不同生境汞对拟水狼蛛抗氧化系统的影响

以拟水狼蛛为研究对象,采用原子吸收光谱法测定了不同生境汞在土壤和蜘蛛体内的含量,研究了不同生境汞对拟水狼蛛抗氧化酶的影响.结果 表明:4个采集样点(S1、S2、S3和S4)拟水狼蛛体内重金属汞的含量差异显著(P<0.05).在重金属胁迫下,重金属汞含量高(S1、S2和S3)的拟水狼蛛体内GSH含量显著高于对照组(S4),是对照组的2.4~3.8倍.GSH含量与重金属汞含量显著正相关(r2=0.9624,P<0.01).对于GST、CAT和SOD,重金属汞含量高则酶活性低,GST、CAT和SOD酶活性与重金属汞含量显著负相关.因此检测拟水狼蛛体内的酶活性变化即可知环境中重金属汞的污染程度,提示拟水狼蛛可以作为重金属污染的重要监测指示生物.     

镉污染对不同生境拟水狼蛛氧化酶和金属硫蛋白应激的影响

为探讨镉(Cd)对机体抗氧化功能及金属硫蛋白(MT)的影响,在室内分别用不添加Cd2 和添加浓度为20 mgkg-1 Cd2 培养基培养的黑腹果蝇来饲喂4种不同生境下(S1,S2,S3和S4)拟水狼蛛,于饲喂5d、10d和20d后,分别测定其体内MT和丙二醛 (MDA)的含量及超抗氧化酶(GST、SOD和CAT)活性。结果表明：1,不同生境拟水狼蛛用不添加Cd2 培养基培养的黑腹果蝇饲喂后,不添加Cd2 对照组拟水狼蛛镉的积累量和MT含量无显著变化,但均显著低于添加Cd2 污染组。添加Cd2 污染组拟水狼蛛镉的积累量和MT含量都显著高于对照组,且均随着饲喂时间的延长而显著升高,具有明显的时间–效应关系(p<0.05)。2,在饲喂5d和10d后,不添加Cd饲喂的拟水狼蛛MDA含量和抗氧化酶系差异都不显著。添加Cd2 污染组(S1,S2和S3)MDA含量显著高于对照组(S4),MDA含量与饲喂时间呈显著正相关(p<0.05);GST、SOD和CAT等抗氧化酶活性污染组显著低于对照组,与饲喂时间呈显著负相关(p<0.05);饲喂20d后,污染组MDA含量和抗氧化酶（SOD和CAT）活性均与对照组无显著差异,但GST活性差异显著。     

重金属Cd2+对拟水狼蛛体内金属硫蛋白含量及其生长发育的影响

为了明确重金属Cd²⁺对拟水狼蛛Pirata subpiraticus体内金属硫蛋白(metallothionein, MT)含量及其生长发育的影响, 在室内条件下用5个不同浓度（0, 10, 20, 40和80 μg/g）的Cd²⁺培养的黑腹果蝇Drosophila melanogaster饲喂从5种不同生境下（S1, S2, S3, S4和S5）采集的拟水狼蛛性成熟雌蛛产卵孵化的幼蛛,待幼蛛性成熟后取所得雌蛛成蛛采用原子吸收光谱法测定了Cd²⁺ 诱导下拟水狼蛛体内金属硫蛋白含量及其存活率和生长率。结果表明： 食物中过量的Cd²⁺能够通过食物链进行传递并在拟水狼蛛体内积累, 积累量随黑腹果蝇培养基中Cd²⁺浓度的增加而增加,存在显著的浓度-效应关系。不同浓度的Cd²⁺能够诱导拟水狼蛛体内MT不同的表达,表达量与Cd²⁺浓度显著正相关(P<0.05)。当浓度低于20 μg/g时,污染点（S1, S2, S3和S4）拟水狼蛛体内MT表达量显著高于参照组S5（P<0.05）; 当高于20 μg/g时, 所有样点拟水狼蛛体内MT表达量差异不显著（P＞0.05）。拟水狼蛛存活率和成长率随着Cd²⁺浓度的升高呈下降趋势。据此认为,金属硫蛋白可能是蜘蛛耐受重金属污染的重要机制,与重金属具有一定浓度-效应关系。     

河南南阳不同生境土壤重金属含量及其对拟水狼蛛生物学特性的影响

为了探明重金属含量对拟水狼蛛Pirata subpiraticus生物学特性的影响, 本研究于2008年7月在河南南阳地区5种不同生境下, 共采集50份土壤样本和150头拟水狼蛛样本, 采用原子吸收光谱法测定了5种不同生境下雌拟水狼蛛体内重金属含量, 并测定了雌蛛头胸甲宽、体重、卵袋重量、卵数目和卵体积等生物学指标。结果表明：不同样点拟水狼蛛重金属含量与土壤重金属含量显著正相关, 4个重金属污染区与宝天曼自然保护区（Baotianman, BTM）拟水狼蛛体内Cd、Cu和Zn的含量差异极显著(P<0.001), 桐柏铜矿（Tongbai Tongkuang, TBTK）和南阳油田(Nanyang Youtian, NYYT) 的Pb含量与BTM的差异极显著(P<0.001), 主成分分析表明Cd、Cu和Zn是反应重金属污染的主要指标。在重金属胁迫下, 4个重金属污染区与保护区的拟水狼蛛头胸甲宽、雌体重量、卵袋重量、卵数目和卵体积差异均达到极显著（P<0.001）或显著水平（P<0.05）, 主成分分析表明背胸甲宽、卵袋重量和卵体积是重要生物学指标。 拟水狼蛛的背胸甲宽、卵袋重量和卵的体积与重金属含量显著相关, 重金属含量高的地方拟水狼蛛背胸甲宽较小, 雌性体重、卵袋重量和卵数目较小, 卵的体积大, 因此说明拟水狼蛛处在逆环境中时, 动物为保持总的繁殖力不变的前提下, 后代个体的大小与数目间满足某种平衡, 即达到协同进化的目的, 拟水狼蛛可以作为重金属污染的监测指示生物。     

Cry1Ab蛋白在拟环纹豹蛛体内的富集及对其体内酶活性的影响

用Cry1Ab蛋白处理的果蝇喂养拟环纹豹蛛Pardosa pseudoannulata,在第1d、3d、5d、7d、9d、11d用酶联免疫（ELISA）检测技术测定实验组和对照组拟环纹豹蛛体内Cry1Ab蛋白含量,运用紫外分光光度法检测拟环纹豹蛛体内超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH—Px）、乙酰胆碱酯酶（AChE）的活性,探讨拟环纹豹蛛体内Cw1Ab蛋白的富集作用与其体内3种酶活性的关系。结果表明,从第ld至第7dC~IAb蛋F1在拟环纹豹蛛体内均具富集作用（P〈0．05）,到第7d的时候达到最高值,达极显著差异（p〈0．01）,然后逐渐降低,但仍显著高于对照（p〈0．05）。SOD酶活性总体趋势是降低的,在第7d达到最低;用Cry1Ab蛋白处理拟环纹豹蛛后其体内的AChE和GSH—Px酶活性随饲养时间的延长而增加,并均高于对照组（p〈0．05）。该研究征明Cry1Ab蛋白在拟环纹豹蛛体内具有富集效应,并且其体内Cry1Ab蛋白对其体内GSH—Px、AChE具铂一定诱导作用,对SOD酶具有一定程度的抑制作用。     

取食加Cd2+食物后拟水狼蛛发育历期、耐饥力和体内Cd2+含量的变化

为明确食物中重金属离子在蜘蛛体内的传递、生物放大及对其生长历期和耐饥力的影响,采用原子吸收光谱法检测了拟水狼蛛Pirata subpiraticus取食加Cd²⁺食物后体内Cd²⁺含量变化情况,测定了Cd²⁺对其发育历期和耐饥力的间接影响。结果表明：食物中的Cd²⁺能够通过食物链进行传递并在拟水狼蛛体内积累,积累量随拟水狼蛛龄期的增长而增加,积累量与消耗的黑腹果蝇Drosophila melanogaster数量极显著正相关(P<0.01), 与消耗食物中Cd²⁺含量显著正相关(P<0.05); 对食物中Cd²⁺的吸收率为65.4%,生物放大因子为1.8。成蛛改喂无Cd²⁺的黑腹果蝇后在观察的4周内体内Cd²⁺含量变化不明显。食物中的Cd²⁺能导致拟水狼蛛的发育历期显著延长、耐饥力显著降低。研究结果可为进一步研究环境中Cd²⁺沿土壤-昆虫-天敌传递、放大和生理耐受等提供理论依据。     

大气湿沉降油菜体内铅的形态累积及氧化胁迫效应

大气沉降是叶菜类农作物可食部位重金属铅（Pb）累积的主要来源，但大气湿沉降下铅在油菜（Brassica chinensis L.）体内的形态累积特征及氧化胁迫效应，尚不十分清晰。通过模拟大气湿沉降铅胁迫，研究油菜体内重金属Pb的累积、亚细胞分布、化学形态特征及油菜抗氧化响应。结果表明，油菜可食部位Pb含量为1.72-6.35 mg/kg，超出标准（GB 2762-2017）4.73-20.16倍。Pb大量分布在油菜茎和叶的细胞壁中（52.14%-86.99%），以草酸盐沉淀的形式存在（20.07%-59.27%），这可能会导致Pb在可食部位的大量累积（>95%）。细胞壁的固持作用和Pb主要以草酸盐和不溶性磷酸盐存在，可能是油菜重要的解毒耐性机制之一。湿沉降铅胁迫可以增加叶和茎的丙二醛（MDA）含量，造成细胞的氧化损伤，抑制叶绿素的合成。油菜可以通过提高抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性（7.73%-346.91%），增加抗氧化剂（AsA和GSH）和可溶性物质（可溶性糖、可溶性蛋白）含量（9.11%-279.59%），来有效应对湿沉降Pb胁迫。抗氧化酶在叶中变化最大，过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性分别上升49.41%-91.62%和123.42%-346.91%。抗氧化剂则在根中变化最显著，抗坏血酸（AsA）和谷胱甘肽（GSH）含量分别上升了134.15%-182.93%和238.78%-279.59%。可溶性糖、可溶性蛋白、POD、CAT和GSH可能是油菜叶能缓解湿沉降Pb氧化胁迫的主要因素之一（P<0.05）。研究结果可加深对大气沉降下Pb在叶菜体内累积分布行为的理解，并为大气重金属胁迫地区农作物重金属风险评估提供一定的理论依据。     

拟水狼蛛对食物中镉的吸收和排泄及生物学响应

为明确拟水狼蛛对食物中镉的吸收和排泄及生物学响应,采用原子吸收光谱法检测了连续3代拟水狼蛛对食物中Cd²⁺的吸收和排泄情况,并测定了Cd²⁺对其生长发育、繁殖力和耐饥力的影响。结果表明:食物中过量的Cd²⁺能够通过食物链进行传递并在拟水狼蛛体内积累,积累量随拟水狼蛛代数的增加而增加,第2代和第3代拟水狼蛛体内Cd²⁺积累量浓度显著高于第1代中Cd²⁺积累量,第2代和第3代间差异不显著,积累量与消耗的黑腹果蝇数量极显著正相关,P<0.01;与消耗食物中Cd含量显著正相关,P<0.05。连续3代拟水狼蛛分别吸收了食物中65.4%、68.5%和69.1%的Cd,生物营养级放大因子分别为1.71、2.12和2.17。连续3代拟水狼蛛Cd排泄量极低。Cd处理能显著改变拟水狼蛛背胸甲宽、幼蛛存活率、生长历期和繁殖力。随拟水狼蛛受胁迫代数的增加,幼蛛存活率显著减少,生长历期显著延长。卵袋重量显著减轻,卵数目显著减少,卵体积显著升高。Cd处理还能显著降低拟水狼耐饥力。研究结果可为进一步研究环境中Cd沿土壤-昆虫-天敌传递、放大和生理耐受提供更为充分的理论依据。     

CrylAb蛋白在拟环纹豹蛛体内的富集及对其体内酶活性的影响

用Cry1Ab蛋白处理的果蝇喂养拟环纹豹蛛Pardosa pseudoannulata,在第1d、3d、5d、7d、9d、11d用酶联免疫(ELISA)检测技术测定实验组和对照组拟环纹豹蛛体内Cry1Ab蛋白含量,运用紫外分光光度法检测拟环纹豹蛛体内超氧化物歧化酶( SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、乙酰胆碱酯酶(AChE)的活性,探讨拟环纹豹蛛体内Cry1Ab蛋白的富集作用与其体内3种酶活性的关系.结果表明,从第1d至第7 d Cry1Ab蛋白在拟环纹豹蛛体内均具富集作用(p＜0 05),到第7d的时候达到最高值,达极显著差异(p＜0.01),然后逐渐降低,但仍显著高于对照(p＜0.05).SOD酶活性总体趋势是降低的,在第7d达到最低;用Cry1Ab蛋白处理拟环纹豹蛛后其体内的AChE和GSH-Px酶活性随饲养时间的延长而增加,并均高于对照组(p＜0.05).该研究证明Cry1Ab蛋白在拟环纹豹蛛体内具有富集效应,并且其体内Cry1Ab蛋白对其体内GSH-Px、AChE具有一定诱导作用,对SOD酶具有一定程度的抑制作用.     

梨形环棱螺五种酶分子与大运河底泥重金属含量相关分析

运用样点笼内放养法,研究了京杭大运河不同污染程度环境对梨形环棱螺内脏团中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)和胆碱酯酶(CHE)的影响,进行了酶活性与样点底泥重金属含量的相关分析.结果表明,梨形环棱螺组织抗氧化保护酶系统的SOD、CAT、GSH-PX和GST活性是指示污染的敏感指标,其监测结果与水化学评价结果基本一致.在10 d暴露中,SOD酶活性被激活,CAT、GSH-PX和GST酶活性在污染环境中被抑制,CHE活性变化比较复杂.酶活性变化与底泥重金属的含量相关性很大.     

Biochemical and RAPD Analysis of Hibiscus rosa sinensis Induced by Heavy Metals

The present study was designed to assess the effects of three different metals (cadmium, lead, and zinc) at the same concentrations on Hibiscus rosa sinensis during metal uptake. The effects of different metals at the same concentrations were assessed on biomass, root-shoot length, and biochemical parameters like chlorophyll and antioxidant enzymes like SOD and CAT to establish the tolerance potential and toxic effects on plants in different metals. The accumulation of metals by plants was found to be in the following order: Zn > mixed metals > Cd > Pb, where Zn was accumulated approximately 79.6% in plant tissues. Plants removed from Cd showed more enzyme activities than the other two metals. DNA stability was investigated by a Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) technique, which demonstrated that the samples in Cd and mixed metal showed similar trends, whereas samples in Zn and Pb showed similar band intensity to the control. Results suggested that Cd and/or heavy metal stress influences antioxidant status and also induces DNA changes during remediation. Therefore, these studies could be a useful biomarker assay for better treatment for metals’ remediation from soil by means of phytoremediation.     

沈阳市住宅区小区与街道灰尘重金属污染评价

城市住宅区是人类活动的重要场所,与居民的日常生活紧密相关。为了解沈阳市住宅区小区与街道灰尘中重金属污染的空间分布,采集了不同住宅区小区与街道的灰尘样品,分析了灰尘中重金属的含量,并使用富集因子和地累积指数评估了其污染程度。结果表明,沈阳市灰尘中重金属Cr、Cd、Cu、Pb和Zn的平均含量均超过辽宁省表层土壤元素背景值。单因素方差分析表明,街道灰尘中重金属Cu、Fe、Mn和Zn的空间分布具有显著性差异,而小区灰尘中重金属Cd、Cr、Fe、Mn和Pb在空间上具有显著性差异。重金属Cd、Zn和Pb的平均污染水平较高,其中小区内Cd和Zn的污染程度高于街道。沈阳市不同方位住宅区灰尘中重金属的污染水平介于轻度污染至中度污染之间。     

金属矿区芒草种群对重金属的积累及其与土壤特性的关系

通过分析大型综合金属矿区中经历不同污染强度与污染时间胁迫的芒草（Miscanthus sinensis）种群对4种主要重金属的积累状况,初步揭示芒草对这些重金属的积累特性与土壤重金属含量的关系。结果表明,1芒草根茎叶对4种重金属的的积累顺序为：根〉叶〉茎;2芒草对Cd、Pb的积累量与土壤中这两种重金属含量之间存在显著（P〈0．05）正相关关系;对Cu、Zn的积累量与土壤含量之间无显著相关,主要是因为土壤最高Cu与Zn含量已超过芒草对这两种元素积累所需的最大量,成为对芒草构成胁迫的主要因子。在该矿区的酸性条件下,芒草对Pb、Zn、Cu3种重金属的吸收率随pH值升高而升高,pH接近的样地,芒草的吸收率主要受土壤重金属含量的影响。结合各种群对四种重金属的积累状况判断,强度胁迫下的种群可能已发生耐性分化,从而产生较其它种群更强的耐重金属特性。总体上芒草是一种多重金属耐性植物,对这四种重金属的耐性顺序是：Cd〈Cu〈Zn-Pb。     

Comparative study on effects of four energy plants growth on chemical fractions of heavy metals and activity of soil enzymes in copper mine tailings

Four gramineous energy plants, Miscanthus sacchariflorus, M. floridulus, Phragmites australis, and Arundo donax were grown on copper tailings in the field for four years. Their phytoremediation potential was examined in terms of their effects on the fractions of heavy metals and soil enzyme activities. Results showed that plantation of these four gramineous plants has improved the proportion of organic material (OM)-binding fraction of heavy metals in copper tailings as a whole, and reduced the proportion of exchangeable and residual fractions. In particular, M. sacchariflorus growth improved significantly the proportion of the OM-binding fractions of Cu (1.73 times), Cd (1.71 times), Zn (1.18 times), and Pb (3.14 times) (P < 0.05) and reduced markedly the residual fractions of Cu (64.45%), Cd (82.38%), Zn (61.43%), and Pb (73.41%) (P < 0.05). Except for A. donax, the growth of other three energy plants improved the activity of phosphatase, urease and dehydrogenase in copper tailings to some extent. In particular, the activity of soil phosphatase and urease in planted tailings differed significantly from that of control (P < 0.05). The effect of M. sacchariflorus growth on soil enzyme was the highest, followed by P. australis, M. floridulus, and A. donax. The content of each heavy metal fraction in soil was correlated with soil enzyme activities, especially the content of OM-binding fraction, which correlated significantly with the activities of phosphatase, urease and dehydrogenase in soil. According to the effects of four gramineous plants growth on activity of soil enzymes and fractions of heavy metals, M. sacchariflorus had the optimal effects for phytoremediation. Therefore, M. sacchariflorus was a candidate plant with great potential for the revegetation of heavy metal tailings.     

道路边际土壤重金属分布格局的神经网络模拟——以现代黄河三角洲为例

在实地采样的基础上,应用MLP神经网络模型和GIS技术,对现代黄河三角洲3类不同道路两侧边际50m带状区域内的土壤重金属含量进行了逐栅格模拟.结果表明:东部和北部的自然保护区以及东北沿海地区道路边际土壤重金属含量较低,西南部人口密集区重金属含量较高.研究区道路边际土壤的Mn、Zn、Cr、Cu、Pb、Cd等重金属平均含量分别达到509.57、61.26、58.55 、32.40、26.07mg/kg和0.27mg/kg,Cd污染较为严重,其余金属含量均低于国家土壤环境质量I级标准.道路对其边际重金属的累积作用明显,但对环境尚未造成广泛和显著的危害.不同道路类型的土壤重金属含量高速公路RG>省道RS>县乡公路RX(除Pb外).在风向、土壤性质和地表植被覆盖等主要因素的影响下,道路边重金属含量在30m以内达到峰值,但因重金属扩散机理的差异,变化规律有所不同.     

新疆焉耆盆地辣椒地土壤重金属污染及生态风险预警

从新疆加工辣椒主产地(焉耆盆地)采集105个辣椒地典型土壤样品,测定其中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn等8种重金属元素的含量。采用污染负荷指数(Pollution load index,PLI)、潜在生态风险指数(Potential ecological risk index,RI)和生态风险预警指数(Ecological risk warning index,I_(ER))对辣椒地土壤重金属污染及生态风险进行评价。结果表明:(1)焉耆盆地辣椒地土壤Cd、Cr、Ni、Pb和Zn含量的平均值分别超出新疆灌耕土背景值的1.65、1.40、1.32、3.21、6.42倍。辣椒地土壤Pb和Zn呈现重度污染,Cd、Cr和Ni轻度污染,As、Mn和Cu无污染。(2)土壤PLI平均值为1.40,呈现轻度污染。各重金属元素单项生态风险指数从大到小依次为:Cd、Ni、As、Cu、Pb、Cr、Zn。土壤RI平均值为18.40,属于轻微生态风险态势,IER平均值为-4.78,属于无警态势;博湖县辣椒地污染水平、潜在生态风险程度与生态风险预警等级最高,焉耆县污染水平、潜在生态风险程度与生态风险预警等级最低。(3)辣椒地土壤As、Cd、Pb与Zn主要受到人类活动的影响,Cr、Cu、Mn和Ni主要受到土壤地球化学作用的控制。Cd是焉耆盆地辣椒地生态风险等级最高的重金属元素,研究区农业生产过程中要防范Cd的污染风险。     

Effects of Municipal Sewage Sludge Doses on the Chlorophyll Contents and Heavy Metal Concentration of Sugar Beet (Beta vulgaris var. saccharifera)

The present study was conducted to assess the suitability of sewage sludge amendment (SSA) in soil for Beta vulgaris var. saccharifera (sugar beet) by evaluating the heavy metal accumulation and physiological responses of plants grown at a 10%, 25%, and 50% sewage sludge amendment rate. The sewage sludge amendment was modified by the physicochemical properties of soil, thus increasing the availability of heavy metals in the soil and consequently increasing accumulation in plant parts. Cd, Pb, Ni, and Cu concentrations in roots were significantly higher in plants grown at 25% as compared to 50% SSA; however, Cr and Zn concentration was higher at 50% than 25% SSA. The concentrations of heavy metal showed a trend of Zn > Ni > Cu > Cr > Pb > Cd in roots and Zn > Cu > Ni > Cr > Pb > Cd in leaves. The only instance in which the chlorophyll content did not increase after the sewage sludge treatments was 50%. There were approximately 1.12-fold differences between the control and 50% sewage sludge application for chlorophyll content. The sewage sludge amendment led to a significant increase in Pb, Cr, Cd, Cu, Zn, and Ni concentrations of the soil. The heavy metal accumulation in the soil after the treatments did not exceed the limits for the land application of sewage sludge recommended by the US Environmental Protection Agency (US EPA). The increased concentration of heavy metals in the soil due to the sewage sludge amendment led to increases in heavy metal uptake and the leaf and root concentrations of Ni, Zn, Cd, Cu, Cr, Pb, and Zn in plants as compared to those grown on unamended soil. More accumulation occurred in roots and leaves than in shoots for most of the heavy metals. The concentrations of Cd, Cr, and Pb were more than the permissible limits of national standards in the edible portion of sugar beet grown on different sewage sludge amendment ratios. The study concludes that the sewage sludge amendment in the soil for growing sugar beet may not be a good option due to risk of contamination of Cr, Pb, and Cd.