Influence of Cadmium Ions on the Activities of Enzymes Responsible for Membrane Digestion in Carp

Russian Journal of Ecology -     

不同温度条件下稳定剂对沉积物中镉稳定化的影响

为阐明不同温度条件下,生物炭(BC)、纳米零价铁(nZVI)和生物炭负载纳米零价铁(BC-nZVI)稳定剂对沉积物中镉(Cd)固定的影响,并探究固定过程中稳定剂与pH值、氧化还原电位(ORP)和有效磷之间的关系.本文以中国北方典型寒旱区湖泊乌梁素海表层沉积物中的Cd为研究对象,研究了空白对照(CK)及加入BC、nZVI和BC-nZVI 3种稳定剂并分别在0、10、20和30℃下老化35 d后沉积物pH值、ORP值、有效磷含量及Cd形态的变化情况.结果表明,随着温度的升高,pH值整体呈下降趋势,但BC和BC-nZVI的加入均可使沉积物的pH值较对照组增加;沉积物的ORP值随温度的升高先增加后减小;有效磷含量随温度的升高而增加,加入不同稳定剂后有效磷含量高低次序为:BCCKBC-nZVInZVI.同时发现,在不同温度条件下BC-nZVI对Cd的稳定效果最好,特别是在0℃和30℃时,残渣态含量分别达到77.26%和71.67%,显著降低了Cd的流动性.由此得出,温度对沉积物的理化性质与稳定剂固化Cd的效果影响较大;在0℃和30℃时,更有利于稳定剂固化Cd.     

砷污染生境下挺水植物香蒲对砷的积累与迁移特性

为探究典型湿地挺水植物香蒲（Typha angustifolia L.）不同生长阶段对As（砷）污染生境中As累积与迁移的影响,采用室内模拟方式,通过外源添加Na₂HAsO₄·7H₂O设置不同的As污染生境,w[As（V）]分别为0、50、100、150、200、400 mg/kg,探析As胁迫下不同物候期（幼苗期、花果期、枯黄期）香蒲的生长发育、As累积特征及对土壤中As的提取迁移效果.结果表明:①As对挺水植物香蒲的生长产生低促高抑的作用,在w[As（Ⅴ）]为100~150 mg/kg处理下香蒲的生长状态显著优于其他处理;在w[As（Ⅴ）]为400 mg/kg污染生境下,香蒲的生长存在受害症状,但仍可完成整个生命期.不同生长阶段香蒲对As的耐受性特征存在差异,随着生育期的延长,植株对As污染反应的敏感性下降,表现出较强的耐受性,其中花果期最为突出,在w[As（Ⅴ）]为100 mg/kg时耐性指数最大,比0 mg/kg处理增加了54.0%.②香蒲不同部位对As的积累特征均反映出剂量依赖效应,在幼苗期、花果期和枯黄期香蒲地上部w（As）均低于地下部,转运系数均小于1;但不同生长阶段植株富集转运水平差别较大,以花果期为最高,幼苗期次之,伴随"稀释"效应的产生,枯黄期最低.③在As污染生境下,香蒲对土壤中As的去除作用大于固定作用,其迁移效果表现为花果期>枯黄期>幼苗期,在花果期进行刈割可使其发挥最佳修复效果.研究显示,挺水植物香蒲对As具有较强的耐性,并且对As的积累与迁移在不同物候期存在差异,因此,其可作为修复As污染河湖湿地土壤的推荐性植物加以深入研究与利用.      

给水厂残泥免烧陶粒对Pb与Cd的吸附特征

针对高效低廉的吸附材料——WTR（water treatment residuals,给水厂残泥）因颗粒细小在水处理工艺中难以应用的问题,利用免烧法制备出WTR陶粒,研究其对Pb和Cd的吸附特征.批量吸附试验结果表明,准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型能较好地描述WTR免烧陶粒对Pb和Cd的吸附动力学（R2>0.995 8）与等温吸附过程（R2>0.994 8）.在溶液pH为5、恒温25℃、振荡24 h下,Langmuir等温吸附模型计算得到的WTR免烧陶粒对Pb和Cd的最大吸附容量分别为13.97和18.60 mg/g.单因素条件试验结果表明,WTR免烧陶粒对Pb和Cd的吸附量均随溶液初始pH的升高而增加,当pH由3升至9时,WTR免烧陶粒对Pb和Cd的吸附量分别增加了1.44和0.95倍;离子强度的增加不利于WTR免烧陶粒对Pb和Cd的吸附.批量等温解吸试验结果表明,在pH为4~8的溶液中,Pb和Cd较难从WTR免烧陶粒中解吸出来,解吸率均在3.5%以内;当溶液pH为3时,Pb和Cd的解吸率分别高达65.88%和45.01%.BCR分级提取结果表明,Pb和Cd均主要以酸提取态形式（占比在68.18%以上）存在于WTR免烧陶粒中;同时,随着初始吸附量的增加,酸提取态比例显著减少,而还原态和残渣态比例显著增加.研究显示,WTR免烧陶粒对Pb和Cd具有较强的吸附能力,可作为一种高效的重金属吸附材料应用于水处理工艺中.      

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.     

不同饮食习惯下镉摄入对肠道菌群结构的影响

为了探究不同饮食习惯下Cd摄入对肠道菌群结构的影响,将C57BL/6小鼠给予不同的饲养方式（正常饮食（ND）、正常饮食+10 mg/L CdCl₂（ND+Cd）、高脂饮食（HFD）、高脂饮食+10 mg/L CdCl₂（HFD+Cd））20周后,借助16S rRNA高通量测序技术分析了各组小鼠肠道菌群的组成,并探讨了HFD、ND+Cd、HFD+Cd对小鼠肠道微生物群落结构的影响.结果显示,高脂饮食和Cd摄入,均可引起肠道紊乱.相对于ND组,HFD摄入降低了2.28倍Bacteroidetes丰度,Bifidobacterium数量增长达14.34倍;Cd摄入增加了以Akkermansia为主的Verrucomicrobia丰度,使其约占肠道菌群的4.67%;与HFD组相比,HFD+Cd组Actinobacteria丰度下降了4.57倍, RuminococcaceaeUCG-014、Alistipes、Lachnospiraceae_NK4A136_group、Blautia、Desulfovibrio等成为了优势菌群.研究表明,高脂饮食或/和Cd均可扰乱肠道菌群平衡,不同饮食习惯下的Cd摄入表现出不一样的菌群结构,并且体现在各分类水平上.     

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.     

部分植物富集镉能力探讨

综述了农作物、油料作物、蔬菜、水果、杂草和树木等植物富集镉的不同情况,指出了现在研究植物富集镉能力的弊端,提出寻找自然生长在镉污染区生物量大的耐镉植物是植物修复镉污染土壤的一条重要途径。     

伯克氏菌对水稻种子萌发及初生幼苗耐镉性的影响

在无菌条件下研究了伯克氏菌对镉胁迫下水稻种子萌发及初生幼苗耐镉性的影响。结果表明：伯克氏菌D54能在含500mg·L^-1Cd的培养基中正常生长,显示出极强的耐镉能力。在50 mg·L^-1的镉胁迫下,接种伯克氏菌能显著提高水稻种子的萌发率,但在其他镉处理下,接种伯克氏菌对种子萌发无显著影响。接种伯克氏菌对水稻种子的发芽指数没有影响,但在10 mg·L^-1Cd处理下,接种伯克氏菌能显著提高水稻种子的活力指数和初生幼苗的根长、根表面积、根尖总数和耐性系数。接种伯克氏菌对初生幼苗的芽鲜重无影响,但能显著提高根鲜重。在50 mg·L^-1和100 mg·L^-1的高浓度镉处理下,接种伯克氏菌对根系生长没有影响。     

Awareness of zero tolerance laws in three states

PROBLEM: A prior study indicated that zero tolerance laws differ in their enforceability and likelihood of enforcement, with California's law being easier to enforce than New York's, and New Mexico's being the hardest of all. The question is, do these differences in enforcement affect teenagers' knowledge and perception of these laws? METHOD: A telephone survey was conducted to investigate awareness of the laws among 17-20 year olds in these three states and perceptions of enforcement. RESULTS: Estimated percentages of teenagers who knew of the laws were much higher in New York and California (71% and 65%, respectively) than in New Mexico (34%). Perceptions that police were enforcing the law, that licenses could be suspended, and that penalties were often applied were also lowest in New Mexico. IMPACT ON INDUSTRY: The potential of zero tolerance laws will not be realized without better awareness among young people. Full enforcement of the laws accompanied by publicity about the enforcement is recommended. Changes to the laws and their application may encourage enforcement efforts.