网络直播在环境毒理学课程中的应用

随着网络直播走进大众生活,其在教学中的应用也不容忽视。网络直播具有即时性、同步性和现场感等众多优点,对于内容较为抽象且理论性较强的环境毒理学课程而言,网络直播的实时互动、较强的参与感都有利于对知识的形象化处理和掌握。该文通过实际直播案例、名师直播授课、在线观察模式生物和观摩生态毒理实验,以及实时互动答疑等教学环节,发现100%的学生认为通过直播对了解环境毒理学前沿研究有帮助,对环境毒理学领域感兴趣的比例达到88.9%,几乎所有同学对学习效果满意。由此可见,网络直播作为线下传统授课方式的补充,有助于激发学生的学习兴趣和参与度,提高课程的学习效果。

镍的植物采矿农艺管理强化措施及其实践

全球广泛分布着大量富含镍等重金属但缺乏氮和磷等营养元素的超基性岩风化土壤,如何有效利用这类高风险、低生产力的土地是现阶段的一大难题。在此背景下,有研究者提出了利用超富集植物富集土壤中的镍,随后将其收获并冶炼提纯的植物采矿技术。该技术既可以有效利用镍污染土壤产出经济价值,也可以缓解镍供应风险,并已经在北美、欧洲和东南亚等地区相继开展。受到超富集植物长势偏慢、生物量不足等限制,建立针对性的农艺管理措施是提高植物采镍效率和经济价值的有效方法。本文重点综述了土壤改良措施(调节土壤pH值、施加活化剂等)以及耕作管理措施(施肥、除草、种植模式等)对超富集植物生长及富集镍含量的影响,并总结了我国植物采矿农艺管理研究的主要进展,以期为后续的植物采镍研究提供借鉴和参考。

面向科技创新发展需求的卓越应用型人才培养模式探索

当前高校毕业生各方面能力与企业用人标准和国家科技创新发展不匹配。面向我国经济社会发展需求,对接创新驱动发展战略,适应新时代区域产业转型升级,亟需对卓越应用型人才培养模式进行各方面探索。通过基于“卓越”的应用型人才培养知识结构体系构建、深化符合卓越应用型人才能力培养的教学模式改革、推动政产学研一体化的应用型人才实践素质培养、探索卓越应用型人才视野提升实现路径,使学生分别在知识、能力、实践和视野方面达到卓越应用型人才培养的标准,符合国家科技创新发展的需求。

有机配体对超富集植物转运及解毒镍、锌的影响

超富集植物是一类能大量吸收重金属并将其转运至地上部的特殊植物。这类植物体内通常含有高量的有机配体,如烟草胺、组氨酸等,可与其形成稳定的金属-配体复合物。现阶段针对超富集植物体内Ni、Zn的有机配体的研究较为充分。该研究综述了在根部运输及解毒、木质部转运和叶片解毒过程中有机配体与重金属的相互作用关系、超富集植物合成有机配体的分子机制以及有机配体和金属配合物的检测方法。综合来看,氨基酸类配体可能促进Ni、Zn在根部共质体中的迁移并缓解过量Ni、Zn的细胞毒性;在木质部运输过程中Ni、Zn则主要以水合离子形式赋存,与配体结合的比例相对较低;叶部赋存的Ni、Zn则主要通过与有机酸结合的形式进行解毒。由于现有的研究大部分针对有限的几种超富集植物及有限的几种有机配体,未来还需结合代谢组学及转录组学探索更多植物品种有机配体特征及其解毒的分子机制,从而为厘清植物超富集重金属的相关机制及其在植物提取方面的应用提供理论依据。

镉对超富集植物滇苦菜抗氧化系统的影响

采用水培实验,研究镉(Cd)对一种新发现的Cd超富集植物——滇苦菜抗氧化系统的影响。结果表明,中、低浓度Cd(1-10μmol.L-1)处理下滇苦菜生物量与对照无显著差异,而高浓度Cd(50-100μmol.L-1)抑制了滇苦菜的生长,整株生物量比对照降低了72%和86%。10μmol.L-1Cd处理下地上部Cd浓度达到270mg·kg-1(干重),转运系数为1.41,符合超富集植物的特征。滇苦菜地上部Cd富集浓度最高达3919mg·kg-1,且64%-87%的Cd分布在地上部。中、低浓度Cd(1-10μmol.L-1)胁迫下,滇苦菜的丙二醛(MDA)和H2O2含量、超氧阴离子自由基(O2.-)产生速率及各抗氧化酶活性与对照没有显著差异。但高浓度Cd(50-100μmol.L-1)胁迫下,地上部MDA、H2O2含量和O2.-产生速率比对照分别提高了5-17、1.6-6倍和2.9-7.2倍,地下部分别提高了1-5、1.4倍和9.5-11倍。同时,高浓度Cd处理下地上部和地下部超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性以及地上部谷胱甘肽(GSH)含量显著上升,但谷胱甘肽还原酶(GR)和过氧化氢酶(CAT)活性变化不明显。研究表明,滇苦菜对Cd有较强的富集和转运能力。中、低浓度Cd处理未对滇苦菜造成明显的氧化胁迫,高浓度Cd处理时滇苦菜地上部与地下部均受到氧化胁迫,但对抗氧化胁迫的响应方式不同。

一种新的多金属超富集植物——圆锥南芥(Arabis paniculata L.)

野外调查和营养液培养试验表明,圆锥南芥(Arabis Paniculata L.)具有超量富集Pb/Zn/Cd的能力,是国内首次发现的Pb/Zn/Cd多金属超富集植物,它的出现填补了国内多金属超富集植物的空白,为重金属复合污染土壤的植物修复提供了新的种质资源。

滇苦菜(Picris divaricata Vant.)对锌的吸收和富集特性

通过野外调查和营养液培养,研究Zn对滇苦菜(Picris divaricata Vant.)生长的影响及其吸收富集Zn的特性。野外调查发现,铅锌矿区土壤Zn全量范围为1724～134973mg·kg-1,平均为61495mg·kg-1。滇苦菜地上部Zn含量范围为1214～18339mg·kg-1,平均为5911mg·kg-1,且转运系数(S/R)的平均值为2.21,大于1。在营养液培养条件下,当Zn浓度达到80mg·mL-1时,滇苦菜生长开始出现明显的中毒症状,随着Zn处理的增加,植物地上部与根部的生物量呈下降趋势,Zn含量呈上升趋势,且地上部与根部在160mg·mL-1时Zn含量达最高值,分别为12472mg·kg-1和14026mg·kg-1,体内Zn富集量也达最高值1518μg.株-1,并且整个植株富集的Zn有75%～91%分布在地上部。结果表明滇苦菜具有很强的忍耐、吸收和富集Zn的能力,是我国境内发现的又一种Zn超富集植物。

网箱养殖对水环境的影响

网箱养殖是一种精养模式,采取高密度放养并大量投喂外源性饵料、肥料。排泄物和残饵增加,成为网箱养殖污染物的主要来源,由此改变了水体的物质组成和理化性质。分析了网箱养殖对水环境影响的原因和机理,同时就实现网箱养殖的可持续发展,降低网箱养殖造成的污染提出了相应的对策。

红树林生态系统的污染生态学研究概况

红树林生态系统的污染生态学研究已成为目前国内外红树林研究的一个重要领域。本文对迄今为止有关红树林的污染生态学研究做了简要概述,提出了其中存在的一些问题,并对其研究趋势进行了展望。

Zn超富集植物长柔毛委陵菜对Cd的耐性与富集特征

通过野外调查和营养液培养,证明Zn超富集植物长柔毛委陵菜(Potentilla griffithii var.velutina)无论在自然条件下还是营养液培养条件下,都对Cd具有很强的耐性和富集能力,是一种潜在的重金属Cd超富集植物。自然条件下生长于铅锌矿区的长柔毛委陵菜,其根系土壤Cd总量为101～1331mg·kg-1,平均320mg·kg-1;植物Cd含量叶片为39～765mg·kg-1,平均178mg·kg-1,叶柄为64～1422mg·kg-1,平均280mg·kg-1;Cd转运系数为0.64～1.18,平均值0.84;生物富集系数为0.22～1.68,平均0.80。营养液培养条件下,长柔毛委陵菜在Cd浓度≤20mg·L-1的介质中能够正常生长;植物叶片、叶柄及根部Cd含量随介质中Cd浓度的增大而增大,叶和柄中Cd含量在60mg·L-1的Cd处理时都达到最大,分别为1604和6145mg·kg-1;不同组织的Cd含量顺序为根>柄>叶;体内累积的Cd有60%以上储存在地上部。营养液培养的Cd转运系数小于自然状况。

Cd对小白菜生长及氮素代谢的影响研究

采用水培的方法,研究了不同Cd2+水平(0、1、2.5、5、10 mg.L-1)对小白菜叶片中铵态氮、硝态氮、可溶性蛋白质、游离脯氨酸、叶绿素、部分营养元素含量以及蛋白水解酶、硝酸还原酶、谷氨酰胺转化酶与合成酶活性的影响.结果表明,低浓度的Cd处理(1 mg.L-1)刺激了小白菜的生长,提高了小白菜的生物量、叶绿素含量以及硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶与转化酶活性.Cd处理降低了小白菜对Cu、Ca、Fe、Mg的吸收,但促进了P的吸收.10 mg.L-1的Cd处理显著降低了可溶性蛋白质含量、硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和转化酶活性(p<0.05),提高了蛋白水解酶活性,不利于叶片中铵态氮与硝态氮的同化,造成叶片中铵态氮和硝态氮的累积.小白菜叶片中游离脯氨酸含量与铵态氮含量成极显著正相关(p<0.01),说明小白菜叶片中游离脯氨酸的累积在一定程度上缓解了铵的毒害.

养殖水环境中氮的循环与平衡

养殖水环境中 ,由于人为的介入和影响 ,使得水体中氮的各种形态转化和循环过程发生了改变。笔者详细地介绍了养殖水环境中氮的各种存在形态 ,及其相互之间的转化和循环过程 ,同时总结了前人研究和提出的各种养殖水环境中氮的物质平衡模型 。

EDTA、小分子有机酸对蛇纹岩发育土壤Ni、Co活性的影响

研究了不同浓度的EDTA、柠檬酸以及丙二酸对蛇纹岩发育土壤中Ni、Co活性的影响。结果表明:在供试土壤中,Ni、Co的活化量随着EDTA、有机酸浓度的增大而增大,EDTA的活化效果大于其它两种小分子有机酸。同时也发现随着浓度的增大,EDTA与重金属的结合效率有下降的趋势,柠檬酸与丙二酸的结合率则呈现先上升后下降的趋势。EDTA对土壤的重金属萃取的最佳浓度约在1-10mmol/l之间。柠檬酸、丙二酸活化土壤中Ni、Co的最佳浓度浓度范围在10-30mmol/L之间。

重金属污染土壤的植物修复及其机理研究(英文)

近年来 ,作为一种成本低廉、对环境友好的修复方法 ,重金属污染土壤的植物修复成为环境修复领域的研究热点。早期的研究侧重于超富集植物的发现与实际应用 ,近来超富集植物重金属富集机理的研究得到了重视。尽管重金属植物累积的生化机制尚未能被完整阐述 ,但在土壤重金属生物活性、超富集植物重金属的吸收、转运、储存等方面还是取得了大量进展。综述了近年来国内外相关研究工作成果 ,探讨了该研究领域存在的主要问题 ,认为在有机鳌合剂如有机酸与氨基酸等对重金属活性、耐性和离子迁移转运系统中所起作用等方面尚需要深入研究。如果在植物重金属吸收、迁移、解毒机理及其影响因素等重金属富集的关键方面能取得进展 。

镉在圆锥南芥(Arabis paniculata Franch.)中的亚细胞分布及其化学形态

通过水培的方式,采用差速离心技术和化学试剂逐步提取法研究了Cd在圆锥南芥(Arabis paniculata Franch.)叶片和根中的亚细胞分布和化学形态。研究结果表明,在Cd处理浓度为1.0mg·L-1时,圆锥南芥叶片中的Cd主要贮藏在细胞壁和细胞核中,而根系中Cd的分布顺序为:细胞壁>核糖体>细胞核>叶绿体>线粒体;10.0mg·L-1Cd处理时,叶片中的Cd主要集中在细胞壁以及细胞核中,根系中核糖体含量最高,占全量的53.92%。这说明圆锥南芥叶片富集的Cd主要贮存在细胞壁以及细胞核中,而根系富集的Cd主要分布在核糖体与细胞壁中。化学形态结果表明Cd处理水平的变化对圆锥南芥Cd的化学形态有明显的影响。1.0mg·L-1Cd处理时,圆锥南芥叶片中以水提取态Cd为主,根系中乙醇提取态Cd的含量最高;当Cd提高到10.0mg·L-1时,叶片和根系中Cd均以NaCl提取态含量最高,说明随着Cd浓度的增加,Cd与蛋白质、果胶酸等形态结合是圆锥南芥减轻Cd毒害的主要机制。

植物A.murale和A.corsicum修复镍污染土壤

通过盆栽试验,研究了镍富集植物A.murale、A.corsicum及普通作物萝卜和芥菜,在4种不同Ni含量土壤中富集Ni的能力.A.murale和A.corsicum能够超量富集Ni,在4种土壤处理中,其地上部Ni浓度均显著高于萝卜和芥菜.在墨江土壤(Ni 1062mg/kg)中,A.murale和A.corsicum去除Ni能力明显大于萝卜和芥菜;在信宜土壤(Ni 107mg/kg)中,芥菜去除Ni能力最强;而元江土壤(Ni 2519mg/kg)中4种植物去除Ni的能力均很低.调节土壤pH值能显著改变A.murale和A.corsicum提取Ni的能力,最佳去除Ni土壤pH值在6.0左右.酸化及碱化处理蛇纹岩发育土壤均显著降低了A.murale和A.corsicum去除土壤Ni的能力.

外源镍在土壤中的存在形态及其与土壤酶活性的关系

采用培养试验方法,研究了土壤中重金属镍的存在形态及其对5种土壤酶活性的影响。随着土壤外加镍的质量分数增加(100—1 600mg/kg),碱性磷酸酶活性和酸性磷酸酶活性均受到较强的抑制,抑制率分别为15.0%-67.3%、13.9%-85.3%;脲酶活性抑制率为-1.6%-21.3%,表现出先激活后抑制的现象;镍对多酚氧化酶也有抑制作用;对过氧化氧酶的抑制作用轻微。研究结果表明,酸性磷酸酶、碱性磷酸酶和脲酶可作为判明土壤镍污染程度的主要生化指标。镍的存在形态与土壤酶活性之间的关联度分析和相关分析证实,DTPA 提取的有效态镍与土壤酶活性之间相关性好、关联度大。因此,以DTPA提取的有效态镍来表征土壤镍的生物有效性是可行的。

镉对圆锥南芥锌的吸收、亚细胞分布和化学形态影响

通过营养液培养并采用差速离心技术和化学试剂逐步提取法,分析了Cd对圆锥南芥Arabis paniculata Franch.叶片和根系中Zn的吸收、亚细胞分布和化学形态的影响。结果表明,Cd的添加不会抑制圆锥南芥的生长及对Zn的吸收。Zn在圆锥南芥中以多种化学形态存在;叶片中乙醇、水、NaCl、HAc提取态Zn分配比例较均匀;根系中主要以乙醇提取态和NaCl提取态为主,HAc与HCl提取态Zn的绝对含量与所占的百分比均较低,表明圆锥南芥中的Zn主要以无机酸盐以及氨基酸盐存在。对圆锥南芥Zn的亚细胞分布结果表明,叶片和根系中的Zn主要贮存于细胞壁中其次为细胞核,两者所占的比例分别为65%～83.5%和42.7%～87.3%,且Cd的添加提高了细胞壁中Zn的比例,促进了Zn向细胞壁中的转移。但Cd的添加对Zn的化学形态变化不明显。

镉对超富集植物圆锥南芥氮素代谢的影响研究

采用土培方法，研究了不同Cd添加（0、10、20、40、80、160和240mg kg^-1）对超富集植物圆锥南芥叶片中氮素含量以及氮代谢关键酶活性的影响。结果表明，随着Cd添加浓度的增加，圆锥南芥的生物量、叶片数、直径长以及Cd含量均呈增加趋势。Cd添加浓度为240mgkg^-1时，生物量增加了137％，叶片数增加了1．02倍，直径较对照增加了130％，叶片中Cd含量达到451mgkg^-1. NO^3- -N和NH4^＋ -N呈先降低后升高的变化趋势，在Cd浓度为240mgkg^-1时，达最大值。在Cd处理浓度为10、20、40 、80mgkg^-1时，NO3^＋ -N和NH4^＋ -N含量间无显著性差异（P〉0．05）。在Cd添加浓度为240mgkg^-1时，硝酸还原酶（NR）活性只相当于对照的67％，与对照间的差异显著。在Cd处理浓度为10—160mgkg^-1时，NR活性与对照间无显著性差异（P〉0．05）。谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸合酶（GOGAT）活性以及可溶性蛋白质含量在Cd处理浓度为10-240mgkg^-1时，与对照间无显著性差异（P〉0．05）。谷氨酸脱氢酶（GDH）活性呈先升高后降低的变化趋势。游离脯氨酸含量在Cd浓度为10、20、40、80、160、240mgkg^-1时，分别为对照的0．67倍、1．29倍、1．54倍、2．38倍、2．54倍、1.14倍。

长柔毛委陵菜对锌的吸收动力学特性

采用水培方法研究了不同Zn处理水平和处理时间下长柔毛委陵菜对锌的吸收动力学特性．结果表明，在10mg·L^-1 Zn处理下，植株地上部和根系的Zn含量均在第8天达到最高值，分别为2．49×10^3mg·kg^-1和2．21×10^3mg·kg^-1；在100mg·L^-1 Zn处理下，植株地上部的Zn含量在第16天达最高值1．23×10^3mg·kg^-1，而根系Zn含量不存在饱和现象．在0—160mg·L^-1 Zn处理下，植株叶片和叶柄Zn含量随Zn处理水平的提高显著增加，Zn浓度大于160mg·L^-1后，植株叶片和叶柄Zn含量不再随介质中Zn浓度的提高而增加（甚至减少），根系含Zn含量与介质中的Zn浓度和培养时间呈正相关，且根系Zn吸收动力学曲线具有二型性，即开始为快速的线性吸收，随后是较缓慢的饱和吸收，两者分界点约在1～2h。这可能分别与根细胞壁吸附Zn和Zn跨根细胞膜运输有关．