“质量工程”背景下的环境工程微生物学实验教学改革探索

传统的环境工程微生物学实验在教学内容方面多是一些操作性和验证性的实验,在教学手段上多采用灌输式被动教学,这些教学内容和教学方式极大的抑制了学生的自主创新能力。作者结合自己的教学改革实践,以培养学生的自主创新兴趣和能力为目标,对环境工程微生物学实验进行了一系列教学改革尝试,并取得了良好的结果。在总结教学改革实践的基础上,从优化实验教学内容和改进教学方法两个方面进行系统阐述。     

施硅对镉胁迫下水稻镉吸收和转运的调控效应

探讨镉(Cd)胁迫下,施硅处理对水稻镉积累的影响。以水稻"泰优390"为材料,通过营养液培养的方法,研究水稻在3种镉胁迫浓度(Cd1、Cd2、Cd3)下施用4种不同浓度硅(Si0、Si1、Si2、Si3)对水稻镉积累的影响。结果表明:施用硅浓度越高,水稻产量增加越大,对水稻各部位镉含量具有显著降低效果;施硅能显著降低水稻各部位转运系数,阻控镉向地上部转移,且对水稻伤流液中镉含量也能起到显著降低的作用;表明施硅能有效阻控水稻吸收镉,且施硅浓度越高效果越显著,但考虑成本因素,不同程度镉污染应该施用相应量的硅,以达到国家食品中污染物限量标准;施硅与镉胁迫对水稻农艺性状以及镉吸收和转运存在交互作用。本试验结果为科学管理和合理利用重金属污染土壤以及适量施用硅肥提供依据,对生产安全稻米有一定的指导意义。     

Cr6+和乙草胺对少根紫萍的毒性效应

采用水培实验方法,研究了重金属Cr6 和除草剂乙草胺对少根紫萍(Spirodela oligorrhiza L.)生长的单一毒性和联合毒性效应.结果表明,Cr6 和乙草胺对少根紫萍96 h生长抑制的IC50分别为15.4和6.95 mg* L-1,在质量浓度1∶ 1的情况下, Cr6 与乙草胺共存对少根紫萍96 h的IC50 为3.14 mg* L-1,二者为协同作用.随着Cr6 和乙草胺处理浓度的增加,少根紫萍叶绿素a浓度下降,复合污染对叶绿素a的影响明显大于单一污染,也表现为协同作用.另外,还对少根紫萍生长抑制实验进行了探讨,建议使用植物个体数和重复间的偏差作为衡量实验质量的指标.     

典型小流域农田土壤Cd形态分布及纳米羟基磷灰石阻控效果

沿浏阳铁山河流域采集6个土壤样品(S1～S6),分析其Cd含量及形态空间差异特征,并结合室内淹水模拟实验,研究淹水条件下纳米羟基磷灰石添加量对不同样品Cd有效性与形态转化的影响。结果表明,从流域上游到下游,土壤总镉含量分别为1.14、1.37、1.98、7.44、7.45、6. 99 mg·kg~(-1),有效态Cd所占百分比依次为51.75%、40.15%、39.39%、16.40%、28.86%、29.76%,总量与有效态Cd的空间差异均非常明显,而有效态Cd所占百分比与土壤p H呈显著负相关。淹水可降低土壤Cd的有效性,且随着淹水时间延长,土壤有效态Cd逐渐向残渣态转化。添加纳米羟基磷灰石可明显降低土壤有效Cd含量,且随着添加量增加,阻控效果越好。当添加量为5%时,阻控效果最佳;与对照相比,S1～S6有效Cd含量分别降低了77.97%、83.64%、82.05%、77.87%、74.88%、73.56%。研究结果可为矿区小流域农业安全生产的分区管理和重金属污染治理提供数据支持与科学参考。     

铅锌矿区土壤和植物重金属污染调查分析

对有色金属矿区土壤和植物重金属污染状况调查结果表明,由于遭受尾矿砂及矿毒水污染,矿区土壤极端贫瘠,土壤中Pb、Cd、Zn和Cu含量分别达764.74、4.10、372.75和95.57 mg.kg-1,重金属污染较为严重。在矿区周边有9种优势植物能够在污染土壤上定居,对Cu、Cd、Pb和Zn 4种重金属元素均有不同程度的积累,积累量均未达到超累积植物所规定的临界含量。其中的野菊花〔Dendranthema indicum(L.)Des Mou l.〕、旋鳞莎草〔Cyperusm ichelianus(L.)L ink〕、五节芒〔M iscanthus floridulus(Lab ill.)W arb.ex Schum.et Laut.〕3种植物地上部生物量较大且对某些重金属向地上部转运能力较强,对重金属污染土壤有一定的修复潜力。     

尿素和包膜尿素对大棚内有害气体浓度变化的影响

通过室内模拟和塑料大棚试验,研究了普通尿素和矿物改性包膜尿素对土壤pH值及大棚内有害气体浓度变化的影响.结果表明,在室内模拟试验条件下,两种氮肥施用初期均导致土壤pH值上升,并于1周后达到最大值,上升幅度超过50％,随后开始下降,至第5周回到初始水平.大棚内施用两种氮肥均使棚内NH₃、NO₂和O₃浓度增加,其中施用普通尿素处理的NH₃、NO₂日均挥发量均大于矿物改性包膜尿素;施用普通尿素处理使大棚内土壤的NH₃、棚内NO₂和O₃的最高浓度达到42.36、41.95和86.00 μg·m^-3·d^-1,3种气体浓度均达到了有害气体伤害植物的临界阈值;NH₃、NO₂挥发强度受棚温和光照强度的影响,O₃浓度随光照强度变化而改变.