Hg2+、Cd2+胁迫对玉米生理生态的影响

重金属汞、镉广泛存在于自然环境中,对各种植物尤其对农作物产生重要影响。通过室内砂培实验,研究汞、镉胁迫下玉米的生理生态变化,其中包括叶绿素、根系还原酶、游离脯氨酸等的变化情况。研究发现,Hg2+、Cd2+对玉米的胁迫均是时间和质量浓度的双重因子:在低质量浓度、短时间内,叶绿素、根系还原酶及游离脯氨酸的质量分数均有上升趋势,被认为是对汞、镉离子的一种应激反应,汞、镉离子的最大应激质量浓度分别为0.5mg/L和1.0mg/L。玉米受Cd2+的毒害比Hg2+敏感,但玉米对Cd2+的忍耐性强于对Hg2+的忍耐性;其中游离脯氨酸的质量分数可以作为重金属污染的一个监测指标。     

低浓度镉胁迫下2种水生植物体内植物络合素的响应

采用溶液培养方式,研究了水环境低浓度镉(Cd)(0.01～0.64 μmol/L)较长时间胁迫下漂浮植物水浮莲(Pistia stratiotes L.)和沉水植物伊乐藻(Elodea nuttallii)体内植物络合素(PCs)的响应规律.结果显示,2种水生植物对外界Cd胁迫表现出明显的吸收和积累效应,水浮莲体内PCs的响应明显强于伊乐藻.水浮莲体内的PCs诱导量与Cd处理浓度存在良好的剂量-效应关系,Cd浓度≥0.08 μmol/L水浮莲根系产生明显毒害效应并伴随根系PCs的诱导量急剧增加.回归分析显示,2种水生植物体内PCs的合成水平与Cd的生物毒性呈现一定的线性关系,表明PCs可作为重金属Cd胁迫的生物标记物指示水体中重金属的毒害程度.比较而言,水浮莲体内PCs对Cd污染更为敏感,可通过检测其根系PCs的含量来评价和预测实际水环境中Cd的污染.     

耐镉酵母菌QN-3的基本特性研究

微生物在重金属污染治理中具有十分重要的作用,为开发新型重金属生物吸附剂,对前期从化工厂附近土壤中分离获得的一株高耐镉酵母菌Cystobasidium oligophagum QN-3的镉耐受特性及基本特性进行了研究.通过测定其在低镉和高镉条件下的生长曲线来确定它的生长规律,对该菌株培养条件进行优化,采用最优条件的菌体进行镉吸附试验,并通过透射电镜观察镉在菌体表面的沉积作用.结果表明：QN-3在固体培养基中能够最高耐受22 000 mg/L Cd²⁺;在镉质量浓度100 mg/L液体培养基中,最佳液体培养条件为NaCl质量浓度0.01 g/mL,温度28℃,接种量6%,装液量50 mL,pH 6.0;菌体吸附性能随着镉质量浓度升高而下降,在镉质量浓度为50 mg/L培养基中其对镉吸附能力最强,吸附率达到49.42%;通过透射电镜分析酵母菌在吸附镉前后的变化,表明在吸附金属镉后,酵母菌QN-3细胞表面出现镉的聚集物,细胞内部物质聚集,产生空泡.     

产铁载体抗镉微生物的筛选

植物-微生物联合修复是一种颇具潜力的治理重金属污染土壤的方法,筛选合适的微生物提高植物对重金属的吸收是该修复方法的重要内容。采集株洲市清水塘工业区株洲冶炼厂附近土壤作为研究对象(采样深度为0~20 cm),采用稀释培养法和CAS检测平板分离筛选产铁载体的抗镉微生物;通过对目的菌种镉离子最低抑菌浓度的测定和显微镜及扫描电镜(SEM)对其形态的观察,实验结果表明细菌X19,X22和真菌Z1能分泌铁载体,且对镉产生较强的抗耐性,根据CAS变色程度初步断定其分泌铁载体的能力为Z1>X19>X22;菌株X19,X22和Z1的镉离子最低抑菌质量浓度(MIC)分别为450,220,800 mg/L。     

硫酸盐还原菌处理低浓度含镉废水的试验研究

从污水厂污泥中培养驯化出以硫酸盐还原菌(SRB)为优势菌种的混合菌液,以Cd2+去除率为考察指标,在适宜的厌氧生长环境下(pH值为7.5,温度为35℃)研究其对低浓度含镉废水的处理效果。结果表明,以SRB为优势菌种的混合菌液的去除效果随Cd2+浓度的增大而降低。当Cd2+初始质量浓度小于40 mg/L时,菌液对Cd2+的去除率接近100%,此时的处理效果稳定;当Cd2+的初始质量浓度达到60 mg/L时,Cd2+对菌株产生毒害作用从而使其失去处理能力。研究表明,SRB可以有效地去除废水中的低浓度镉离子。     

氯化镉对草鱼的毒性研究

以静水生物测试法研究氯化镉对草鱼的急性毒性,并求出暴露时间分别为24、48、72和96h的半数致死质量浓度(LC50)。根据鱼类毒性分级标准,判断重金属镉对草鱼的生态毒性,并利用安全系数0.01来估算其安全浓度。结果表明:镉对草鱼的急性毒性作用时间为24、48、72和96h的LC50分别是44.10、33.48、28.00和23.51mg/L,因此镉对草鱼的毒性为高毒,其安全浓度为0.235 mg/L。     

重金属镉抗性菌的筛选及促生、修复效果

为考察微生物-植物联合体系对土壤重金属镉(Cd)污染的修复效果,通过菌株筛选与盆栽实验,筛选一株具有较高Cd耐受和促生能力的菌株,探究植物促生菌对黑麦草富集能力、土壤理化性质和重金属赋存形态的影响.研究结果显示,伯克霍尔德氏菌株YXL1呈淡黄色、杆状、边缘圆滑,平均长度为5μm,且耐受重金属镉的质量浓度达250 mg/L.YXL1产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)能力为31.56 mg/L,产铁载体能力为0.89,溶磷能力为46.18 mg/L.在YXL1与黑麦草的联合修复体系中,土壤的有机质和有效磷质量浓度均显著提高,分别增加了4.08 g/kg和2.54 mg/kg;土壤中弱酸可提取态Cd和还原态Cd的质量分数分别达16.25%和12.53%;与仅种植黑麦草的对照组相比,联合修复体系黑麦草的富集Cd能力提高了2.76倍.研究发现,以YXL1和黑麦草联合修复体系处理Cd污染农田土壤,4 a后耕作层土壤的Cd含量降低到《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)规定的风险筛选值(0.3 mg/kg)以下,可实现农用地的安...     

3种忍冬属植物对镉富集及转运特性研究

以3种药用忍冬属植物华南忍冬(Lonicera confusa DC.),红白忍冬(L.japonica var.chinensis)和忍冬(L.japonica Thunb.)为试材,采用水培试验方法,研究了3种植物在不同浓度镉离子(Cd2+)胁迫下对Cd的富集和转运特性.结果表明:在不同Cd2+质量浓度环境下3种忍冬属植物对Cd2+均表现出较强富集能力,其中,在质量浓度为50 mg/L时,华南忍冬对Cd的富集能力最高,而红白忍冬对Cd的转移能力最强;同时3种忍冬属植物叶中Cd含量分别达到78.45 mg/kg(忍冬),91.46mg/kg(华南忍冬)和87.47mg/kg(红白忍冬),接近Cd超富集植物的临界富集指标(100mg/kg),因此,3种忍冬属植物在Cd污染土壤的植物修复中都具有一定应用价值.     

原子吸收分光光度法测定玉米叶片中重金属

植物中重金属含量测定是研究重金属在土壤-植物系统内迁移、富集的基础.采用湿法消解玉米植物叶片样品,其消解液中的锌、铜、铅、铬和镉5种重金属用火焰原子吸收分光光度法测定.方法简便、准确,玉米植物叶片中锌的相对标准偏差为6.4%;铜的相对标准偏差为1.6%;铅的相对标准偏差为1.1%;铬的相对标准偏差为2.8%;镉的相对标准偏差为7.7%.方法的加标回收率锌为80.3%-85.1%;铜为81.1%-82.0%;铅为91.3%-94.7%;铬为88.7%-90.7%;镉为83.3%.该法适用于玉米植物中重金属含量的测定.     

生物炭联合黑麦草修复镉污染土壤研究

以小麦秸秆和玉米秸秆为原料制备生物炭,采用生物炭和黑麦草联合对镉质量分数为30 mg/kg的污染土壤进行修复,修复过程中研究了 土壤的理化性质和黑麦草植株生长情况.结果表明:当m土壤:m玉米生物炭:m小麦生物炭为1:0.01:0.01时,修复50 d后土壤中的镉质量分数可以降至18.2 mg/kg;生物炭的掺加显著增加...     

重金属镉对土壤酶活性影响的研究

在试验室条件下,研究了外源添加不同浓度的重金属镉对土壤生物活性和土壤酶活性的影响.结果表明,重金属镉污染对不同的土壤生化过程具有不同效应,镉污染对土壤酶活性的影响中,对土壤的脲酶活性有很显著的抑制作用,而对过氧化氢酶、磷酸酶等活性影响较小.通过对土壤酶活性的测定得出,由于土壤脲酶对不同浓度镉表现强烈的敏感性,用脲酶作为土壤Cd污染的评价指标和制定Cd的临界含量是可行的,可为污水灌溉地区提供土壤中镉浓度的最高限值,保证污灌区的农作物食用安全和土壤的可持续利用,对地区的经济发展和环境安全有重要意义.     

土壤重金属污染作物体内分布特征和富集能力研究

随着污水灌溉面积的持续扩大,研究污水灌溉带来的土壤重金属污染问题,特别是重金属污染物对土壤-作物系统的影响显得尤为重要.通过玉米作物污水灌溉实验、采样分析和生态调查,研究了由于污水灌溉造成的土壤重金属污染(Pb,Cd,Cr,Cu)在玉米体内分布特征和富集能力.研究结果证明,重金属Pb,Cr和Cu主要富集在玉米根部,少量向玉米作物地上部分迁移.玉米籽粒中4种重金属(Pb,Cd,Cr,Cu)的含量均在粮食及其制品中重金属元素限量之内,说明玉米籽粒基本没有受到污染,粮食生产处于安全状态.     

西安市革命公园土壤重金属含量及污染评价

对西安市革命公园表层土壤中Cu、Ni、Zn、Cr、Cd及Pb等6种重金属的含量状况及形态分布进行取样调查,并对其污染状况进行分析与评价.结果显示,革命公园的表层土壤呈碱性,并含有较多有机质;土壤中Cu、Ni、Zn、Cr、Cd及Pb平均含量分别为27.30mg/kg,26.01mg/kg,90.29mg/kg7,1.06mg/kg0,.184mg/kg及51.61 mg/kg;除Pb外,土壤中Cu、Ni、Zn、Cr及Cd形态分布均以残渣态为主;革命公园土壤内梅罗污染指数为2.70,说明革命公园土壤中重金属污染已经达到中度污染,其中Pb元素污染程度最严重.     

重金属污染土壤的激发极化性质研究

工业污染中,重金属污染物因滞留时间长、难以降解,对环境造成的负面影响尤其严重,因此,为了对重金属污染范围、深度及扩散情况进行检测,探究重金属对土壤激发极化性质的影响,需要分别对不同浓度的重金属污染物溶液进行试验研究。首先,通过对室内试验与原位测量的数据对比,采用了数据稳定的原位污染试验;其次,选择不同浓度的硝酸镉和硝酸铅溶液进行原位污染试验,对重金属镉和铅的污染土壤进行电性测试;最后,观测其电阻率、极化率,并分析其变化规律。结果显示,硝酸镉与硝酸铅溶液均使得土壤电阻率有较大程度的下降,且使得土壤极化率提高;高浓度污染场地的极化率衰减速率普遍高于低浓度;衰减完成后,高浓度镉溶液仍保持较高极化率,低浓度镉溶液与铅溶液趋近无污染情况。综上可知,重金属对土壤的污染情况,不仅可以通过电阻率检测,也可以通过极化率进行检测,激发极化性质在实际的重金属污染检测中,具有应用价值。     

昆山市农用地土壤重金属污染现状及评价

为了解昆山市农用地土壤重金属的含量及其污染情况,通过调查、采样和实验室分析,并采用单因子污染指数法和内梅罗综合指数法对测定结果进行评价。结果表明,重金属平均含量分别为Cd 0.199mg/kg、Hg 0.199mg/kg、Pb 30.484mg/kg、Cr 87.729mg/kg、Cu 314.275mg/kg、Zn0.256 mg/kg、N i 31.083mg/kg、As 8.150 mg/kg。农用地土壤已受到不同程度的污染,主要污染物为Cd,其平均单项污染指数为13.525。除As外的其他重金属含量都高于土壤背景值,Cd、Hg、Cr、Pb存在着严重的点源污染,整个昆山市农用地土壤重金属污染区域差异比较明显。     

矿业活动对锑矿区土壤的重金属污染特征及生态风险影响

为了评价矿业活动和生态修复措施对锑矿区土壤的重金属污染影响,调查了锡矿山锑矿区冶炼区、公路沿线区、采矿区及尾矿区中不同用地性质土壤中Sb、As、Pb及Cd等重金属含量,并用地累积指数法和潜在生态风险指数法对污染程度、潜在生态风险进行了评价。结果表明：锑矿区土壤样品中Sb、As、Pb及Cd的平均含量分别为3619.38、82.20、244.28、30.84 mg/kg,重金属复合污染严重;地累积指数法及潜在生态风险指数法评价表明,锑矿区Sb和Cd污染严重,As、Pb有轻度到中度污染,综合来看,具有极强的生态风险,其中,Sb和Cd是最主要的污染因子。冶炼、开采、运输和堆放等矿业活动使各区域土壤的重金属浓度呈显著区域特征;废矿渣土壤、荒地、林地、底泥、生态修复草地和菜地等土壤样品中的重金属Sb含量依次减小,植物生态修复方法是治理土壤锑污染的一种有效手段。     

差分脉冲阳极溶出伏安法检测重金属离子

采用新型的差分脉冲阳极溶出伏安法检测液相环境下的铅、镉重金属离子。通过改变不同的实验条件,优化实验参数,最终选用以玻碳电极同位镀汞的方法测定液相环境下的铅、镉离子。该方法对铅、镉两种离子的检出限分别达到0.54、0.79 g/L,其中镉离子线性相关系数达到了0.999 7。该差分脉冲阳极溶出伏安法具有灵敏度高、仪器设备简单、操作简便,污染小,能重复测量等优点,是一种高效,廉价的检测重金属浓度的方法,为重金属离子的实时监测打下一定基础。     

北江重金属镉污染事故数值模拟

针对2005年12月发生在北江流域的重金属镉污染事故，建立了一维河流重金属迁移转化模型，结合污染事故实测资料，对模型进行了参数率定和验证．从计算结果来看，当水体中镉浓度值较大时，重金属模型计算值与实测值拟合效果较好，而镉浓度值较低时，则拟合效果不理想，此外，水体中镉浓度随着水流运动由上游向下游递减，这说明重金属在吸附、沉降作用下逐步沉积到底泥中．     

赣江南昌段表层水和底泥中重金属污染状况及其风险评价

为揭示鄱阳湖流域中赣江南昌段表层水和底泥重金属空间分布及污染特征,采用潜在生态危害指数法、地累积指数法对重金属进行风险评价。结果表明:赣江表层水中重金属质量浓度均远低于《地表水环境质量标准GB3838—2002》的一级标准限值。赣江南昌段底泥中重金属w(Cu)、w(Pb)、w(Cd)、w(Zn)、w(Cr)、w(As)的平均值分别为29.509、22.372、2.341、22.092、20.203、11.671mg/kg。整个赣江南昌段的RI平均值为144.21,总生态风险水平属于很高,其中八一大桥2个断面RI分别为169.89和192.38,已成为潜在生态高风险区域,根据地累积指数法评价得出赣江重金属污染程度表现为CuCdPbAsCrZn,其中Cu、Cd是主要污染物,相关部门应采取紧急措施,加强对赣江环境管理和污染治理力度。