强还原过程对设施菜地土壤重金属形态转化的影响

设施菜地由于污水灌溉、粪肥施用等导致重金属污染.本文通过土柱淹水同时添加玉米秸秆培养和后期通水淋洗,研究强还原法对设施土壤重金属(Cd、Cu、Pb和Zn)形态转化的影响.结果表明: 强还原处理使土壤pH显著降低,玉米秸秆处理变化更显著;土壤氧化还原电位(Eh)迅速下降至-280 mV左右.玉米秸秆处理可以促进土壤中Cd、Cu、Pb和Zn活化,第9天土壤中有机物及硫化物结合态和残渣态Cd、Cu、Pb和Zn含量比重下降;至15 d培养结束,土壤中4种重金属含量较对照分别减少18.1%、19.0%、16.1%和15.7%.玉米秸秆处理可以增加土壤中Cd和Zn的溶出量,但是Cu的溶出量减少;胶体结合态Cd和Pb含量较对照增加、Cu较对照显著减少、Zn没有显著变化.强还原可以引起设施土壤重金属活化,提高蔬菜积累重金属的风险,而且其随土壤水分的运移可能导致水体的污染.     

渗滤液溶解性有机物对土壤Cd、Pb有效性的影响

在Cd、Pb污染土壤中,通过生物盆栽试验,研究了2种不同填埋年龄的垃圾渗滤液溶解性有机物(DOM)对黑麦草生长的影响及其对重金属Cd、Pb吸收的影响.鲜样、水阁样分别为填埋年龄0和12年的垃圾渗滤液.结果表明,垃圾渗滤液DOM施入土壤,残留在土壤中的DOM平均浓度为对照的1.39倍(鲜样)和1.47倍(水阁样).2种垃圾渗滤液DOM处理的土壤水溶态Cd、Pb和交换态Cd、Pb均在前期呈波动变化,到后期则上升.在Cd污染土壤中,鲜样和水阁样垃圾渗滤液DOM处理土壤水溶态Cd、交换态Cd分别高出对照37.44%、4.81%,48.97%、14.94%;在Pb污染土壤中,鲜样和水阁样垃圾渗滤液DOM处理土壤水溶态Pb、交换态Pb分别高出对照8.56%、7.22%,18.99%、11.47%.鲜样和水阁样垃圾渗滤液DOM处理黑麦草总Cd浓度分别高于对照19.59%和104.4%,总Pb浓度分别高36.03%和44.66%;但两处理的黑麦草总生物量下降14.03%～52.24%.因此,垃圾渗滤液DOM进入污染土壤后,有利于土壤重金属生物有效性的提高和植物体内重金属的累积,却抑制植物的生长, 尤以填埋年龄长的垃圾渗滤液DOM影响更大.     

苹果酸和草酸对两种植物吸收土壤中Cd、Zn 的影响

向受Cd、Zn 复合污染土壤中添加5.51、11.0、16.5 mmol·kg^–1(干土)苹果酸和草酸, 研究天然小分子有机酸对土壤Cd、Zn 的形态转化及小飞扬草(Euphorbia thymifolia L.)和三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)积累Cd、Zn 的影响。结果显示: 添加苹果酸、草酸处理, 土壤中酸提取态Cd、Zn 含量比对照分别增加0.13%-1.30%、4.25%-13.4%, 有机酸对土壤中Cd 和Zn 有一定的活化作用。苹果酸和草酸促进小飞扬草和三叶鬼针草对目标重金属的积累、强化效果: 苹果酸≈草酸。添加11.0 mmol·kg^–1 苹果酸处理使小飞扬草对Cd+Zn 的总积累量达63.9 mg·kg^–1, 添加11.0 mmol·kg^–1 草酸处理使三叶鬼针草对Cd+Zn 的总积累量达128mg·kg^–1。有机酸促进三叶鬼针草向地上部转运Cd 和Zn, 促进小飞扬草向地上部转运Cd, 仅添加11.0 mmol·kg^–1 苹果酸、草酸和添加16.5 mmol·kg^–1 草酸处理促进小飞扬草向地上部转运Zn。有机酸处理下, 小飞扬草和三叶鬼针草地上部Cd 含量与地上部Zn 含量显著正相关, 相关系数分别为0.533 和0.813。添加一定浓度的有机酸可以活化土壤重金属, 促进植物地上部对Cd、Zn 的富集, 提高植物对重金属的积累, 加快重金属污染土壤的修复。     

微生物对植物修复重金属污染土壤的促进效果

以印度芥菜作为超富集植物,通过盆栽试验研究了巨大芽胞杆菌和胶质芽胞杆菌的混合微生物制剂、黑曲霉30177发酵液对植物修复Cd、Pb、Zn污染土壤的作用.结果表明：巨大芽胞杆菌和胶质芽胞杆菌的混合微生物制剂不仅可以促进超富集植物的生长,增强超富集植物对土壤Cd、Pb、Zn的吸收,而且大幅度提高了植物的修复效率,在添加外源可溶性Cd、Pb、Zn的污染土壤上,可分别使印度芥菜提取量(以植物干质量计)提高1.18、1.54和0.85倍,在添加底泥Cd、Pb、Zn污染的土壤上,可分别使印度芥菜提取量提高4.00、0.64和0.65倍,在底泥污染的土壤上的促进效果明显强于外源添加污染的土壤.黑曲霉30177发酵液能显著促进印度芥菜对土壤Cd、Pb、Zn的吸收,在添加外源可溶性Cd、Pb、Zn的污染土壤上,印度芥菜地上部Cd、Pb、Zn的吸收量分别比对照提高了88.82%、129.04%和16.80%;在添加底泥Cd、Pb、Zn污染的土壤上,可分别比对照提高78.95%、113.63%和33.85%;但它可导致印度芥菜生物量的大幅度降低,起不到提高植物修复提取量的效果.经反相高效液相色谱初步分析发现,胶质芽胞杆菌、巨大芽胞杆菌发酵液中含有草酸、柠檬酸等有机酸,有机酸对重金属有一定的溶解作用,从而提高了重金属的生物有效性.     

贵州省某土法炼锌点土壤重金属污染现状

对贵州省赫章县新官寨土法炼锌点的土壤重金属含量及空间分布进行了研究,以了解土法炼锌活动停止以后土壤重金属的污染状况.结果表明,当地农业土壤重金属的平均含量分别为Pb 337、Zn 648、Cd 9.0、Hg 0.44、Cu 121和As 17 mg·kg-1,分别是贵州省农业土壤背景值的7.5、7.9、26.4、2.2、4.7和0.8倍.单项污染指数显示,土壤Cd的污染最重,依次为Zn、Pb、As、Hg和Cu.综合污染指数揭示,该土法炼锌点4 km范围内的表层农业土壤严重污染.土壤中的污染物主要累积于表层30 am内,30 cm以下浓度较低.土壤Zn和Cd具有较高的活性和迁移性,峰值已向下迁移15～20 cm.     

大气CO2浓度升高对稻季土壤中麦秸降解及氮素分趋的影响

利用中国唯一的稻麦轮作FACE(free-air carbon dioxide enrichment,开放式空气CO2浓度增高)试验平台,研究大气CO2浓度升高对稻季土壤中小麦秸秆降解速率及其氮素分趋的影响.试验设置Ambient(目前空气对照)和FACE(Ambient+200 μmol·mol-1)两个CO2浓度以及低氮处理(LN,150 kg·hm-2)和高氮处理(HN,250 kg·hm-2)两个氮肥水平,在稻季之初按标记麦秸/土壤重量比0.3%添加15N标记小麦秸秆,根据水稻生长时期依次采样测定秸秆降解速率,并通过分析土壤全氮、植株全氮及其15N丰度来观察已降解秸秆的氮素分趋情况.结果发现,大气CO2浓度升高对高氮处理土壤中小麦秸秆降解速率没有显著影响,但显著促进了低氮处理土壤中小麦秸秆的降解(p < 0.05),使其提高到与高氮处理土壤相当水平;大气CO2浓度升高显著增加了已降解秸秆中氮素的流失,在高氮处理土壤中尤为严重,而对植物吸收已降解秸秆中的氮素没有显著影响.结果表明,大气CO2浓度升高在土壤氮素相对不足时会加速土壤中小麦秸秆的降解,而在土壤氮素相对充足时又会加大降解秸秆中氮素的流失.     

有机物料对污染土壤上水稻生长和重金属吸收的影响

采用盆栽试验,研究了施用有机碳源、菜籽饼和猪粪对污染土壤上水稻生长和重金属吸收特性的影响.结果表明： 施用菜籽饼和猪粪均能缓解重金属对水稻的毒害作用,促进水稻生长,显著增加地上部生物量和籽粒产量,降低糙米中重金属浓度;而有机碳源抑制水稻生长.与施用化肥相比,施用菜籽饼和猪粪处理的水稻籽粒产量分别增加128.3%和67.9%;施用菜籽饼处理的糙米Cd、Cu和Zn浓度分别降低47.6%、35.2%和21.5%,施用猪粪处理分别降低9.5%、21.2%和9.3%.土壤中DTPA提取态重金属浓度与水稻地上部生物量和重金属积累总量呈显著负相关.     

蚯蚓和秸秆对铜污染土壤微生物类群和活性的影响

试验设置4个Cu浓度水平：0、100、200和400 mg·kg^-1 Cu²⁺,每个Cu浓度水平设置4个处理：对照(CK)、表施秸秆(M)、接种蚯蚓(E)、同时加入蚯蚓和秸秆(ME),研究了在Cu污染土壤中加入蚯蚓和秸秆对土壤微生物数量及活性的影响.结果表明：Cu污染、秸秆和蚯蚓均明显影响土壤微生物类群; Cu污染对细菌、放线菌具有抑制作用,而对真菌没有影响;秸秆显著提高了真菌数量;蚯蚓使土壤细菌、放线菌数量显著增加,而对真菌数量影响不大.Cu污染浓度＞200 mg·kg^-1处理对微生物量碳具有抑制作用;加入秸秆或蚯蚓,可显著提高土壤微生物量碳,而且同时加蚯蚓和秸秆处理土壤微生物量碳增加最显著.加入蚯蚓和秸秆后,土壤呼吸值显著增高.Cu<200 mg·kg^-1时,蚯蚓处理土壤呼吸值最大,平均比对照高3.06～5.58倍;Cu≥200mg·kg^-1时,蚯蚓、秸秆同时加入处理土壤呼吸值最高.4个处理土壤代谢商大小顺序为：ME>E>M>CK.蚯蚓和秸秆处理对土壤NH₄⁺-N没有影响,而对土壤NO₃^--N影响各异.接种蚯蚓,可显著提高土壤NO₃^--N含量;加入秸秆,可显著降低土壤NO₃^--N含量;同时加入蚯蚓和秸秆处理NO₃^--N含量最低.相关分析表明,土壤有效态Cu(DTPA-Cu)与土壤放线菌、细菌呈显著负相关,而与土壤呼吸、土壤NO₃^--N、NH₄⁺-N含量呈显著正相关.引入秸秆和蚯蚓,可在一定程度上减缓Cu污染对微生物数量和活性的影响.     

三七对土壤中镉、铬、铜、铅的累积特征及健康风险评价

我国传统珍贵草本药用植物三七Panax notoginseng(Burk.)F.H.Chen重金属污染问题已引起广泛关注,但相关研究却非常有限。调查了三七种植区土壤重金属污染状况,揭示了三七对土壤中重金属的吸收转运规律及其健康风险。结果表明,三七种植区土壤镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)的超标率分别为75%、38%、50%,污染程度分布表现为丘北县文山县砚山县马关县;种植区三七存在较为严重的Cd、Cr、铅(Pb)污染,其不同部位的超标率范围分别为81%—100%、75%—100%、25%—63%;三七具有较强的Cd富集能力及Cd、Cu转运能力;三七不同部位Pb、Cd、Cr、Cu对人体的摄入风险贡献依次为13.46%—46.40%、8.67%—24.67%、1.90%—14.40%、0.38%—0.79%,其中主根中Cd、Cr、Cu对人体的健康风险与土壤中相应的重金属浓度呈线性正相关。研究可为解决三七种植区,乃至其他中草药种植区的重金属污染问题提供重要的科学依据。     

贵阳花溪区石灰土林地土壤重金属含量特征及其污染评价

选取贵阳市花溪区典型石灰土林地土壤作为研究对象,分析了林地石灰岩和土壤中7种重金属(Cu、Zn、Mn、Cd、Ni、Pb、Co)的含量特征,以贵州省土壤背景值和全国石灰(岩)土类背景值为评价标准进行林地土壤重金属污染评价和潜在生态风险评价.结果表明:林地石灰岩以Pb的平均含量(40.21mg·kg-1)最高,Zn的(5.78 mg·kg-1)最低,7种重金属平均含量高低顺序为:Pb＞Ni＞Mn＞Co＞Cu＞Cd＞Zn;林地土壤中以Mn的平均含量(451.16 mg·kg-1以上)最高,Cd的(2.87mg·kg-1以下)最低,7种重金属含量的变异系数在8.57%～63.10%之间,Zn的平均含量明显低于贵州省土壤背景值和全国石灰(岩)土类背景值,Cu、Mn、Cd、Pb、Ni、Co的平均含量高于或接近于贵州省土壤背景值和全国石灰(岩)土类背景值.Cu、Zn、Mn、Ni、Co,Ni与Pb,Cd与Pb,Cd与Co来源相同的可能性较大,而Cd与Cu、Ni,Pb与Mn、Cu、Co的来源不同;石灰土偏碱性,富含Ca、Mg元素,有利于重金属Cd、Pb的累积.单因子污染指数和多因子综合指数(内梅罗指数法)与Hakanson潜在生态危害指数的评价结果一致,林地土壤重金属综合污染指数在3.67以上,达到重污染程度,以Cd的污染指数(4.94以上)最高,污染程度最为严重,其次是Pb(1.82以上),Zn、Mn污染程度最低,林地土壤重金属潜在生态危害指数(RI)为173.75以上,为中度生态危害程度,产生最大生态危害的是Cd,其次是Pb、Ni、Co、Cu,危害程度最小的是Mn、Zn,在相同的成土母岩和人为活动影响下,无林地土壤重金属的综合污染指数和潜在生态危害指数均明显高于有林地.     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Determination of stoichiometry of radioiodination of proteins

A sensitive method for the detection of small quantities of hydrophobic antioxidant free radical scavengers such as butylatedhydroxytoluene (BHT) and butylatedhydroxyanisole (BHA) in aqueous samples is described. The procedure involves extraction of the hydrophobic free radical scavenger into an organic solvent phase, followed by the subsequent reaction of an aliquot of this extract with the stable cation radical tris(p-bromophenyl)amminium hexachloroantimonate (TBACA). In experiments with BHT and BHA, the loss of TBACA absorbance at 730 nm was found to be linearly proportional to the amount of antioxidant added, with quantities of BHT as small as 200 pmol being easily detectable. In aqueous suspensions of dimyristoylphosphatidylcholine vesicles, assays of the aqueous BHT concentration showed that BHT partitioned strongly into the membrane phase, achieving very high BHT/phospholipid ratios. For a given concentration of BHT, partitioning into the membrane phase was greater in large, multilamellar liposomes than in either small, single-walled vesicles or in purified rat brain synaptic vesicle membranes. Direct assay of BHT and BHA in phospholipid membranes, however, was complicated by a nonspecific interaction between TBACA and the phospholipid.