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...     

植物间作对镉污染土壤修复效果的研究

利用高富集植物吸收重金属的特性,将重金属高富集植物和农作物间作,降低农作物对重金属的吸收,达到一边修复一边耕作的目的,提高土壤的利用率.于是将大豆与番茄、玉米与番茄分别间作的方式处理重金属Cd污染土壤,同时将大豆、玉米和番茄分别单种作为对照组.分析间种、单种对土壤Cd的不同富集率.研究结果表明:大豆、玉米和番茄分别单作时,番茄对Cd的富集效率最高,达到3.80 mg/kg,Cd的去除率最高达到92.49%.而在番茄与大豆、番茄与玉米间作时,大豆与番茄对Cd的富集效率高,达到20.98 mg/kg.Cd的去除率最高达到92.91%.     

聚丙烯纤维表面接枝及其吸附性能的研究

采用超声波促进化学接枝法,在水相悬浮体系中将甲基丙烯酸(MAA)接枝到聚丙烯(PP)纤维表面,制备出接枝率为7.5%的弱酸性阳离子交换纤维(PP-g-MAA纤维).探讨反应时间、引发剂浓度、单体浓度等工艺条件对接枝率的影响.红外光谱数据证明MAA接枝到PP链上.考察PP-g-MAA纤维对重金属Cd2+和Cu2+的吸附性能.实验表明:PP-g-MAA纤维对Cd2+和Cu2+具有较好的吸附能力,当初始质量浓度为10 mg/L时,PP-g-MAA纤维对Cd2+和Cu2+的吸附率分别为90%和95%.用Langmu ir和Freund lich方程对其吸附等温线进行线性回归.结果表明,PP-g-MAA纤维对Cd2+和Cu2+的吸附在研究的浓度范围内比较符合Langmu ir模型,但只有在离子质量浓度低于10 mg/L时才符合Freund lich模型.     

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。     

贻贝足丝蛋白的汞、镉抗性及富集机制

为探究贻贝足丝蛋白黏附重金属的机理及分子机制,对翡翠贻贝足丝蛋白进行转录组测序分析,使用Trinity软件从头组装,获得73 571个UniGenes.翡翠贻贝足部的Uni Genes注释到基因本体(gene ontology,GO)数据库,共获得9 466个注释结果,通过基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)数据库注释后,发现有955个UniGenes被注释到关于黏着斑蛋白的通路中,推测足丝蛋白吸附重金属的功能与其密切相关.由于Pvfp6半胱氨酸、组氨酸和酪氨酸含量高,该蛋白可能对重金属有结合作用.将pvfp6基因克隆到p ET-30a表达载体,转到大肠杆菌BL21 (DE3)表达.结果表明,含有pET-30a-pvfp6质粒的宿主具有一定的抗汞和抗镉能力,能分别在含Hg2+质量浓度为5 mg/L,或者含Cd2+质量浓度为160 mg/L的培养基中生长;重组菌对Hg2+和Cd2+的平衡富集量均高于对照组p ET-30a,分别为109. 89 mg/g和19. 27 mg/g.研究表明,足丝蛋白Pvfp6赋予了重组菌具有一定的抗汞和抗镉的能力,且富集能力增强.该研究可为海洋环境中重金属污染的生物治理奠定实验基础.     

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。     

弱酸性阳离子交换纤维及其对水中微量铁（Ⅲ）离子的富集

以聚丙烯无纺布为基体,通过γ射线共辐射接枝丙烯酸制备了弱酸性阳离子交换纤维(PP-g-AA),以该纤维作为固相萃取吸附荆,富集水中的微量铁(Ⅲ)离子.结果表明,PP-g-AA纤维对水中微量铁(Ⅲ)离子具有良好的吸附富集性能.在pH值为4.9、质量浓度为5 mg/L的Fe3+水溶液中静态吸附20 min后纤维的吸附率就达到93.3%,吸附量为2.80 mg/g,吸附活化能为79.78 kJ/mol;吸附Fe3+后的PP-g-AA纤维用1 mol/L的盐酸洗脱5 min后,洗脱率达到96.4%,洗脱液中Fe3+浓度为140mg/L,是富集前的28倍.     

龙须菜对重金属和有机物联合毒性的响应

在实验生态条件下,从生理生化特性及抗氧化防御等方面,研究龙须菜对镉(Cd)和邻苯二甲酸二甲酯(DMP)联合作用(以下用Cd/DMP表示)的胁迫响应.结果显示,龙须菜生长受Cd/DMP联合质量浓度和暴露时间的影响.当Cd和DMP质量浓度分别小于1.5 mg/L和0.2 mg/L时,叶绿素a(Chl.a)、藻红素(PE)及可溶性蛋白的质量分数与对照组比较无显著性差异(P>0.05), 硝酸还原酶(NR)、过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)活性短时间内以诱导为主;当Cd和DMP质量浓度分别超过1.5 mg/L和0.2 mg/L,尤其是Cd和DMP的质量浓度分别大于3.0 mg/L和0.4 mg/L时,Chl.a和PE质量分数随Cd/DMP质量浓度的升高和暴露时间的延长呈明显下降趋势(P<0.001), 而MDA呈明显上升趋势,NR、POD和CAT活性受到显著抑制,龙须菜生长受到明显抑制,藻体表现出发黄发白等表观性状.Chl.a 含量、CAT活性与Cd/DMP联合暴露质量浓度具有良好的时间效应和剂量效应关系,可作为龙须菜暴露于Cd和DMP环境中的标志.     

铈/粉煤灰复合吸附剂的制备及其对Cd(Ⅱ)的吸附

以固体废物粉煤灰(FA)为原料,通过掺杂稀土铈元素结合碱熔融法改性制备了铈/FA复合吸附剂(Ce/MFA),并用XRD,SEM及EDS进行了表征.以吸附水溶液中Cd2+为反应模型,研究了各种制备条件对复合材料吸附性能的影响.结果表明:1)当所取FA、无水Na2CO3和Ce(SO4)2·4H2O的质量比为1∶2∶0.045,焙烧温度为800℃,焙烧时间为2h时,制得的Ce/MFA吸附剂对于水体中的Cd2+具有最佳去除效果;2)当Ce/MFA的投加量为10g/L,吸附时间和吸附温度分别为2.5h和25℃时,对起始质量浓度为800mg/L模拟废水中Cd2+的去除率可达99.67%,比FA增大了37倍,实现了对废水中高含量Cd2+的有效去除;3)通过表征发现FA掺杂铈元素-碱熔融后会使其结构发生明显变化,活性增大,吸附性能显著增强.作为一种性价比高的吸附剂,Ce/MFA用于废水中Cd2+的去除极具开发应用价值.     

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.