几种挺水植物对重金属锌的抗性能力及其影响因素

水生植物已被用于重金属污染水体的生态修复,但不同水生植物对重金属的抗性能力存在差异,选择对重金属抗性和吸收能力强的植物有利于提高污水生态修复效果.以4种挺水植物为材料,通过室内培养实验研究挺水植物对重金属锌的抗性能力及其影响因素,结果表明:挺水植物地上部分铁含量显著(p<0.05)低于根和根表铁氧化物胶膜上铁含量,铁主要积累在挺水植物地下部分.加入高浓度锌时,灯心草(Jancus effuses)和菖蒲(Acorus gramineus)对锌的抗性能力较强,而茭白(Zizania ceduciflora)和美人蕉(Canna indica)则较弱.挺水植物对锌的抗性能力与其根表铁氧化物胶膜含量和地上部分铁含量有关,铁氧化物胶膜可作为一个障碍层,而降低锌对植物的毒害,而植物地上铁与锌竞争植物叶中的代谢性敏感位点而降低锌对植物的毒害.灯心草对锌的抗性能力比较强与其根表铁氧化物胶膜和地上部分铁含量较高有关,灯心草可作为一种工程植物用于锌污染水体的植物修复.     

滇白前(Silene viscidula)对铅、锌、镉的共超富集特征

为了寻找新的重金属超富集植物特别是多金属共超富集植物,调查测定了云南兰坪铅锌矿区北厂矿段生长的8种植物及其根区土壤的重金属质量分数,以及土壤基本理化性质.结果表明:研究区土壤中磷和钾质量分数较低,总氮、总磷、总钾、铵态氮、硝态氮、速效磷分别占土壤干质量的0.2%、0.03%、0.52%、0.0029%、0.000 12%、0.00068%;有机质质量分数平均为4.81%,pH值平均为6.79,电导率变化范围为11.4～140-3μs·cm-1.该矿区土壤中锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)、铜(Cu)的质量分数平均值分别为(38 178±23 870)、(18 671±10 143)、(438±345)、(159±:82)mg·kg>-1,除Cu外均超过国家土壤环境质量(GB 15618-1995)三级标准.8种植物地上部Zn、Pb、Cd、Cu质量分数范围分别为271～17 986、51～5 430、1～617、2～26mg·kg-1,尤以滇白前(Silene viscidula Franch)地上部Zn、Pb、Cd质量分数为最高.进一步采集38个滇白前样本对其重金属富集特征进行深人调查,表明其地上部中含zn、Pb和Cd平均为(11 043±3 537)、(1 546±1 044)和(391±196)mg·kg-1,富集系数(地上部和土壤金属质量分数之比)分别为0.35、0.08和1.05,转运系数(地上部和根中金属质量分数之比)均超过1,均值分别为8.21、3.90和8.36.野外调查数据表明,滇白前是一种Pb/Zn/Cd共超富集植物.滇白前对Zn、Pb富集系数小于1,主要是由于其对应土壤中Zn、Pb质量分数太高(平均分别为(45 778±32 819)、(22 512±13 613)mg·kg-1)所致.     

四环素对小球藻铜、锌毒性和富集的影响

养殖废水同时含有重金属、抗生素等污染物.为明确微藻净化此类复合污染废水的潜力,需要系统研究抗生素与重金属对微藻的毒性作用,以及抗生素对微藻重金属富集规律的影响.基于此,以养殖废水中的典型重金属铜（Cu）、锌（Zn）以及抗生素四环素（tetracycline,TC）处理小球藻4 d,测定藻细胞的生长、叶绿素和胞外聚合物（extracellular polymeric substances,EPS）荧光类物质含量、以及对Cu、Zn的去除、吸附与吸收等指标.结果表明：Cu(0.1、0.5、1mg/L)、Zn(0.5、5mg/L)抑制了小球藻生长与叶绿素合成,诱导了EPS荧光类物质的分泌.1、5、10mg/L的TC没有抑制小球藻生长,并且缓解了Cu、Zn对小球藻的毒性,使EPS中酪氨酸类蛋白物质的荧光强度降低.TC对小球藻去除Cu、Zn的影响存在差异：TC、Cu复合处理1 d后,相较于单一Cu处理,Cu的去除率由25.9%显著上升至43.5%,而TC对Zn的去除率无显著影响.TC也影响了Cu、Zn富集方式：Cu、Zn单一处理下,Cu、Zn吸附占富集的比例分别为16.89%、51.6%,TC的添...     

水环境中溶解态腐殖酸对锌抗甲状腺激素干扰效应的影响

本文以重金属锌为研究对象,应用重组人甲状腺激素受体(h TR)基因酵母快速测试方法,检测溶解态腐殖酸对锌抗甲状腺激素干扰效应的影响,利用阳极溶出伏安法(ASV)检测溶解态腐殖酸与锌作用后,生物有效态锌含量的变化,同时利用三维荧光光谱中的激发-发射矩阵(3DEEM)技术初步考察腐殖酸与锌的作用机制.结果表明,氯化锌具有显著的抗甲状腺激素干扰效应,其RIC20(抑制率为20%时氯化锌的浓度)值为1.70×10-5mol·L~(-1),当腐殖酸与氯化锌作用后,其抗甲状腺激素干扰效应降低了30%~50%,ASV测试结果表明当腐殖酸和氯化锌溶液混合后,生物有效态锌含量明显降低,与生物测试结果相似;紫外照射腐殖酸与氯化锌的混合体系后,其抗甲状腺激素干扰效应上升,但仍低于未加腐殖酸氯化锌溶液的抗甲状腺激素干扰效应值;3DEEM的测试结果表明氯化锌能够降低腐殖酸荧光峰的荧光强度,能够直观地表征腐殖酸与氯化锌相互作用.上述结果可为研究环境水体中锌的生物毒性及锌水质基准的制定提供基础数据和理论支持.     

不同汲取液在正渗透膜处理垃圾渗滤液过程中的作用

以垃圾渗滤液处理过程中的膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor,MBR)出水作为研究对象,采用正渗透膜技术对其进行过滤,对比选择碳酸氢铵和乙二胺四乙酸(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid,EDTA)-锌钠两种汲取液中性能较好的进行中试实验。研究了两种汲取液的不同浓度及膜朝向对膜通量的影响,检测了两种汲取液长时间运行所能达到的回收率,分析了两种汲取液的污染物截留率,用斑马鱼胚胎评估了垃圾渗滤液经两种汲取液处理后的生物毒性。结果表明:膜通量随着汲取液浓度增加而增加;在减压渗透(Pressure Reduced Osmosis,PRO)模式下的通量较正渗透(Forward Osmosis,FO)模式高,但污染较严重;碳酸氢铵和EDTA-锌钠在PRO和FO模式下的回收率分别为86.6%、91.6%和66.5%、71.2%;两种汲取液处理后的污染物截留率相差无几,都在98%以上;斑马鱼胚胎暴露于纯水、碳酸氢铵、EDTA钠盐汲取液处理后的水和垃圾渗滤液MBR出水中三天之后存活率为81%、76%、68%和0;实验说明相比于EDTA-锌钠,碳酸氢铵性能较好,适合进行下一步中试试验。     

水体硬度对锌的水质基准及生态风险评估的影响

为了探究水体硬度对锌水质基准及生态风险的影响,筛选了锌对我国淡水水生生物的77种急性毒性数据和20种慢性毒性数据,以及相应的水体硬度数据,采用物种敏感度分布法分别推导硬度校正前后锌的长期和短期水质基准值,并使用概率密度重叠面积法及联合概率分布法评估锌在我国八大流域水体中的急性、慢性生态风险及HC₅（保护95%生物的污染物浓度）超标率.结果表明:①校正前长期和短期水质基准值分别为11.90和71.67 μg/L;在水体硬度分别校正为50、100、150、200、250和350 mg/L后,锌的短期水质基准值分别为53.39、82.29、105.98、126.81、145.76和179.82 μg/L,锌的长期水质基准值分别为10.25、12.52、14.07、15.29、16.30和17.19 μg/L.②当硬度校正为100~350 mg/L时,长期和短期水质基准值均高于硬度校正前的水质基准值,短期水质基准值校正前后最大相差近2.5倍.③在八大流域水体中,锌的急性和慢性生态风险以及HC₅超标率随着水体硬度的增加而降低.研究显示,水体硬度对水质基准和生态风险均具有显著性影响,建议在锌水质基准和标准制修订过程中充分考虑硬度影响,为流域精细化管理提供科技支撑,以实现合理有效地保护我国水生态系统安全.      

碱性土壤锌镉比对小麦籽粒镉积累的影响

我国北方地区小麦镉(Cd)污染形势严峻.土壤锌(Zn)与Cd存在显著的交互作用,但两者关系尚不明确.本研究通过区域调查及大田实验,探究了北方碱性小麦土壤锌镉比(Zn/Cd)与小麦籽粒Cd含量的相关关系.结果表明,土壤Zn/Cd与小麦籽粒Cd含量显著负相关.施加硫酸锌(增Zn)及深翻耕措施(降Zn)均能显著提高土壤Zn/Cd,并降低小麦籽粒Cd含量.其中,增施100 mg·kg^-1的Zn²⁺,可将土壤Zn/Cd增加61.2%,并使小麦籽粒Cd含量降低9.28%;将土壤0~30 cm及30~60 cm土层互换的深翻耕措施,可将土壤Zn/Cd增加45.8%,并使小麦籽粒Cd含量降低13.5%.综合区域调查及大田实验数据,发现当土壤Zn/Cd小于50时,小麦籽粒Cd含量全部超标且有98.4%的样品超标1倍以上;而当土壤Zn/Cd大于100时,小麦籽粒Cd含量超标风险显著降低至11.9%.该阈值的确定对于小麦Cd污染防治具有指导意义.     

废锌锰电池制备锰锌铁氧体共沉淀粉料研究

以废锌锰电池为主要原料,辅以少量的菱锰矿和废铁屑,经同时浸出、初步除杂、深度净化和共沉淀等过程,制备出纯度高、配比接近PC30铁氧体配方且混合均匀的共沉淀粉料。实验结果表明在浸出温度80~95℃、搅拌速度120~180r/min、酸用量为理论用量的1.2~1.4倍和浸出时间3.0~4.0h的条件下,铁、锰和锌的浸出率分别为92.02%、96.14%和98.34%;共沉淀粉料中铁、锰和锌的平均含量分别为41.41%、13.92%和4.49%,推算出Fe∶Zn∶Mn=69.2∶23.3∶7.5。完全符合PC30对粉料的要求。本研究既为高档锰锌软磁铁氧体的制备创造了很好的前提条件,同时对废锌锰电池的高价值资源化利用具有重要的现实意义。     

NTA对玉米体内Cu、Zn的积累及亚细胞分布的影响

通过向多金属复合污染土壤中加入螯合剂氨三乙酸(NTA)并运用差速离心法研究了NTA对玉米根、茎和叶中Cu、Zn亚细胞分布的影响.结果表明:Cu和Zn在玉米细胞内的分布特征与其吸收和富集重金属能力密切相关,NTA能显著促进Cu和Zn在玉米体内的吸收和积累并且影响重金属在细胞壁和液泡内的分布.在玉米细胞内,细胞壁是Cu的主要结合位点,其次为含液泡的细胞质部分,只有少量的Cu分布在叶绿体、线粒体、细胞核等细胞器组分中;Zn更趋向于分布在以液泡为主的细胞质中,并且在细胞器中也有较高的分布.在NTA诱导下,Cu和Zn在液泡内的分布呈强化趋势,有从细胞壁向细胞质转移的趋势,叶片中细胞器的重金属也部分向细胞质转移.     

矿区植物假繁缕对铅、锌积累特性的研究

采用温室砂培盆栽试验研究了假繁缕(Pseudostellaria maximowicziana)对铅、锌积累的影响.结果表明,在所设定的重金属浓度范围内,假繁缕根干质量、地上部分干质量、根冠比及植株铅、锌含量均随所施铅、锌浓度的增加呈增大的趋势.根和地上部分铅含量最大值分别为1386.08,1197.93mg/kg;锌含量最大值分别为9250.50,8243.15mg/kg.植株铅和锌转运系数均1.偏相关分析表明,假繁缕根和地上部分铅、锌的吸收间可能产生协同或加和作用.