并且在不同镉浓度情况下(Cd5和Cd50)显示了共同的响应,只是响应幅度不同.同一代谢途径中的化合物含量变化具有相关性:α-酮戊二酸衍生类型(谷氨酸和谷氨酰胺)和草酰乙酸衍生类型(天冬氨酸和天冬酰胺)氨基酸含量都降低,除脯氨酸外;3-磷酸甘油酸衍生类型(丝氨酸和甘氨酸)氨基酸含量都增加;丙酮酸衍生类型的氨基酸(缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸)含量几乎没有变化;由莽草酸转化而来的酪氨酸含量降低,另外,镉胁迫诱导胺类(β-丙氨酸、4-氨基丁酸、腐胺和酪胺)化合物含量显著增加.     

土壤中三种盐对油菜富集镉的影响

为了利用被镉污染的盐土,通过实验分析镉污染盐土中三种盐对油菜（Brassica napus）富集镉影响的差异性,探明不同类型镉污染盐土上种植油菜的植物修复效果。以镉超累积植物油菜为研究植物,通过温室盆栽土培试验,将油菜在含有不同质量分数盐（wS：0 g·kg^-1,2 g·kg^-1,4 g·kg^-1,6 g·kg^-1）的含镉（wCd：10 mg·kg^-1）土壤中培养60天,研究油菜对镉的生物富集因子、植株内地上部分和根部镉的质量分数变化。选择土壤中三种主要盐的类型,即氯化钠、硫酸钠和碳酸钠作为分析和研究对象。结果表明,含碳酸钠的土壤对油菜吸收镉有抑制作用,含硫酸钠的土壤对油菜吸收镉也有抑制作用,但效果没有碳酸钠的土壤大,含氯化钠的土壤对油菜吸收镉的影响不显著,只是在高质量分数时对油菜吸收镉有一些促进作用。在含不同类型盐的土壤中,不同土壤盐对油菜富集镉的能力也有显著的差异,土壤中氯化钠对油菜根部富集镉的能力没有显著影响,而对油菜地上部分富集镉的能力有一定的促进作用;土壤中的碳酸钠对油菜地上和地下部分富集镉的能力都有显著的抑制作用,不利于油菜对镉的富集。     

鱼腥草对土壤中镉的富集及根系微生物的促进作用

通过采集自然条件的鱼腥草和未受污染的土壤,在实验室条件下培育,以及利用镉的筛选,培养出土壤菌悬液,研究了鱼腥草Huttuynia cordata对土壤中镉的富集作用,以及经过根系微生物处理后放线菌对富集后转移的促进作用。结果表明,根部经过微生物处理的鱼腥草地上部（土壤含镉200 mg·kg^-1）有最高的含镉浓度和最大的富集量,分别是是对照组的20倍和50倍。土壤含镉50 mg·kg^-1时,鱼腥草地上部与地下部镉富集量的比例是2.5,高于对照组（1.5）。而当土壤含镉200 mg.kg^-1时,经过处理的鱼腥草地上部与地下部镉含量之比是未经处理的2倍。所以,鱼腥草对土壤中的镉有很强的富集作用,且在根系微生物的促进下,地下部的镉能更有效地转移到地上部,大大加强植物的修复效率;且与其他的诸如添加化学螯合剂等方法相比,土壤根系微生物能更好地适应植物根系环境,更不会对土壤本身的微生态系统造成二次污染。所以研究根系环境中微生物、根系、土壤酶、金属离子等的相互影响关系,将是土壤重金属植物修复的另一重要领域。     

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（OryzasativaL．）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0．5mm〈D≤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。     

镉胁迫对豆科作物生理生态效应研究进展

镉(Cd)污染对豆科作物的生理生态可产生较大影响.低浓度的Cd胁迫对豆科作物的生物量与株高、根长的增长具有一定的刺激效应,但高浓度的Cd胁迫对豆科作物生长有抑制效应;Cd在豆科作物各器官的富集和分布,存在根>茎>叶>籽粒的规律;Cd胁迫可导致豆科作物的细胞亚微结构发生变化,并可使DNA发生变化,诱导细胞衰老;在超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)等保护性酶的调节下,可以在一定程度上缓解Cd胁迫对豆科作物膜脂的过氧化伤害作用,但这种保护作用有一定限度.在总结国内外相关研究基础上,就Cd胁迫豆科作物的试验研究方法及其对豆科作物的生理生态效应进行了简要综述,并指出了存在的问题与发展前景.     

镉和温度预暴露对小麦吸收镉的影响

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.     

Accumulation of cadmium and copper by female Oxya chinensis(Orthopera: Acridoidea) in soil-plant-insect system

One purpose of this research is to present accumulation of cadmium （Cd） and copper （Cu） by female Oxya chinensis （Orthopera： Acridoidea） in a simulated soil-plant-insect ecosystem treated with Cd. Fourth-instar nymphs of O. chinensis had been fed on wheat （Triticurn aestivum） seedlings contaminated with Cd and Cu for one month. In the ecosystem, the Cd concentration in wheat seedlings rose greatly with the increasing of Cd in the soil, but the Cu concentration in wheat seedlings was not found elevated. There was a highly significant difference（P〈0.05） in Cd concentrations of wheat seedlings and not any significant difference（P〉0.05） in Cu concentrations of wheat seedlings. The Cd and Cu concentration in different body part-head, thorax, abdomen, and hind femur, varied under different Cd concentrations in soil. There were significant differences （P〈0.05） in the four parts of Cd and Cu accumulations with all treatments. The order of Cd accumulation was thorax 〉abdomen 〉head 〉hind femur and the Cu was abdomen 〉thorax 〉 head〉hind femur. The results indicated that Cd and Cu were accumulated from the soil to grasshoppers through the plant; that is to say, Cd and Cu in environment could be transported to animal or human via food chain.     

Soil Contamination by Pb, Zn and Cn from a Lead Smeltery

In the environment of a lead smeltery contamination with lead, zinc and cadmium was measured over a 15-year period. Efficient bag filters were installed in order to remove dust from the flue gases. This measure of improvement resulted in a drastic reduction of lead, zinc and cadmium content in suspended particles (by 92, 94 and 89%), to a lesser extent in depositions (by 79, 75 and 68%), whereas in household dust the reduction was considerably lower (by 53, 55 and 70%). It can be assumed that household dust contains also redispersed soil particles on which the dust from the smeltery flue gases has deposited over years. To determine to what extent contaminated soil continues to cause increased population exposure directly or through plants or pastures, in the period 1981–1985 the content of metallic ions in the soil was measured at three depths. Selective solubility of soil metallic compounds was analysed in water, in 1 mol ammoniumacetate solution and in 0.05 mol ethylenediaminetetra-acetic acid (EDTA) solution in relation to their solubility in suspended particles, depositions and household dust. A considerably low portion of soluble metallic compounds was found in the soil and physico-chemical characteristics of the soil and portion of metallic ions bound to fulvice and humic acids were determined. The behaviour of metallic ions in contact with soil samples was studied in laboratory and it was found that approximately 50% of lead, 70% of zinc and 7% of cadmium ions change into non-soluble or poorly soluble compounds. By qualitative phase analysis in the non-soluble fraction PbO₂, Pb₃P₄O₁₃, Zn(OH)₂, ZnO, Fe₂O₃ and Cd(OH)₂ were identified.     

碱渣对Cd~(2+)的吸附特性研究

研究了碱渣对溶液中Cd2+的吸附特征。实验结果表明,碱渣对Cd2+的吸附量随温度升高而降低,随Cd2+初始质量浓度增加而增大,随体系pH升高而增大。当体系pH<7.52时,表面吸附起主导作用,吸附作用力主要为偶极间力和氢键力,碱渣对Cd2+的吸附热力学可用Freundlich等温吸附方程较好地描述;而当吸附体系pH>8.00时,吸附作用力主要为化学键力,吸附过程可用Langmuir等温吸附方程较好地描述。当体系pH=7.00时,碱渣对Cd2+的吸附动力学用二级动力学方程拟合效果最佳;当体系pH为8.00和9.01时,用Langmuir动力学方程拟合的效果最佳。     

高温堆肥与蚯蚓堆肥对城市污泥重金属形态的影响

采用高温堆肥和蚯蚓堆肥工艺,研究了城市污泥与锯末、粉煤灰或磷矿粉按不同比例混合堆肥前后重金属（Cu、Pb、Zn、Cd和As）交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残留态的变化。研究表明：高温堆肥和蚯蚓堆肥前后各试验污泥的重金属形态和含量呈现出不同的变化,都可以降低污泥中交换态Cu、Pb、Zn、Cd和As的含量;对于Cu和Pb,高温堆肥优于蚯蚓堆肥;对于Zn、Cd和As,蚯蚓堆肥优于高温堆肥。2种堆肥方式中,粉煤灰用量为10%的钝化效果优于20%,磷矿粉的钝化效果同粉煤灰一样。