重金属污染的缓与急

重金属是农业环境和农产品重要污染物质。随着工业化和现代农业的快速发展，我国的环境重金属污染事件频繁发生，如2009年环保部共接报12起重金属污染事件，引发32起群体性事件；以及集中在最近几年爆发的含镉毒大米事件。保守估计我国受重金属污染（主要是镉和砷）的耕地面积超过3亿亩，每年因此造成的粮食减产达1000万吨，重金属污染的粮食达1200万吨，合计农业损失至少在200亿元以上。此外重金属污染具有隐蔽性、滞后性等特点，其通过食物链传递并最终富集到人体内造成的慢性毒害几乎是在人们没有意识的情况下发生的，因此长期未能得到足够的重视。     

农业镉污染与防治

六十年代中期,日本神通川流域发生的骨痛病,引起了世界公众的关注。我国目前遭受镉污染的农田约20万亩,其污染范围之广,分布面积之大,以及生态系统和人群健康所遭受的危害,是其它重金属污染所不及的。因此,有不少专家认为,镉污染是当前比汞污染更为严重的公害之一。美国农业委员会把镉列为当前最重要的一种农业环境污染物。因此对镉的     

重金属污染对鸟类的影响

鸟类属于高等脊椎动物，是食物链中的高级消费者，由于生物富集作用，鸟类容易受到环境中污染物质的影响。鸟类羽毛和卵壳中的重金属浓度可以反映其所处环境中重金属的污染状况，因此可以用鸟类作为指示生物来监测环境中的重金属污染。对重金属污染的来源和特征进行了介绍，阐述了重金属污染对环境安全构成威胁的原因，分析了汞、铅、镉、砷、铜等几种重金属元素在鸟体内富集的特点及其对鸟类的危害。重金属污染物在不同生物体内的浓度存在差异，反映出它们通过食物链的生物富集和放大，对环境和鸟类的毒害作用有所增加。建议选择野生鹭类、麻雀和喜鹊等鸟类作为指示生物监测环境中的重金属污染。     

我国农业环境问题及其防治对策

从农业自然资源、生态环境破坏现状及环境污染3方面对我国农业环境问题现状进行了系统的总结,并对其产生原因进行了初步分析,在此基础上提出防治对策。总体上看,我国农业自然资源短缺且受污染严重;农业生态破坏较为严重;由化肥、农药和农膜等农业投入品造成的面源污染日趋严重;秸秆处置不当、畜禽养殖污染、农村生活污染控制不力造成的环境污染日益严重,乡镇企业及城镇污染向农村的转移又进一步使农业环境恶化。我国农业环境问题的产生很大程度上与部分农业政策的实施有关;此外,农业环境保护立法不完善、执法不力以及农村环境保护意识淡薄、环境管理体系不完善等也是其产生的主要原因。基于以上原因,提出解决农业环境问题的如下对策措施：开展农业政策战略环境评价;重视生态建设,推动资源高效利用,发展生态农业;合理控制农用化学品投入,实施种植业清洁生产;加强畜禽养殖污染控制监管;制定激励机制,减轻农业面源污染;建立健全农村环境污染监管机制;加强宣传教育,增强农民环境保护意识。     

农药与农业生态

1　农药在农业生产中的作用农药 ,主要是化学农药 ,在防治农作物病、虫、草害 ,保证农作物正常生长 ,提高单位面积产量上具有重要的作用。农业生产上若不使用农药 ,全世界因病、虫、草害造成的经济损失 ,估计每年达 80 0亿美元 ;我国由于防治农作物病、虫、草害 ,每年可挽回粮食损失 150～ 2 0 0亿 kg,挽回皮棉损失 2 .5～ 3.0万 kg。瓜、果、烟、茶等经济作物 ,因使用农药而获得的经济效益则更为显著。农业生产 ,特别是粮食生产 ,关系到当前全世界 50多亿人口的生活和工业原料的来源 ,与我国的 4个现代化建设息息相关。据预测 ,到 2 0 50年…     

砷和硫酸盐污染土壤的细菌多样性

硫酸广泛用于化工、轻工业、纺织、冶金、石化和制药工业,是基本的化工原料。生产硫酸的主要原料是黄铁矿,其过程中所排放的砷、氟化物和重金属对环境造成污染[1?3],对人的健康造成严重危害[4],因此治     

矿区道路两侧雪岭云杉叶片重金属富集效应

采矿及矿产品运输过程会对环境造成重金属污染进而对生物体产生危害。为定量描述艾维尔沟矿区道路两侧重金属污染程度、明确雪岭云杉叶片对重金属的吸收富集效应,通过采集雪岭云杉叶片和土壤样品,测试其铅(Pb)、锌(Zn)、镉(Cd)、砷(As)、铜(Cu)、铬(Cr)的含量,分析重金属的富集效应和空间分异特征。结果表明:(1)雪岭云杉叶片和土壤中各重金属含量差异显著(P0.05),叶片中Pb的含量显著高于其余重金属(P0.05),平均达86.28μg/g,土壤中Zn、Cu超过了国家土壤质量标准的一级限制值,而As比三级限制值大41%;(2)以背景区(板房沟林场)的土壤和雪岭云杉叶片重金属为评价标准,研究区雪岭云杉叶片重金属综合污染指数为2.05,属中度污染,其中As和Pb单项污染指数较高,达3.65和2.57。研究区土壤重金属综合污染指数为1.69,属轻度污染;(3)随距离增加,除土壤和叶片中Pb含量表现为负线性递减外,As和Cu均表现为先升高后降低,土壤中Cr、Zn逐渐升高,但叶片中Cr逐渐降低,Zn变化不大;(4)冗余分析(RDA)结果显示土壤中Cu、As、Pb与雪岭云杉死树胸径和树高呈正相关关系,而Cr、Zn与其呈负相关。采矿及运输已对土壤和雪岭云杉的生长造成影响,本文对天山雪岭云杉森林的生态修复与保育具有一定的借鉴作用。     

大蒜植物络合素合酶基因转化对酵母重金属抗性的提高

重金属污染是全球面临的亟待解决的生态问题。利用植物对重金属的富集作用来清除环境重金属污染即植物修复已成为重要的环境生物技术之一。这一技术的长远发展有赖于在重金属富集或耐受中起关键作用的基因的克隆和应用。植物络合素是植物体内一类重要的对重金属起螯合作用的多肽, 其合成受植物络合素合酶的催化。该文取得了如下研究结果:1)通过原子吸收测定表明,在大蒜(Allium sativum)的根部可以积累3 000 mg·kg^-1的重金属镉;2)将克隆的大蒜植物络合素合酶基因(AsPCS)置于酵母表达启动子之下,构建酵母表达载体,并将其分别转入了因CUP1和acr3基因缺失而对重金属镉和砷敏感的酵母突变体菌株后,发现来自大蒜的AsPCS基因的表达使酵母CUP1缺失菌株对镉的耐受性提高了4倍, acr3缺失菌株对砷的耐受性提高了两倍;3)表达AsPCS基因酵母的生长模式证实了AsPCS基因的表达是酵母对重金属耐受性提高的原因。这些结果暗示, 大蒜植物络合素合酶基因在大蒜对重金属的抗性及大蒜根部对镉的积累中起关键作用,可作为重要的基因元件应用到修复污染的植物基因工程中。     

单一与复合污染条件下两种敏感性植物对Cd、Zn、Pb的吸收效应

为了进一步研究镉、锌、铅 3种重金属元素间的相互作用以及对植物吸收重金属能力的影响 ,在模拟单一重金属污染试验研究的基础上 ,采用正交回归设计方案 ,研究了 Cd、Zn、Pb复合污染情况下紫花苜蓿和披碱草两种敏感性植物对 3种重金属的吸收效应。结果表明 ,在单一污染条件下 ,镉元素对紫花苜蓿生长的影响大于锌、铅 ,铅元素对披碱草生长的影响大于锌、镉 ;紫花苜蓿对于镉的吸收累积显著高于披碱草 ,植物内镉元素浓度最高达到 1 0 88.5 mg/kg,而披碱草对于铅元素的吸收则高于紫花苜蓿 ,植物内铅元素浓度最高达到 1 3 4 5 .5 mg/kg。在复合污染条件下 ,两种植物对铅、锌和铅、镉的吸收在不同浓度范围内分别存在存在着协同效应和拮抗效应 ;同时两种植物对锌、镉元素在实验涉及浓度范围内都存在着拮抗效应。这对于深入研究复合污染条件下重金属的土壤环境化学行为 ,对植物的综合毒性以及不同植物对重金属的吸收累积效应等 ,具有一定的参考意义     

铅、镉、铬单一和复合污染对青菜种子萌发的生物学效应

重金属污染是当今世界上倍受重视的一类公害。重金属以汞毒性最大 ,镉次之 ,铅、铬、砷也有相当毒性 ,有人称之为“五毒”。冶炼和采矿是向环境中释放重金属的最重要的污染源。此外 ,不少工业部门也通过三废向环境中排放重金属。农作物受到重金属污染后 ,不仅严重影响其产量和质量 ,更为严重的是重金属经食物链进入人体 ,在人体内富集 ,危害人类健康。近几年 ,国外利用陆生植物进行毒性试验已有所增加 ,其中包括植物种子发芽毒性试验[1] 。植物种子发芽毒性试验较其它毒性试验方法有两大优点 :一是方法简单 ,持续时间短 ;二是这种方法对毒物…     

植物防御素调控水稻镉积累的新机制

镉是我国农产品的主要重金属污染物之一。随着我国土壤重金属污染问题日益突出, 包括稻米在内的农产品重金属超标时常发生。如何防控重金属在作物可食部位的积累, 在保证农产品安全的同时将农田重金属进行移除修复, 已成为我国农业生产急需解决的问题。最近, 中科院上海生命科学院植物生理生态所龚继明研究组和中国水稻所钱前研究组克隆到1个特异调控镉在水稻(Oryza sativa)叶片中积累的主效QTL基因CAL1。CAL1编码1个植物防御素类似蛋白, 通过与镉进行螯合, 将镉从维管束木质部薄壁细胞中分泌出来, 进入木质部参与长距离转运, 从而定向调控镉在水稻叶片等营养器官的积累而不影响籽粒镉的积累。该研究加深了人们对重金属镉在植物体内的转运和再分配机理的认识, 同时也为培育秸秆镉高积累而籽粒镉含量达标的“修复型”水稻品种提供有价值的新基因。研究成果具有重要的理论意义和应用价值。     

合成生物学改造微生物及生物被膜用于重金属污染检测与修复

随着工业化进程不断加快,重金属污染日益加剧,尤其是水体的重金属污染,已严重威胁人类健康,迫切需要进行有效的污染修复。相比传统物理和化学修复,生物修复具有绿色环保和可持续性的特点。因为微生物生长繁殖迅速、生物被膜具有动态可调节和环境适应性好等特点,使其能更好耐受胁迫环境,在环境修复中有重要作用。合成生物学改造微生物及生物被膜用于环境污染生物修复近年兴起,成为未来重要的发展方向。主要概述了重金属污染的微生物修复机理和方法,结合可编程微生物被膜的最新研究成果,重点介绍了合成生物学改造微生物及生物被膜的分类与功能应用,以及在重金属铅、汞和镉等污染修复中的研究进展,讨论了重金属污染生物修复的发展方向。     

土壤Hg污染及修复技术研究

早在 2 0世纪 6 0年代初期 ,日本查明了“水俣病”[1] 是由甲基Ｈｇ污染造成的 ,引起世界范围内人们对Ｈｇ污染危害的重视 ,使其研究日益增多。Ｈｇ通过不同途径进入土壤环境 ,土壤中的Ｈｇ经过复杂的物理、化学反应 ,大部分以各种形态滞留在土壤中 ,同时Ｈｇ在作物可食部分积累并进入食物链循环 ,对人体健康构成威胁。我国被Ｈｇ污染的耕地面积有 3.2× 10 4 ｈａ ,每年产生污染环境的Ｈｇ达 1.9× 10 8ｋｇ[2 ] 。土壤一旦遭受Ｈｇ污染 ,对人类健康构成潜在的危害 ,因此土壤Ｈｇ污染的治理及生物修复技术研究应运而生。重金属污染治理的传…     

重金属污染土壤中微生物的多样性

<正>土壤重金属污染是指人类活动将重金属混入到土壤中,致使土壤中重金属含量明显高于原有含量,并造成生态环境质量恶化的现象[1]。污染土壤的重金属主要包括汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性显著的元素,以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素。除了来自农药、废水、污泥和     

乳酸菌对重金属吸附作用的研究进展

重金属污染是人们关注的食品安全问题热点之一,使用食品安全级乳酸菌吸附重金属成为了新的研究方向。本文在分析环境和食品中汞、镉、铅污染的来源及对人类危害的基础上,对微生物与重金属的相互作用进行介绍,重点归纳了乳酸菌作为重金属吸附剂的潜能,以及吸附重金属的作用机制和研究现状,为研发高效吸附重金属的乳酸菌吸附剂提供了可行性的思路。     

功能糖在畜牧健康养殖中的应用

我国是畜牧业生产大国．生产量占世界总产量的25％,2008年我国全年肉类总产量7269万吨．牛奶3651万吨,禽蛋2638万吨．水产品4895万吨。全面畜牧业产值占农业总产值的1／3,一些地区高达50％。20世纪50年代发现在饲料中添加抗生素具有防病促生长效果以来,抗生素被广泛应用于畜牧业生产。但抗生素的长期使用．带来了严重的后果,如药物残留、耐药性和畜产品品质下降等,不仅对环境造成严重影响,     

磷酸盐修复重金属污染土壤的研究进展

从研究方法、反应机理以及风险评价等方面综述了磷酸盐修复重金属污染土壤的研究进展,分析和讨论了其中存在的问题和不足,提出了今后加强研究的重点。目前磷酸盐修复重金属污染土壤时,使用的主要研究方法有化学形态提取法、化学平衡形态模型法和光谱及显微镜技术,各个方法都有其优缺点,应该结合使用并探索新方法。磷酸盐稳定重金属的作用机理主要有3个:磷酸盐诱导重金属吸附、磷酸盐和重金属生成沉淀或矿物和磷酸盐表面吸附重金属,但磷酸盐与重金属反应的机理十分复杂,人们尚不完全清楚,因此难以有效区分和评价诱导吸附机理和沉淀机理或其它固定机理,相应地对磷酸盐修复重金属的长期稳定性难以预测。磷酸盐修复重金属污染土壤时由于其较高的施用量可能会造成磷的积聚从而引发一些环境风险,如磷淋失造成水体富营养化,营养失衡造成作物必需的中量和微量元素缺乏以及土壤酸化等。所以应该谨慎选择磷肥种类和用量,最好是水溶性磷肥和难溶性磷肥配合、磷肥与石灰物质等配合施用。今后应着重研究磷酸盐与重金属相互作用的机理区分和评价;关注磷酸盐修复重金属污染土壤时存在的潜在风险,特别是加强植物长期不断吸收磷或其它环境条件变化致使土壤磷素持续减少过程中稳定的重金属溶解性和移动性的研究,磷酸盐修复重金属污染土壤的长期田间实践等。     

长江流域沉积物和土壤重金属分布规律研究进展

长江流域是一个贯通串联起我国西部、中部、东部的辽阔地域。在全球变化的大背景下,该地区工业化、城市化进程不断加快,由此引发的重金属污染问题愈来愈被人们所重视。本文分析了目前长江流域沉积物和土壤重金属污染的现状,以及长江流域沉积物和土壤重金属整体分布规律、分布特征以及污染来源,讨论了重金属的迁移规律、存在形态以及全球变化可能会对长江流域重金属分布造成的影响。在此基础上,提出目前长江流域沉积物和土壤重金属研究的不足,并对未来需要开展的研究工作进行展望。     

木本植物对大气重金属污染物耐性的研究

本文在污染现场调查研究、试验研究和单一毒物接触试验的大量数据基础上,论述了木本植物对大气重金属污染物一一铅、镉、铜、锌的耐性。查明了大气重金属污染物引起叶片可见伤害症状需要很高的剂量。糖槭以2000ppm硝酸铅溶液浸泡涂抹枝叶,三天后出现轻度可见伤害症状,叶中铅积累量高达802ppm。旱柳以500ppm氯化镉溶液浸泡涂抹枝叶,叶中积累量达66ppm,十天内未出现可见症状。大气重金属污染物——铅、镉、铜、锌对叶片造成的急性伤害症状是相似的,而与土壤中相同污染物引起的急性伤害具有差别。木本植物对大气重金属污染物的耐性很强,在以大气重金属污染为主的复合污染现场,一些幼龄树木的叶片吸铅量达500—800ppm,超过背景浓度的120倍;吸镉量10—18ppm,超过背景浓度的139倍,吸铜量100—239ppm,超过背景浓度的5—12倍,吸锌量500—700ppm,超过背景浓度的9—20倍只出现较轻的受害症状。在相对清洁区,对幼树叶片进行单一毒物接触试验,一些主要绿化树木的叶片吸铅量达200—600ppm,吸镉量20—60ppm并不出现可见症状。木本植物对大气重金属污染物具有较强的耐性,因而为生物防治大气重金属污染开辟了广阔的前景。     

农业非点源污染控制中的最佳管理措施及其发展趋势

农业非点源污染是最主要的一类非点源污染,容易造成水体的富营养化,降低环境的质量,已经成为构成目前水质环境恶化的一大威胁。农业非点源污染具有随机性、广泛性等特点,因此对农业非点源污染的控制相对比较困难。最佳管理措施通过工程措施、耕种措施和管理措施共同作用控制农业非点源污染,可以取得良好的经济效益、社会效益和环境效益。其中工程措施有梯田与山边沟,草沟与植被过滤带、人工湿地、节水灌溉系统等,耕种措施有保护性耕作、等高线种植、合理轮作等,管理措施包括有害生物综合治理、综合肥力管理、农田灌溉制度等。最后,本文还对最佳管理措施的发展趋势作了展望。