石油污灌渠底泥生态毒性诊断研究

底泥样品采自沈阳东部石油污水灌渠的上、中、下游.进行了重金属Cu、Zn、Pb、Cd、矿物油含量分析和生态毒性试验.结果表明,所有底泥均有污染物积累.矿物油含量为408～118 300 mg·kg^-1,Cu为17.83～78.53 mg·kg^-1,Zn为35.76～155.16 mg·kg^-1,Pb为8.50～31.03 mg·kg^-1,Cd为0.1 mg·kg^-1～1.0mg·kg^-1.底泥对高等植物有不同程度的生长抑制或刺激效应,对蚯蚓有急性致死及慢性亚致死效应.种子发芽根伸长抑制率为-29.81%～93.8%,蚯蚓14d死亡率最大值为100%.蚯蚓14d和28d体重增长抑制率分别为-36.6%～6.08%和-40.4%～6.1%.研究表明,长期石油污水灌溉导致河道底泥中污染物的积累和较强生态毒性.     

恩诺沙星和铜复合污染对蚯蚓消化酶活性的影响

从农田土壤畜禽粪源污染的实际出发,以典型兽药抗生素恩诺沙星(ENR)和饲料添加剂铜(Cu)为污染物,研究了两污染物单一/复合暴露对蚯蚓的毒性效应.结果表明: 单一污染暴露下,恩诺沙星(0.1～4 mg·kg^-1,28 d)对蚯蚓蛋白酶未产生显著影响,对纤维素酶和碱性磷酸酶产生了抑制作用,而对酸性磷酸酶产生了诱导效应;铜(20～200 mg·kg^-1,28 d)对蚯蚓的蛋白酶、纤维素酶和磷酸酶活性总体均表现为抑制效应.复合污染暴露下,两污染物对蚯蚓消化酶的影响以抑制效应为主,且对纤维素酶和酸性磷酸酶的抑制表现出毒性增加的协同效应.消化酶随暴露时间的响应动态规律为: 调整性反应(3 d)-激烈反应(7 d)-反应平复(14 d)-慢性暴露(28 d).慢性暴露结果显示,含高剂量(200 mg·kg^-1 Cu或4 mg·kg^-1 ENR)污染物的复合组更具生态风险性.     

土壤重金属污染对蚯蚓的急性毒性效应研究

测定了草甸棕壤条件下 ,Cu、Zn、Pb、Cd单一 /复合污染对蚯蚓的急性致死及亚致死效应 .结果表明 ,Cu、Pb浓度与蚯蚓死亡率显著相关 (α=0 .0 5 ,RCu=0 .86 ,RPb=0 .87) ,Cu浓度与生长抑制率显著相关 (α=0 .0 5 ,RCu=0 .84) ,其他供试重金属浓度与蚯蚓死亡率和生长抑制率相关性不显著 .蚯蚓个体对重金属毒性的耐受程度差别较大 .其毒性阈值 (引起个体蚯蚓死亡浓度 )分别为 :Cu 30 0mg·kg-1,Zn 130 0mg·kg-1,Pb 170 0mg·kg-1,Cd 30 0mg·kg-1.LC50 分别为 :Cu 40 0～ 45 0mg·kg-1,Zn15 0 0～ 190 0mg·kg-1,Pb2 35 0～ 2 40 0mg·kg-1,Cd 90 0mg·kg-1.在Cu、Zn、Pb、Cd单一污染引起 >10 %蚯蚓死亡的浓度下 ,复合污染导致 10 0 %蚯蚓死亡 ,表明复合污染极强的协同效应 .     

蚯蚓活动对红壤磷素主要形态及有效磷含量的影响

通过盆钵生物试验和采用Hedley磷素分级方法研究了秉氏环毛蚓(Pheretima pingi)对红壤磷素主要形态和红壤有效磷含量的影晌.结果表明,在蚯蚓和有机物料(稻草、花生秸、油菜秸)的共同作用下,经过100d培养后土壤有效磷含量显著提高.统计分析结果表明,花生秸接种蚯蚓处理与不接种蚯蚓处理和油莱秸接种蚯蚓处理与不接种蚯蚓处理之间的土壤有效磷含量差异均达显著水平.采用Hedley磷素分级法测得的树脂磷由原土的痕量增加到10.5～17.8 mg·kg^-1,NaHCO₃溶解态磷由原土的14.5 mg·kg^-1增加到23.5～53.6 mg·kg^-1,微生物细胞磷由原土的1.0 mg·kg^-1增加到6.8～9.7 mg·kg^-1,土壤有机磷含量由原土的37.9 mg·kg^-1增加到50.7～59.3 mg·kg^-1,而土壤中活性最低的残留磷含量则有所降低.蚯蚓活动对红壤磷素具有较强的活化作用.     

铜尾矿区土壤与凤丹植株重金属富集研究

对安徽铜陵铜尾矿区凤丹种植地的土壤和凤丹中重金属污染状况进行了研究.结果表明,尾矿库区种植地极端贫瘠,有机质含量仅1.1～3.4g·kg^-1,而土壤Cu、Cd、Pb、Zn含量皆高于对照土壤,其中Cu含量达587.43～1176.44mg·kg^-1,Cd含量达3.08～5.16mg·kg^-1,约达国家土壤二级标准的10倍.凤丹各部位的Cu、Cd和Pb含量均超过了药用植物的限量标准,尤其是根皮部位Cu含量达31.50～64.00mg·kg^-1,Cd含量达0.98～1.45mg·kg^-1,超出标准1.6～3.6倍,表明种植地和凤丹都受到严重污染.凤丹不同部位中的Zn、Cd、Pb和Cu分别以茎、叶、叶和根皮中的含量最高.凤丹对Cd、Zn的富集比Cu和Pb高,但在根皮中的富集系数均较小.     

阿维菌素B1a对土壤微生物和蚯蚓的影响

研究了不同阿维菌素B_1a浓度对种土壤微生物生长和呼吸强度的影响及对土壤中蚯蚓的急性毒性.结果表明,土壤中阿维菌素B_1a浓度在83.3 mg·kg^-1以上时对种土壤细菌均表现出明显的抑制作用,但对土壤真菌不表现抑制作用.高浓度阿维菌素B_1a对土壤微生物的呼吸强度有抑制作用,并且在不同土壤其作用有差异.采用滤纸接触试验和人工土壤试验测定阿维菌素对蚯蚓的急性毒性(半数致死量,LD₅₀),接触毒性LD₅₀为.63μg·cm^-2,土壤法试验测定的LD₅₀在处理后第7 d和第1 d分别为2.13和17.06 mg·kg^-1.     

氯酸钾对花生生长的毒害效应

氯酸盐是一类毒性强的氧化剂,曾被作为非选择性除草剂和脱叶剂大量施用,近年来,氯酸钾作为产期调控剂也在龙眼(Dimocarpus longan)反季节生产中大量应用。然而,氯酸根离子强氧化性对生物体有明显的毒害效应,其残留及次生污染物对水体和土壤环境也存在较强的污染效应。龙眼园通常间种花生(Arachis hypogaea),该文实验研究了氯酸钾和氯化钠对花生生长的毒害效应。结果表明,当浸种溶液的KClO₃浓度高于50 mg·L^-1时,花生种子的发芽率和胚根长度大大降低,幼芽的电解质渗漏率和过氧化氢酶活性显著升高;当土壤中KClO₃浓度高于50 mg·kg^-1时,会使花生幼苗叶片质膜透性增大,而硝酸还原酶活性、叶绿素含量和根系活力显著降低,氯酸钾的毒害效应远远超过氯化钠的盐害效应,高于50 mg·kg^-1的KClO₃还能使花生荚果期植株的光合速率、蒸腾速率、叶绿素含量、根系活力、生物量合成和根瘤菌的数量显著降低。结论是,土壤中的KClO₃浓度高于50 mg·kg^-1时,即会显著影响花生植株的正常生长。     

PFOS对蚯蚓急性毒性和回避行为的影响

全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)作为一种新型持久性有机污染物,已经成为环境科学和毒理学的研究热点,其对生态环境的影响值得深入研究.本文采用OECD标准滤纸接触法、人工土壤法及自然土壤法研究了PFOS对蚯蚓急性致死作用及回避行为的影响.结果表明： PFOS对蚯蚓的急性毒性作用与染毒时间和染毒浓度相关,试验求得滤纸法48 h、人工土壤法14 d和自然土壤法14 d的LC₅₀值分别为13.64 μg·cm^-2、955.28 mg·kg^-1和542.08 mg·kg^-1;人工土壤和自然土壤中蚯蚓在PFOS的最大试验浓度组160 mg·kg^-1中均表现出显著的回避行为,表明蚯蚓可以明显感知较高浓度PFOS污染土壤并作出回避反应.与急性毒性试验的测试终点LC₅₀相比,蚯蚓行为测试终点对PFOS的反应更为敏感.自然土壤中PFOS对蚯蚓的急性毒性大于人工土壤,相同浓度PFOS作用下,蚯蚓于自然土壤中的回避行为较人工土壤明显.     

猪粪和土霉素对不同肥力土壤微生物数量及活性的影响

在不施肥和施用猪粪两种情况下,采用培养试验研究了不同浓度土霉素污染(0、0.1、1、10、100和1000 mg·kg^-1)对土壤细菌丰度、酶活性和NO₃-N浓度等的影响.试验培养温度为25 ℃,培养时间为30 d,取样分析时间分别为1、4和30 d.结果表明：在不施肥条件下,土霉素污染对土壤细菌数量及微生物活性的影响较小,土壤S₁、S₂和S₃细菌数量、呼吸强度、酶活性和NO₃-N浓度下降10%时土霉素的剂量（EC₁₀）分别为36～1000 mg·kg^-1、20～1000 mg·kg^-1和4～1000 mg·kg^-1;而在施用猪粪的情况下,对应的数值分别为2～656 mg·kg^-1、2～81 mg·kg^-1和1～42 mg·kg^-1.添加土霉素对土壤细菌及酶活性的影响随土壤肥力的提高而增大,且其对土壤细菌数量和呼吸强度的影响大于对酶活性和NO₃-N浓度的影响.土霉素污染对土壤微生物数量和活性的影响随时间变化而变化,一般在培养4 d时的影响最为明显.土霉素对土壤微生物的影响总体上表现为抑制作用.     

荒漠地区8种草本植物营养元素含量的比较分析

为深入了解荒漠植物营养元素计量特征,认识元素间的交互作用,揭示不同生长期、不同沙丘部位植物元素含量差异。以古尔班通古特沙漠8种优势草本植物（4种1年生植物,4种短命植物）为研究对象,采集不同生长期（旺盛期、枯萎期）、不同沙丘部位（坡上、腹地）的植株,测定全株植物的10种营养元素（C、N、P、K、Na、Mg、Al、Mn、Cu、Zn）。结果表明：（1）8种植物元素含量存在显著差异,体现了植物因遗传特性不同而对元素选择吸收的特点,含量为：C（230.19~401.82 mg·g^-1）、N（11.31~18.85 mg·g^-1）、P（0.95~2.08 mg·g^-1）、K（16.12~29.79 mg·g^-1）、Na（0.88~3.31 mg·g^-1）、Mg（3.38~5.31 mg·g^-1）、Al（0.33~1.99 mg·g^-1）、Mn（51.35~105.32 mg·kg^-1）、Cu（4.14~6.38 mg·kg^-1）、Zn（11.64~21.43 mg·kg^-1）。不同种的元素含量分布格局基本相似,大小排序为：C>N>K> Mg>Na>P>Al>Mn>Zn>Cu,典型特征为富K,贫Cu、Zn,属于N制约性植物,表明环境对各类植物元素含量的一致影响。（2）元素含量受物种、生长期和沙丘部位的影响显著。4种黎科植物（Chenopodiaceae）Na含量显著比4种短命植物高。与生长旺盛期相比,8种植物在枯萎期的C、N、P、Mg、Mn、Cu、Zn含量普遍降低,而Na、K含量有不同幅度的升高,并且碱蓬、沙蓬的K含量显著升高。受土壤水分和养分丰富程度的影响,沙丘腹地植物元素含量普遍比坡上同种植物高。（3）相关性分析表明：C与P,N与Na、Mg、Cu、Zn,K与P、Al,Na与Mg,Mn与Na、Mg、Cu,Zn与Cu之间具有极显著正相关关系（P≤0.001）,P与Cu,C与Cu、Zn,K与Mn、Cu、Zn之间具有极显著负相关关系（P≤0.001）。综上所述,荒漠植物元素含量的这些特征体现了其对干旱半干旱地区气候和土壤等生存环境的适应性。     

长期施用猪粪红壤稻田土壤Cu、Zn累积规律

为揭示长期施用猪粪红壤稻田土壤Cu、Zn累积规律,以设立于1981年的红壤稻田有机肥定位试验为载体,选取PM1(早稻施猪粪和紫云英)、PM2(早稻施紫云英+晚稻施猪粪)、GMS(早稻施紫云英+晚稻秸秆还田)和NPK(早稻施化肥)等处理为对象,分析了不同试验年限土壤全量和有效态Cu、Zn含量。结果表明:长期施用猪粪显著提高了土壤Cu、Zn含量;连续施用猪粪30 a后,土壤全量Cu、Zn含量分别增加了7.69—9.52 mg/kg和22.42—35.46 mg/kg;生物有效性显著增加,有效态Cu、Zn含量占全量Cu、Zn的比例分别由15%和5%增加到51%和27%。猪粪年度内的施用时间对土壤Cu的累积没有显著影响,早稻施用猪粪加剧了土壤Zn的累积。土壤铜、锌累积分为两个差异显著的阶段,1981—2002年为缓慢增长期,2002—2010年为快速增长期,这可能与2002年后施用的猪粪中Cu、Zn含量增高有关。以研究的结果推算,红壤稻田鲜猪粪施用量在9.5 t hm-2a-1以下,50 a内不会造成土壤Cu、Zn含量超标。     

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.     

好氧高温猪粪堆肥中重金属砷、铜、锌的形态变化及钝化剂的影响

采用连续提取法研究了猪粪好氧堆肥处理中重金属浓度和形态的变化以及添加不同比例的重金属钝化剂对其浓度和形态的影响.结果表明：经过堆肥处理后,猪粪中重金属As、Cu和Zn的总浓度均有所增加.从重金属结合形态的变化来看,可交换态As和Zn含量降低,残渣态As和Zn含量升高,表明As和Zn存在着向有效性相对较低的形态转化的趋势;重金属Cu则表现出不同的变化趋势,即可交换态与残渣态Cu含量下降,而碳酸盐结合态、铁锰结合态及有机结合态Cu含量有所增加,在今后的堆肥利用中应注意其可能带来的环境风险;3种重金属钝化剂及不同添加比例的处理中,5.0%的海泡石和2.5%的膨润土分别对重金属As、Zn表现出较好的钝化效果,堆肥后残渣态As和Zn的增幅分别达到79.8%和158.6%,均高于不加钝化剂处理.与对照相比,堆肥后7.5%的海泡石对残渣态Cu的降低幅度最小,为39.3%.猪粪堆肥中添加适量的重金属钝化剂,可以在一定程度上降低重金属的有效性以及猪粪堆肥利用中重金属污染的风险.     

Dehydrogenase activity in Lumbricus terrestris casts and surrounding soil affected by addition of different organic wastes and Zn

A laboratory experiment was conducted to determine the effects of different organic wastes such as wheat straw (WS), tea production waste (TEW), tobacco production waste (TOW), cow manure (CM) and hazelnut husk (HH) on dehydrogenase activity (DHA) in casts of earthworm Lumbricus terrestris and surrounding soil using 5% (dry weight) application rates associated with increasing doses of Zn (0, 50, 100, 250, 500 and 1000 microg g(-1)). Twenty one days after treatment of Zn and organic wastes, the DHA analyses were carried out on collected casts and soil samples. In general, all organic waste treatments influenced the DHA, the contents of organic C, N and available Zn in earthworm L. terrestris casts and the surrounding soil in comparison with the control. DHA in casts exceeded that in the surrounding soil without Zn additions. After Zn application of 50 microg Zn g(-1) in all organic waste treatments and the control, the DHA level in casts and surrounding soil increased significantly. It decreased by application rates of 100, 250, 500 and 1000 microg Zn g(-1) consecutively in all organic waste applications. The addition of wastes with low C/N ratio and high Zn content (TEW, TOW, CM) inhibited the DHA in both cast and surrounding soil.     

集约化养殖禽畜粪中主要化学物质调查

对广东省集约化养殖场61个禽畜粪样本进行调查的结果表明,鸡粪和猪粪的总N、P、K含量均明显高于传统养殖,鸡、猪和鸽粪的P/N比高于一般作物的P/N比;3种禽畜粪总盐分含量分别为49.0、20.6和60.3 g·kg^-1,盐分组成以K和Na的硫酸盐和氯化物为主;鸡粪Cu、Zn和As的平均含量分别为107.5、366.6和21.6 mg·kg^-1;猪粪分别为765.1、1128.0和89.3 mg·kg^-1;鸽粪分别为56.1、210.9和2.9 mg·kg^-1.这3种禽畜粪的Pb、Cd和Cr含量均很低,在未检出至12.0 mg·kg^-1之间.按不同肥料重金属限量标准,鸡粪和猪粪重金属超标以Cu、Zn和As为主,其中Zn的超标最为普遍.     

Earthworm effects without earthworms: inoculation of raw organic matter with worm-worked substrates alters microbial community functioning

Background

Earthworms are key organisms in organic matter decomposition because of the interactions they establish with soil microorganisms. They enhance decomposition rates through the joint action of direct effects (i.e. effects due to direct earthworm activity such as digestion, burrowing, etc) and indirect effects (i.e. effects derived from earthworm activities such as cast ageing). Here we test whether indirect earthworm effects affect microbial community functioning in the substrate, as when earthworms are present (i. e., direct effects).

Methodology/Principal Findings

To address these questions we inoculated fresh organic matter (pig manure) with worm-worked substrates (vermicompost) produced by three different earthworm species. Two doses of each vermicompost were used (2.5 and 10%). We hypothesized that the presence of worm-worked material in the fresh organic matter will result in an inoculum of different microorganisms and nutrients. This inoculum should interact with microbial communities in fresh organic matter, thus promoting modifications similar to those found when earthworms are present. Inoculation of worm-worked substrates provoked significant increases in microbial biomass and enzyme activities (β-glucosidase, cellulase, phosphatase and protease). These indirect effects were similar to, although lower than, those obtained in pig manure with earthworms (direct and indirect earthworm effects). In general, the effects were not dose-dependent, suggesting the existence of a threshold at which they were triggered.

Conclusion/Significance

Our data reveal that the relationships between earthworms and microorganisms are far from being understood, and suggest the existence of several positive feedbacks during earthworm activity as a result of the interactions between direct and indirect effects, since their combination produces stronger modifications to microbial biomass and enzyme activity.     

蚯蚓对不同厚度复垦土壤中重金属生物有效性的影响

煤矸石充填复垦土壤理化状态和重金属水平能显著影响后续生态利用.为查明蚯蚓对矸石上不同厚度覆土中重金属(Cr、Cu、Pb和Zn)总量和有效态的影响,采用土柱实验,将蚯蚓接种到矸石上覆土,设置10、20、30、50、70 cm五种覆土厚度,通过测定不同厚度覆土pH、有机质(OM)、总氮(TN)、总磷(TP)、总钾(TK)和...     

水溶性有机物对黑麦草吸收铜的影响

采用水培试验,研究蚓粪及蚯蚓培养载体牛粪中水溶性有机物(DOM)对不同Cu2+浓度下(0、5、10 mg·L-1)黑麦草吸收Cu2+的影响.结果表明:随着Cu2+浓度的增加,黑麦草地上部、根干质量,以及根系的长度、表面积、体积和根尖数均逐渐下降;DOM显著增加了Cu2+处理下黑麦草地上部及根系生物量,促进了其根系的长度、表面积、体积和根尖数的增长.DOM降低了黑麦草地下部Cu2+浓度,促进了Cu2+从地下部向地上部的运输,显著增加了地上部Cu2+积累量.蚓粪DOM对黑麦草的影响优于牛粪DOM,并且供试高浓度DOM效果优 于低浓度.     

GROWTH OF CYMBOPOGON CITRATUS AND VETIVERIA ZIZANIOIDES ON Cu MINE TAILINGS AMENDED WITH CHICKEN MANURE AND MANURE-SOIL MIXTURES: A POT SCALE STUDY

The Rakha Cu mines are located at East Singhbhum, Jharkhand, India and their activities ceased in 2001. The tailings (residue) were permanently stored in tailings ponds that require vegetation to reduce their impact on the environment. A pot scale study was conducted to evaluate the suitability of Cymbopogon citratus (DC.) Ex Nees and Vetiveria zizanioides (L.) Nash for the reclamation of Cu tailings and to evaluate the effects of chicken manure and soil-manure mixtures on the revegetation of such tailings. Application of manure and soil-manure mixtures resulted in significant increase in pH, EC, OC, CEC and nutritional status of Cu tailings. The environmentally available and DTPA extractable Cu and Ni concentration reduced in amended tailings, while Mn and Zn content increased significantly. Plants grown on amended tailings accumulated lesser Cu and Ni but higher Mn and Zn. Plant biomass increased proportionally to manure and soil-manure mixtures application rates. Lemon grass produced more biomass than vetiver grass in either of the amended tailings. From the pot experiment, it can be suggested that application of chicken manure @ 5% (w/w) and in combination with lemon grass, could be a viable option for reclamation (phytostabilization) of toxic tailings.