西北干旱区污染绿洲土壤中镉、锌在芹菜中的积累与迁移

利用盆栽试验,采用Tessier五步连续提取法研究了干旱区污染绿洲土壤中重金属镉、锌在芹菜中的积累与迁移.结果表明:(1)原状绿洲土中Cd、Zn形态以残渣态为主,随着外源性Cd、Zn添加量的增加,芹菜土壤中Cd、Zn全量和各化学形态含量随之增加;且交换态Cd、Zn和碳酸盐结合态Cd、Zn含量增幅较大,有机结合态Cd、Zn含量增幅较小,残渣态Cd、Zn含量几乎不变;随着Cd、Zn添加量的增加,碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态Cd、Zn逐渐占绝对优势.(2)随着外源性Cd、Zn添加浓度的增加,芹菜叶和根部累积的Cd、Zn含量随之增加;土壤中的有机物结合态Cd与芹菜叶和根部累积的Cd含量呈极显著相关,表明土壤中的有机物结合态Cd对芹菜叶和根部累积Cd有最大贡献;有机物结合态Zn与芹菜根部累积的Zn含量,碳酸盐结合态Zn与芹菜叶部累积的Zn含量呈极显著相关,表明有机物结合态Zn和碳酸盐结合态Zn分别对芹菜根和叶部累积Zn有最大贡献.(3)芹菜叶和根部Cd的富集系数均大于1,且Cd的富集系数大于Zn,表明芹菜吸收Cd的能力大于Zn,其毒害作用也相应大于Zn;两种重金属的富集系数根部均大于叶部,且其迁移系数均小于1,表明C...     

三种螯合剂对土壤重金属Cd和Zn形态变化的研究

螯合诱导植物修复技术目前在重金属污染土壤治理领域中具有广阔的发展前景;而土壤中重金属的生物有效性一直是这项技术中的关键。在实验室条件下,利用土壤培养和BCR(the Community Bureau of Reference)连续提取方法,研究了外源重金属Cd、Zn在土壤中的形态转化以及EDTA-Na2、DTPA和酒石酸三种螯合剂的添加对土壤中Cd、Zn形态的影响。结果表明:原土中的Zn主要以可还原态为主,残渣态和可氧化态次之。原土中的Cd含量较少,主要以残渣态主。外源Cd、Zn进入到土壤后,重金属各个形态含量明显增加,主要集中在酸可提取态中。EDTA-Na2、DTPA和酒石酸添加后,土壤中Cd、Zn的酸可提取态明显提高,可还原态和可氧化态含量降低,残渣态没有明显变化。三种螯合剂的添加浓度和Cd、Zn的有效态有着明显的线性相关性,其中DTPA的相关性最高。EDTA-Na2在1.25 mmol.kg-1的时候对Cd和Zn活化效果最好;比对照组分别提高了34.16%和23.24%,说明EDTA-Na2在1.25 mmol.kg-1的施加浓度下,对修复重金属污染土壤中的Cd和Zn具有较大潜力。     

干旱区绿洲土壤外源Pb对Cd/Zn复合污染土壤中Cd,Zn形态分布及再分配的影响

通过干旱区绿洲土壤Cd/Zn和Cd/Zn/Pb复合作用下的盆栽试验,对比研究了外源Pb的添加对Cd/Zn复合污染土壤中Cd,Zn的形态分布与再分配的影响.结果表明:两种组合下Cd,Zn的主要赋存形态都为碳酸盐结合态和铁锰氧化态,说明Pb的添加对Cd/Zn复合污染土壤中Cd,Zn的主要赋存形态无明显影响.Cd的全量是影响其可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化态含量的主要因素,Zn的5种形态含量的主要影响因素都为Zn的全量.随着外源添加量的增加,Cd,Zn在土壤中的总再分配系数增大,结合强度系数减小,表明Cd,Zn的总量越大,各形态间的稳定性越低,潜在危害越大.两种组合比较可知,Pb的添加使Cd/Zn复合污染土壤中Cd的活性增强,Zn的活性减弱.     

油菜对Cd污染土壤的修复潜力分析

以甘蓝型油菜为研究材料,利用盆栽试验研究了不同浓度Cd(0,1,2mg/kg)胁迫下油菜的吸收特性,以及土壤微生物群落结构变化.结果表明:随着Cd浓度的升高,油菜植株对Cd的吸收显著增加,而且油菜地上部分的吸收量显著高于地下部分,其中茎的Cd浓度最高,籽粒最低;油菜将Cd从地下转移到地上部分的转运系数随外源Cd浓度的升高而呈现先升高后下降的趋势;且低浓度Cd处理下,油菜对Cd的转运系数较高,修复效率可以达到6.841%~7.752%.土壤微生物多样性分析发现,Cd改变了土壤微生物群落的结构,降低了部分优势菌群的相对丰度,而油菜可以增加这些菌群的相对丰度,提高土壤微生物多样性.因此,种植油菜有利于土壤生态系统的稳定性,可以用于修复中等程度Cd污染土壤.     

鱼腥草耐铅、锌毒性和修复能力的研究

重金属复合污染是土壤污染主要类型之一,为了探明鱼腥草修复土壤重金属复合污染的能力,土培试验研究了Pb、Zn及其交互作用下鱼腥草累积Pb和Zn量的变化.结果表明,单一Pb胁迫下,鱼腥草根、茎、叶中Pb含量均随Pb处理浓度的增加极显著升高,Pb在鱼腥草体内的分配为茎>根>叶,且茎的迁移系数均大于1,茎和叶均具有较高的富集系数,显示鱼腥草对Pb具有较强的转运能力和富集能力.单一Zn胁迫下,鱼腥草根中Zn含量随Zn处理浓度的增加极显著升高,茎和叶中的Zn含量随Zn处理浓度的增加先上升后急剧下降,茎和叶对Zn的迁移系数随Zn处理浓度的增加先增大后急剧减小,茎对Zn的富集系数随Zn处理浓度的增加先升高后降低,叶的富集系数则呈逐渐降低的趋势.Zn对鱼腥草累积Pb表现为颉抗作用;Pb对鱼腥草累积Zn则是随着Pb添加量的增加表现为先促进,而当Pb添加量超过1000mg/kg后转为抑制,Pb、Zn在不同的浓度比及组合下对鱼腥草的生长和重金属累积会产生不同的交互作用类型.鱼腥草对Pb较强的耐性和富集能力为利用鱼腥草修复Pb污染土壤以及低Zn浓度的Pb-Zn复合污染土壤提供了可能.     

干旱区污染绿洲土壤中Cd和Zn形态分布与生物有效性

利用盆栽试验研究了干旱区污染绿洲土壤中Cd和Zn形态分布与生物有效性。结果表明:少量的Cd和Zn有促进油菜生长的作用,但高质量分数的Cd和Zn对油菜的生长有明显抑制作用;原状绿洲土壤中Cd和Zn形态以残渣态为主,随着绿洲土壤中Cd和Zn污染程度的加深,Cd和Zn各形态分布发生了显著变化,其中碳酸盐结合态Cd和Zn和铁锰氧化物结合态Cd和Zn质量分数大幅增加,并逐渐占据绝对优势,而残渣态Cd和Zn质量分数则几乎不变。相关分析表明土壤中的铁锰氧化物结合态Cd质量分数与油菜叶和根部的Cd质量分数呈极显著相关,表明土壤中的铁锰氧化物结合态Cd对油菜叶和根部累积Cd有最大贡献;铁锰氧化物结合态Zn和有机物结合态Zn分别与油菜根部和叶部的Zn质量分数呈极显著相关,表明土壤中铁锰氧化物结合态Zn和有机物结合态Zn分别对油菜根和叶部累积Zn贡献最大;油菜叶和根部Cd的富集系数均大于Zn的,表明油菜吸收Cd的能力大于Zn的;两种金属的富集系数叶部的均大于根部的,表明Cd和Zn的迁移性较强,且Cd在油菜中的迁移能力大于Zn的,其毒害作用也相应大于Zn的。两种金属主要累积在油菜可食用的叶部,因此对人体健康有潜在威胁。     

有色矿冶区污染蔬菜土壤中重金属活性

从湖南省长沙、株洲、衡阳和郴州地区典型有色金属矿冶区采集土壤和蔬菜样品,采用BCR法连续提取污染上壤中重金属不同组分,结合十壤中粘土矿物相、土壤和蔬菜重金属全量分析污染土壤重金属活性,并探讨其潜在环境风险.研究结果表明,土壤中Cd,Cu和Pb的可提取态含量与其在土壤中含量之比分别高达61.71%,43.14%和48.84%:土壤Cd的活性组分以酸町提取态为主,As,Cu和Pb以可还原态为主,Zn以酸可提取态和可还原态为主:土壤重金属尤其是As,Cd,Cu,Pb和Zn有效性组分之间存在明显的复合污染效应;土壤Cd,Cu和Zn可提取态含量与蔬菜Cd,Zn和Cu含量之间均存在显著正相关关系.     

施污黄土中镉胁迫下小麦对镉的吸收及镉的生物有效性

通过小麦盆栽试验,初步探究了Cd污染黄土中施用1.5%熟污泥后小麦对Cd的吸收特征.利用Tessier五步形态提取法探究了Cd的形态分布特征及其生物有效性.结果表明:施加1.5%熟污泥黄土中,小麦株高随着Cd胁迫水平的增加呈先增大后减小的趋势,根长及各部位干重积累均未受到明显抑制.随着Cd胁迫水平的提高,小麦根系中Cd的质量分数持续增加,茎叶与籽粒中Cd的质量分数先增加后减少.Cd各形态的质量分数均随Cd胁迫水平的升高而增加,其中以可交换态响应最大.随外源Cd添加,可交换态分配系数先增加后趋于平稳,碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态的分配系数先增大后减小,有机物结合态与残渣态分配系数逐渐减小,Cd活性增加.对小麦吸收Cd的主要贡献形态是可交换态和碳酸盐结合态.小麦各部位Cd与土壤中Cd的有效态的质量分数符合二次模型.     

溶磷细菌9320对玉米苗期植株根系分泌物的影响

为了解溶磷细菌促进作物生长的机制和最终效果,将不同剂量的溶磷细菌9320添加到土壤中,以此培养玉米幼苗,测量幼苗根系分泌物中的可溶性蛋白、可溶性糖、有机酸、土壤有效磷的含量、植株生长状况等.结果表明:随着土壤中溶磷细菌剂量的增加,玉米根系分泌物中可溶性蛋白含量增加,可溶性糖含量降低,有机酸种类和含量增加,根区土壤有效磷含量增加,根际土壤有效磷含量降低,玉米幼苗的株高、根长和质量都增加.同灭菌处理组相比,活菌处理组中,根系分泌物的蛋白含量和根区土壤有效磷含量更高,根系分泌物可溶性糖含量和根际土壤有效磷含量更低,玉米的生长情况更好.这些结果说明溶磷细菌能够将土壤中的难溶态磷转化为可溶态磷供植物吸收利用,而且能够促进根系的代谢活动,最终促进植物生长.     

三种有机酸对镉胁迫下油菜生理特性的影响

通过盆栽实验研究了低分子量有机酸(酒石酸、柠檬酸、草酸)对镉胁迫下油菜(BrassicaChinensisL.)生长发育的影响.结果表明:加入低浓度(0-0.5mmol.kg-1)酒石酸、柠檬酸、草酸能够使Cd胁迫下的油菜植株干重显著增加、叶绿素含量较0有机酸组分别增加65.3%(P<0.05)、62.9%(P<0.05)和43.8%(P<0.05);叶细胞膜透性及MDA含量降低;油菜抗氧化酶(SOD、POD、CAT)的活性升高.随着有机酸浓度的增加(0.5-1mmol.kg-1),酒石酸缓解作用持续增强,叶细胞膜透性及MDA含量较0有机酸组分别降低66.9%(P>0.05)和18.5%(P>0.05),接近CK组水平;而柠檬酸、草酸的缓解作用却有所降低.三种有机酸对Cd胁迫的缓解顺序为:酒石酸>柠檬酸>草酸.     

腐殖酸对污灌土壤中Cu、Cd、Pb、Zn形态影响的研究

选用白银地区污灌土壤为供试样品,在土样中分别加入腐殖酸、EDTA、柠檬酸三钠和乙酸,采用连续浸提法对比研究了外源腐殖酸对污灌土壤中有毒重金属不同形态的影响.实验结果表明,在污灌土壤中添加腐殖酸可改变土壤对重金属不同形态的吸持能力,使具有直接生物毒性的重金属可溶态急剧减少60%~80%,重金属氧化物结合态、碳酸盐结合态及有机结合态增加,从而降低重金属在土壤中的流动性、活性和生物可利用性.     

海泡石对污染土壤镉、锌有效态的影响及其机制

通过土壤原位钝化与等温吸附试验, 研究了海泡石黏土矿物对污染土壤中镉、锌有效态及 pH 对海泡石吸附镉、锌的影响。结果表明: 海泡石黏土矿物加入土壤后, 显著降低了土壤中水溶态镉、锌和可提取态镉、锌含量。在海泡石最大施用量( 土重的4%) 时, 水溶态镉、锌含量分别比对照下降了57. 3% 和41. 4% ; 而可提取态镉、锌含量分别比对照下降42. 8% 和24. 7% 。海泡石对 Cd²⁺ 和 Zn²⁺ 的吸附过程符合 Langmuir 和 Freundich 等温吸附方程所描述的规律。随着体系 pH 升高, 海泡石对镉、锌的吸附能力增强, 在 pH 为 6, 海泡石对 Cd²⁺和 Zn²⁺ 的最大吸附量分别为 12. 3 mg/ g和6. 80 mg/g, 海泡石对2种金属离子的吸附能力为 Cd²⁺ > Zn²⁺ 。海泡石作为土壤重金属钝化剂,施入土壤后能有效地降低土壤中 Cd²⁺ 和Zn²⁺的活性;而pH是控制海泡石的钝化能力强弱的关键因素。     

污泥连续施用对玉米、小麦中Zn、Cd累积的影响

利用盆栽试验研究了连续2年施用重金属低污染和高污染污泥后,酸性土壤和碱性土壤中玉米、小麦中重金属Zn、Cd的累积情况,利用内梅洛综合指数法对植物中Zn、Cd的污染情况进行了评估。结果显示,添加重金属高污泥的处理中Zn、Cd含量明显高于其他处理,酸性土壤中添加污泥后植物中Zn、Cd要普遍高于石灰性土壤。污泥第一年施用后,玉米中Zn、Cd含量处于安全范围,第二年继续施加后,小麦中Zn、Cd含量属于轻度污染状况。连续大量地施用污泥,会产生农作物的重金属安全风险。     

酒石酸对Cd胁迫下油菜种子萌发和生长的影响

研究了酒石酸对Cd胁迫下油菜种子萌发和生长的影响.结果表明,单独Cd胁迫下,随着Cd浓度的增大(0-50 mg·L-1),油菜种子根长和根鲜重逐渐降低(P<0.05),芽长和芽鲜重在Cd浓度较高(1-50 mg·L-1)时才逐渐降低(P<0.05);而仅高Cd浓度(50 mg·L-1)胁迫才使种子发芽势、发芽率显著降低(P<0.05).单独酒石酸胁迫时,随着酒石酸浓度的增大(0-10 mmol·L-1),油菜种子生长指标(根长、芽长和根鲜重等)均逐渐降低(P<0.05);而仅高浓度酒石酸(5-10 mmol·L-1)胁迫才使种子萌发指标(发芽势、发芽率和发芽指数等)显著降低(P<0.05).当酒石酸和Cd共同作用时,低浓度酒石酸(1-2.5 mmol·L-1)对各浓度Cd胁迫下的油菜种子萌发指标(发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数)和芽鲜重均无显著影响(P>0.05);但高浓度酒石酸(5-10 mmol·L-1)对各Cd胁迫下的各指标呈抑制作用(P<0.05),即高浓度酒石酸加重了Cd对种子萌发的毒害.同时表明酒石酸和Cd的胁迫对油菜种子生长的影响大于种子萌发,且对油菜种子幼根的抑制效应大于幼芽.     

新乡市污灌农田中重金属的污染状况调查

为了研究新乡市污灌农田受重金属的污染情况,本文调查了污灌土壤中多种重金属的含量.土壤中重金属总量试验结果表明:污灌土壤中的锌、铜、铅含量在国家标准以内,镍、镉含量超标,土壤已明显受到重金属镍、镉的污染.连续提取法对超标重金属镍、镉形态分级实验表明:镍主要以铁锰氧化态、有机态和残渣态为主,在不同的采样点,三者占总含量的71%~81%.镉主要以碳酸盐结合态、可交换态、铁锰氧化物结合态为主,三者占总含量的94%以上.镉的存在形态易于被植物吸收,因此危害更大.     

黄菖蒲根际低分子量有机酸对土壤吸附氨氮的影响

根际低分子量有机酸是一类活性的化感物质, 具有促进污染物迁移、转化与累积等重要的生态功能.本研究利用GC-MS技术, 解析了黄菖蒲根际代谢物的组分特征与相对含量, 通过模拟实验揭示了低分子量有机酸对土壤吸附氨氮的热-动力学的影响.结果表明:黄菖蒲根际代谢的不同种类低分子量有机酸均能促进氨氮吸附, 但作用程度存在差异; 氨氮在土壤中的吸附动力学符合Elovich方程与双常数方程, 等温吸附均符合Langmuir和Freundlich方程的特征,其键能常数K_L与有机酸解离常数pKa呈负相关; 低分子量有机酸调控土壤吸附氨氮的机理主要是有机质活化作用.     

毛葱的镉吸收积累及亚细胞分布特征

采用营养液培养法、亚细胞组分差速分离技术和电感耦合等离子体发射光谱技术(ICP-AES),研究不同浓度Cd2+(1、10、100μmol/L)胁迫下,毛葱幼苗不同部位Cd、Fe、Mn、Cu、Zn等金属元素吸收积累的特点,以及根和叶中Cd的亚细胞分布状况.结果表明:(1)随着营养液中Cd2+浓度的增加,毛葱根、茎、叶各器官中Cd的含量均显著增加,Cd主要集中在根部,向地上部分的运输量很少;(2)Cd的吸收积累改变了根、茎、叶中Fe、Mn、Cu、Zn等矿质元素的含量;(3)叶和根各亚细胞组分中Cd的含量为:细胞壁组分细胞质可溶性组分细胞核、叶绿体组分线粒体组分;(4)随着营养液中Cd2+浓度的增加,细胞壁和细胞质组分中Cd增加的幅度远远大于线粒体、细胞核和叶绿体组分,Cd在细胞壁和细胞质组分中的分配比例呈上升趋势,在线粒体、细胞核及叶绿体中的比例呈下降趋势.这说明植物吸收的Cd主要积累在根部,细胞水平上,多数的Cd被细胞壁沉淀螯合和液泡区室化,避免了Cd对新陈代谢旺盛的亚细胞组分的影响.     

镉胁迫对转PprI基因油菜生理生化的影响

利用露天盆栽试验研究了不同浓度Cd胁迫下转PprI基因油菜和非转基因野生型油菜对Cd的吸收特性以及生理响应。结果表明：随着Cd胁迫浓度的升高,转基因和非转基因野生型油菜对Cd的吸收均显著增加,且二者地下部分的吸收都大于地上部分;在0.5 mg/kg Cd处理下,转基因和非转基因油菜对Cd的吸收差异不显著,但1和2 mg/kg处理下转基因油菜对Cd的吸收显著低于非转基因野生型油菜。两种油菜对Cd的富集系数和转运系数均随处理浓度的升高而降低;随着Cd浓度的增加,超氧化物歧化酶（SOD）活性呈现先上升后下降的趋势,且在相同处理浓度下,转基因油菜的SOD活性均高于非转基因野生型油菜;丙二醛（MDA）含量呈上升趋势,且其在转基因油菜中的含量均低于非转基因野生型油菜;叶绿素a和叶绿素b的含量随Cd浓度的升高而下降。因此PprI基因的导入,显著降低了油菜对Cd的吸收,提高了其可食部分安全性。