幼刺参不同部位对Zn^2＋、Cu^2＋的蓄积动力学研究

以幼刺参为实验材料,在10℃、15℃、20℃条件下测定其体壁、消化道及呼吸树中Zn2+、Cu2+的蓄积量、蓄积速率及浓缩系数。研究发现,10℃时,Zn2+于第8 d在刺参体壁、消化道达到蓄积顶点,最大蓄积量分别为245.48×10-6和973.35×10-6;Cu2+于15℃,第8 d在幼刺参体壁和消化道达到最大蓄积量,分别为9.34×10-6和59.65×10-6;20℃时,Cu2+于第8d在呼吸树达到最大蓄积量,为622.37×10-6。研究表明,刺参消化道对Zn2+的蓄积大于体壁的蓄积,刺参呼吸树对Cu2+的蓄积大于消化道和体壁的蓄积。同时,温度显著影响Zn2+、Cu2+的蓄积。为了更好地理解Zn2+、Cu2+不同温度下在幼参体内的蓄积过程,本研究采用经典的非线性最小二乘估计原理构建数学模型,很好地模拟了重金属在不同的组织中随时间变化的动力学过程。

Zn^2＋、Co^2＋和Mn^2＋对人工湿地基质生物膜的影响

研究了金属离子Zn2+,Co2+和Mn2+对复合垂直流人工湿地基质生物膜脱氢酶活性和多糖含量的影响.结果表明,在生物膜混合液中添加Zn2+能在短时间内(6h)迅速提高生物膜的酶活性,增加多糖含量,浓度为2mg/L的Zn2+可以在较长时间(72h)内保持生物膜的酶活性并且促进多糖的积累.Co2+和Mn2+对生物膜脱氢酶活性及多糖含量的影响较为相似.当Co2+浓度<1mg/L、Mn2+浓度<2mg/L条件下,6h时,对脱氢酶活性呈现了不同程度的促进作用,但随着Co2+和Mn2+离子浓度的增加,对脱氢酶活性的影响则表现为抑制作用,并且随着时间的延长,抑制作用越来越明显.在所研究的浓度和时间范围内,Co2+和Mn2+对多糖含量没有明显影响.

斜纹夜蛾幼虫不同组织对Zn^2＋积累作用的比较研究

通过在人工饲料中添加不同质量分数的Zn2,研究了植食性昆虫斜纹夜蛾Spodoptera lituraFabricius连续3代幼虫取食含不同质量分数Zn2+饲料后,第1和第3代6龄幼虫不同组织对Zn2+的积累作用。结果表明,经连续3个世代的胁迫,Zn2+在第1、3代斜纹夜蛾6龄幼虫脂肪体、表皮和中肠中的积累量随幼虫饲料中Zn2+质量分数及胁迫时间的增加而升高;中肠对Zn2+的积累作用最强,表皮次之,脂肪体最低。

不同藻密度下Zn^2＋浓度对萼花臂尾轮虫实验种群增长参数的影响

为了比较不同食物密度下污染物浓度对受试生物的慢性毒性,筛选出以轮虫为受试生物对水环境中Zn2+污染进行监测的敏感指标,在不同斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)密度(1.0×106、2.0×106和4.0×106个/m L)下不同浓度(0、0.1、0.3、0.5、0.7、0.9 mg/L)的Zn2+对萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)实验种群增长参数的影响。结果表明,25℃以及1.0×106、2.0×106和4.0×106个/m L藻密度下Zn2+对萼花臂尾轮虫的24 h LC50值分别是6.647、8.102和5.873 mg/L。与各食物密度下的对照组相比,当食物密度为1.0×106个/m L时,各浓度的Zn2+对萼花臂尾轮虫的各种群增长参数均无显著性影响(P>0.05)。当食物密度为2.0×106个/m L时,各浓度的Zn2+均显著延长了轮虫的生命期望、世代时间和平均寿命,提高了轮虫的净生殖率;除0.3 mg/L外,其他浓度的Zn2+显著提高了轮虫的种群内禀增长率。当食物密度为4.0×106个/m L时,0.1、0.3和0.7mg/L的Zn2+显著提高了轮虫的种群内禀增长率,0.7和0.9 mg/L的Zn2+显著提高了轮虫的后代混交率。藻密度对轮虫的生命期望、世代时间、净生殖率、种群内禀增长率、平均寿命和后代混交率均有极显著性影响(P<0.01),Zn2+浓度对轮虫的生命期望、世代时间、净生殖率、种群内禀增长率和后代混交率均有极显著性影响(P<0.01),藻密度和Zn2+浓度之间的交互作用对轮虫的生命期望、种群内禀增长率和后代混交率均有显著性影响(P<0.05)。2.0×106个/m L食物密度下,Zn2+浓度与轮虫的生命期望、世代时间、净生殖率和平均寿命之间具有显著的剂量-效应关系;4.0×106个/m L食物密度下,Zn2+浓度与轮虫的后代混交率间也具有显著的剂量-效应关系。

交联壳聚糖对Zn^2＋的吸附性能

研究了甲醛、环氧氯丙烷交联壳聚糖树脂(AECTS)对Zn2+的吸附行为,探讨温度、溶液的pH、反应时间、再生次数等因素对吸附性能的影响,并用红外光谱(FTIR)和光电子能谱(XPS)对吸附产物表面的元素结构及其结合能的变化进行表征。结果表明,AECTS对Zn2+的吸附导致AECTS结构和性能发生显著变化。FTIR和XPS分析表明,Zn2+以配位键的形式吸附于AECTS,使AECTS中氨基的伸缩振动、变形振动发生了明显变化,N原子发生化学位移,而AECTS分子链上的羟基没有直接参与配位反应;AECTS对Zn2+有较强的吸附能力和较快的吸附速率,在30℃、Zn2+初始质量浓度为1g/L的溶液中,吸附量可达163mg/g树脂,是壳聚糖饱和吸附量的1.7倍左右;吸附量受pH的影响较大,在pH=5时吸附量最高;AECTS对Zn2+的吸附行为符合Freundlich等温吸附方程,温度升高吸附量增大,该过程为一吸热过程;AECTS经再生重复使用5次,吸附量基本不变。

重金属Zn^2＋胁迫下麦长管蚜的取食行为

为了探索重金属锌长期胁迫对麦长管蚜(Sitobion avenae)取食行为的变化影响,在模拟自然的实验室条件下,用不同浓度Zn^(2+)溶液浇灌土壤,通过土壤-小麦-蚜虫体系连续处理麦长管蚜15代,用EPG(刺探电位技术)对第1、5、10、15代成蚜的取食行为进行了监测。结果表明,第1代和第5代时,200 mg/kg的Zn^(2+)处理后np波和C波的总持续时间和数量显著低于对照,800mg/kg的Zn^(2+)使其显著增加。到第15代,高剂量的Zn^(2+)处理后np波和C波的总持续时间和数量均显著高于对照。涉及分泌唾液的E1波持续时间及涉及被动取食营养的E2波出现次数并未受到低剂量Zn^(2+)的显著影响,但高剂量的Zn^(2+)处理后单独E1波、伴随稳定E2的E1波总持续时间及E2波的数量均显著降低。麦长管蚜的取食行为会受到重金属锌的影响并且会在高剂量Zn^(2+)的胁迫条件下产生积累效应,而低剂量的Zn^(2+)则促进麦长管蚜对小麦的取食行为。针对重金属而言,此效应发生改变的关键浓度为400 mg/kg,蚜虫取食行为发生改变的关键世代为第5代和第10代。

Cd^2＋、Cu^2＋、Zn^2＋、Pb^2＋对菹草生长胁迫影响及其应答机制

为探求不同浓度的Cd^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)、Pb^(2+)对菹草(石芽)的生长发育的胁迫及其应答机制,对菹草(石芽)的生长状况、叶片的叶绿素、可溶性蛋白质、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶系统等进行了分析。结果如下:Cu^(2+)、Cd^(2+)质量浓度大于0.5 mg/L,植株无法正常生长或存活;Cu^(2+)胁迫下,植株受损程度相对严重。Zn^(2+)、Pb^(2+)质量浓度小于10 mg/L时,菹草仍可以正常生长,但Pb^(2+)胁迫程度比Zn^(2+)较轻。综上,在相同质量浓度下,4种重金属对菹草(石芽)的胁迫强弱依次为Cu^(2+)、Cd^(2+)、Zn^(2+)、Pb^(2+)。本研究为生态修复中水生植物的金属阈值提供了有价值的参考。

Zn^2+胁迫对红秋葵种子的萌发及幼苗生理特性的影响

用不同浓度(20、40、60、80、100 mg·L^-1)Zn^2+胁迫处理红秋葵种子,研究红秋葵种子萌发、幼苗生长、叶绿素、丙二醛、可溶性糖、脯氨酸含量等生理变化。结果表明:随Zn^2+浓度的增加,对红秋葵种子的萌发率基本不受影响,幼苗生物量和叶绿素含量下降、丙二醛、可溶性糖、脯氨酸含量升高。

Zn^2＋、Co^2＋和DMBI对脱氮假单胞杆菌发酵生产VB12的影响

考察了Zn2+、Co2+和DMBI(5,6-二甲基苯并咪唑)对脱氮假单胞杆菌(Pseudomonas denitrificans)生物合成VB12的影响。结果表明:在发酵培养基中添加一定量的Co2+和DMBI能显著提高VB12的生物合成量,而添加Zn2+能提高发酵液中ALA(δ-氨基乙酰丙酸)和PBG(胆色素原)的合成量,从而促进VB12的合成。在此基础上,利用DPS数据处理系统(Data Processing System)的二次回归旋转中心组合实验对Zn2+、Co2+和DMBI 3个因素进行优化,确定了ZnSO4.7H2O、CoCl2.6H2O、DMBI在发酵培养基中的最佳浓度分别为141.11、222.68和77.33 mg/L,经过优化后发酵液中(发酵96 h)VB12的浓度由69.36 mg/L提高到了78.23 mg/L。

改性沸石去除废水中Zn^2＋的试验

采用NaCl-MnO2联合的方式对天然斜发沸石进行改性,在静态条件下,对改性斜发沸石处理模拟含锌废水进行了试验研究,考察了吸附时间、吸附剂投量、Zn^2＋初始浓度和pH对改性斜发沸石吸附Zn^2＋的影响。结果表明：当温度为25℃、pH为5.0～6.0、Zn^2＋初始浓度≤50 m g/L时,按锌与改性斜发沸石质量比为1：40投加改性斜发沸石进行处理,Zn^2＋去除率可达90%以上,模拟含锌废水经改性沸石处理后,水中锌含量低于国家排放标准。改性斜发沸石对Zn^2＋的吸附规律符合Langm uir吸附等温线和准二级动力学模型,相关系数分别为0.927 5和0.999 2。

山梨酸钾与Zn^2+在NaCl溶液中对Q235钢的缓蚀协同作用

采用失重法、电化学法、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)研究了0.5 mol/L NaCl溶液中,山梨酸钾(PS)与Zn^2+对Q235钢的缓蚀协同效应。失重实验结果表明,在0.5 mol/L NaCl溶液中,PS对Q235钢具有一定的缓蚀效果,缓蚀效率随PS质量浓度的增加而增大,当添加PS的质量浓度为25.0 g/L时,最大缓蚀效率仅为38.37%,而PS与Zn^2+复配后存在显著的缓蚀协同作用,缓蚀效率高达91.03%。动电势极化结果表明,PS与Zn^2+混合物可同时抑制Q235钢的阴、阳极反应,属于阳极型缓蚀剂。阻抗谱表明,该混合物可在电极表面形成致密的保护膜。XPS分析证明保护膜是由PS、铁的氧化物/氢氧化物和Zn(OH)_2沉淀组成。

Zn^2+、Cu^2+对翅碱蓬生长的影响研究

为探究近年来盘锦红海滩翅碱蓬大面积退化的原因,通过水培试验在不同Zn^2+、Cu^2+浓度下测定了翅碱蓬含水率、花青素和叶绿素含量。结果表明,锌和铜作为植物必需的营养元素,低浓度Zn^2+和Cu^2+作用于植物时,对翅碱蓬生长和花青素、叶绿素的合成产生促进作用。当Zn^2+和Cu^2+浓度过高时,翅碱蓬的生长发育就会受到抑制。

耐尔蓝衍生物应用于Cu^2＋和Zn^2＋的分辨性光学传感

Cu^2＋，Zn^2＋等过渡金属离子在生物细胞的新陈代谢中，如金属酶催化、基因表达及细胞凋亡等方面起着重要的作用。特异性的光学探针是监测这些金属离子的重要工具。因此，设计新的光学探针应用于生物及环境中过渡金属离子的传感具有十分重要的意义，是当前细胞生物学、分析化学等相关领域的研究热点。

非损伤微测Zn^2+选择性微电极的研发及应用

非损伤微测技术(Non-invasive Micro-test Technology,NMT)是一种通过微电极实时测定进出活体材料离子和小分子流速的技术,已广泛应用于植物的生长发育和逆境胁迫等研究领域中。目前该技术专用的重金属微电极种类非常少,因此其在重金属胁迫研究中的应用也受到了限制。本文在前期工作的基础上开发了一种基于非损伤微测技术的Zn^2+选择性微电极,首次实现了活体条件下植物根际Zn^2+离子流的实时、动态检测。研发的微电极在去离子水中对Zn^2+的线性响应范围为10^-6~10^-1 mol/L,能斯特斜率为30.2mV/decade(浓度每增加或减少10倍电位值的变化),响应时间t95%≤1s,正常工作pH范围为3.5~7.0;在简易模拟土壤溶液(0.1mmol/L Ca(NO3)2、0.1 mmol/L KNO3、0.1 mmol/L Mg(NO3)2和1 mmol/L NaNO3)中,其线性响应范围变为5×10^-5~10^-1 mol/L,能斯特斜率为28.1mV/decade,对土壤溶液中的共存阳离子具有较好的抗干扰性。利用构建的非损伤微测Zn^2+选择性微电极对Zn/Cd超积累植物伴矿景天(Sedum plumbizincicola)根际不同微区的Zn^2+离子流进行了实时检测。该技术的成功研发为活体条件下深入认识Zn^2+在植物根际的微界面过程与机制提供了一种强有力的研究手段。

Cu^2＋、Pb^2＋和Zn^2＋对大型溞的单一及联合毒性效应

重金属的复合污染毒性效应研究在生态环境评价中具有重要的实践意义．本研究以大型潘为试验材料，通过静水生物测试法，研究Cu^2＋、Pb^2＋和Zn^2＋三种金属离子对其的单一毒性及联合毒性效应．单一毒性实验结果表明，Cu^2＋、Pb^2＋和Zn^2＋对大型溢的毒性大小顺序为Cu^2＋〉Pb^2＋〉Zn^2＋联合毒性实验结果表明，Cu^2＋-Zn^2＋、Cu^2＋-Ph^2＋和Cu^2＋-Pb^2＋-Zn^2＋三组的联合毒性均表现为协同作用，Ph^2＋-Zn^2＋的联合毒性表现为拮抗作用．联合毒性与毒物的组合有关，与毒物配比和暴露时间没有关系．

PAN基弱碱性离子交换纤维对Zn^2+吸附性能研究

以腈纶(PAN,polyacylonitrile)为基体制备PAN基弱碱性离子交换纤维,并对其进行表征;探讨溶液pH、反应温度、吸附时间、溶液初始浓度对其吸附Zn^2+性能的影响,考察盐酸浓度、体积对其再生效果的影响及其重复利用性能。结果表明:在pH为2~6,随着pH的增大改性纤维的吸附性能越好;在303 K时,反应60 min吸附达到动态平衡,最大饱和吸附量为155.33 mg/g,温度对其吸附性能影响不大;5 mL 1.2 mol/L的盐酸溶液对其再生效果最好,具有良好的化学稳定性;吸附Zn^2+的过程符合Langmuir等温吸附模型,属于单分子层吸附。

Zn^2＋对SBR污水处理系统中污泥活性的影响

针对不同质量浓度重金属对污泥活性的影响问题,采用模拟SBR反应器研究了不同质量浓度的Zn2+对活性污泥污水处理系统的影响。结果表明,Zn2+对SBR污水处理系统处理效果的抑制作用随着质量浓度的增加而增强。Zn2+投加的质量浓度为20mg·L-1时,Zn2+对有机物和氨氮的去除没有明显的影响;当Zn2+质量浓度为40mg·L-1时,Zn2+对活性污泥的抑制作用在实验前期表现明显,后期不显著;当Zn2+质量浓度为80mg·L-1时,对系统中污泥的活性抑制明显,对CODCr和NH4+-N去除率的抑制率分别达到27.8%和49.4%。此外,研究结果也表明,活性污泥对Zn2+冲击作用具有一定的自适应能力,且在低于40mg·L-1时硝化菌的适应调整能力较降解COD好氧菌群强。

2-羟基-1-萘甲醛缩-2-萘甲酰腙对Zn^2＋的选择性识别

设计合成了识别Zn2+的荧光传感分子——2-羟基-1-萘甲醛缩-2-萘甲酰腙(3)。通过红外光谱、核磁共振谱和质谱测试技术表征了其结构。利用其光谱性质研究了该物质对几种过渡金属离子的识别性质,初步探讨了其结合模式。结果表明,在乙腈介质中,受体分子3表现出对Zn2+良好的选择性,Zn2+的加入导致受体分子3的吸收光谱在435nm处出现1新峰,其吸光度逐渐增强,同时于239、302、330、342和387nm处观察到5个清晰的等吸收点;在516nm处荧光增强101倍,而其它过渡金属只引起受体分子3的荧光略微增强。Job法实验揭示受体分子3与Zn2+的结合比为1:1。

Zn^2＋对球等鞭金藻3011细胞膜电位和膜通透性的影响

目的:用亲脂性阴离子荧光染料双(1,3-二巴比妥酸)-三次甲基氧烯洛尔和碘化丙啶标记球等鞭金藻3011(Isochrysis galbana 3011),研究Isochrysis galbana 3011受Zn2+作用时膜电位和膜通透性的变化。方法:对处理藻液进行流式细胞技术检测和荧光显微镜镜检,通过对比实验设计,实验数据使用SPSS17.0统计软件进行方差分析。结果:5μg/L Zn2+作用4min可使Isochrysis galbana 3011细胞内荧光强度明显增强,并促使膜的通透性发生剧烈变化,与对照组比较具有统计学意义。结论:找到一种快速动态测定Isochrysis galbana 3011细胞膜状态的方法,发现5μg/L的Zn2+能引起Isochrysis galbana 3011细胞膜的部分去极化,并改变膜的通透性,Zn2+的吸收有可能与钠通道联动有关。