“环境-植物-人体”体系中重金属来源及迁移途径

识别"环境-植物-人体"体系中重金属的来源及迁移途径,可以为重金属污染控制及污染治理提供参考和依据。通过总结国内外相关文献,针对目前中国环境重金属污染引发的各类问题,探讨大气、土壤、植物及人体中重金属的来源,分析重金属在"环境-植物-人体"体系中的迁移途径,展望重金属污染防治的发展方向。目前,环境重金属污染依然面临严峻的形势,同位素指纹分析技术等多种源解析技术在污染源解析中发挥了重要作用。重金属污染源解析技术及重金属从环境迁移至人体的途径是目前亟待开展的研究工作。

LuxS/AI-2群体感应系统对植物乳杆菌抵御环境胁迫的作用

LuxS/AI-2群体感应系统可介导乳酸菌种内和种间信号,其中自诱导因子-2(autoinducer-2,AI-2)对乳酸菌的益生菌活性(环境胁迫耐受、黏附和定植能力等)至关重要。然而,目前对于LuxS/AI-2群体感应系统在植物乳杆菌抵御多种环境胁迫中的调控作用仍有待系统研究。通过群体感应信号分子研究及实时荧光定量聚合酶链式反应,分析了环境胁迫下植物乳杆菌KLDS 1.0328信号分子AI-2产量及群体感应关键基因luxS和pfs的转录情况。结果表明:酸胁迫可诱导信号分子AI-2的产生,强酸及强碱胁迫下可显著促进luxS及pfs的转录(P<0.05)。低温25℃、高温50℃、质量分数6.0%NaCl及质量分数3.0%NaCl+3.0%KCl诱导的高渗透压胁迫均会显著抑制菌体的增殖和代谢产酸,并抑制信号分子AI-2的产生;25℃低温胁迫会上调luxS及pfs基因的转录。随着高渗胁迫程度的增强,luxS及pfs基因的转录水平均逐步上调。营养胁迫诱导植物乳杆菌KLDS 1.0328产生更多的信号分子AI-2;随营养胁迫程度的加剧,luxS的转录水平显著上调,在营养物质体积分数为20%时,luxS及pfs基因的转录均达到最高水平,而pfs基因的转录在营养物质被稀释至体积分数为40%~60%时被显著抑制(P<0.05)。研究结果表明,多种环境胁迫下LuxS/AI-2群体感应系统具有不同的变化规律,且在植物乳杆菌KLDS 1.0328的抗逆过程中发挥重要作用。

海南琼中岩-土体系重金属迁移特征及表土环境质量评价

地球关键带和土壤重金属污染是当今研究的前沿与热点,岩-土体系是地球关键带的重要组成部分。目前海南岛针对不同成壤母质岩-土体系的详细研究较少,并且重金属亟需基于新标准进行评价。为了查清岩-土体系中重金属元素迁移特征及污染状况,本文以海南岛琼中3个土壤垂向剖面及7115件表层土壤样品为研究对象,采用电感耦合等离子体质谱/发射光谱法(ICP-MS/OES)和原子荧光光谱法(AFS)等分析方法,测定岩石和土壤中Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd、As和Hg共8种重金属元素含量,利用土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准、内梅罗指数法和潜在生态危害指数法定量评价了表层土壤样品重金属污染状况及生态风险。结果表明,①海南岛琼中二长花岗岩岩-土体系中,不同重金属元素表现出明显的分异特征,Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd元素以亏损为主,As元素以富集为主,Hg元素则表现出不同的富集或亏损特征,As、Hg元素尤其富集在表层。②琼中绝大多数表层土壤中重金属元素含量低于土壤环境质量农用地土壤污染风险筛选值,土壤污染风险低。③以琼中和海南岛背景值为评价标准时,应关注Cr、Ni和As污染以及Hg、As和Cd的生态危害。以土壤环境质量为评价标准时,研究区表层土壤的环境质量总体清洁,生态风险较弱。

植物-微生物电化学耦合降解底泥中氯硝柳胺的特性

以植物-底泥-微生物电化学系统中氯硝柳胺的降解为研究对象,研究了外加电压、植物(菖蒲(Acorus Calamus L.)和黑麦草(Lolium Perenne L.))以及生物表面活性剂(鼠李糖脂)对氯硝柳胺降解的影响。研究结果表明:外加适量的直流电压可以对底泥-微生物电化学系统中氯硝柳胺的降解产生一定的促进作用,1.2 V外加电压作用下的底泥-微生物电化学耦合系统中氯硝柳胺降解的半衰期比0.2 V减少了11.59%;植物对底泥中氯硝柳胺降解具有促进作用,1.2 V电压作用下的菖蒲和黑麦草微生物电化学耦合系统氯硝柳胺降解半衰期比无植物时分别减少7.43%和1.58%;外加适量的鼠李糖脂对于底泥中氯硝柳胺的降解具有促进作用,外加1.2 V电压,在且菖蒲-底泥-微生物电化学耦合系统中加入0.50 g·kg^(-1)鼠李糖脂,氯硝柳胺降解半衰期最小,比不加入鼠李糖脂减少26.45%。耦合系统中的氯硝柳胺通过生成2-氯-4-硝基苯胺、5-氯水杨酸等中间产物逐渐降解,最终生成CO_(2)、H_(2)O等。

液相色谱-串联质谱法检测淡水养殖环境中地西泮及其代谢物

建立了养殖水、植物、沉积物和鲫鱼中地西泮及其代谢物(去甲西泮、奥沙西泮和替马西泮)的液相色谱-串联质谱检测方法。养殖水经0.45µm玻璃纤维膜过滤,用氨水调至pH 8.0后通过反相固相萃取柱(HLB)净化;植物和沉积物经盐析提取后,通过QuEChERS方法净化上样;鲫鱼样品经盐析提取后,通过固相萃取柱(Prime HLB)净化上样。采用Luna C_(18)柱(100 mm×2.1 mm,1.6µm)进行分离,多反应监测(MRM)模式进行测定,外标法定量。结果表明:地西泮及其3种代谢物在0.1~10µg/L质量浓度范围内呈良好的线性关系(r^(2)>0.999)。4种目标物在养殖水体中的检出限为1.0~1.2 ng/L,定量下限为5.0~6.0 ng/L;在植物、沉积物和鲫鱼中的检出限为0.03~0.10µg/kg,定量下限为0.10~0.25µg/kg。在低、中、高3个加标水平下,地西泮及其代谢物的回收率为83.4%~106%,相对标准偏差(RSD,n=6)为1.2%~9.4%。该方法成功应用于养殖水、沉积物、植物和鲫鱼样品中地西泮及其代谢物的检测,能为地西泮污染追查提供检测方法支撑。

稻-萍-鱼体系对稻田土壤环境的影响

稻-萍-鱼体系的基本技术是在单一以水稻为主体的生物群体中加入红萍和鱼类,通过对红萍和鱼的人工调控而影响整个稻田生态体系。在综合技术作用下,稻-萍-鱼体系中可混养多种鱼类,产量达4000～9800kg/hm^2;在少用50％～60％化肥、30％～50％农药、鱼沟及鱼坑占地10％～15％情况下,水稻产量比常规种稻略增,且土壤有机质、全N、全P等上升15.6％～38.5％,水稻病虫草害发生下降40.8％～99.5％,土壤甲烷(CH_4)排放量减少34.6％,显著改善了稻田生态环境。

土壤-植物下垫面对微生态环境的影响

综述了土壤植物下垫面对辐射平衡、热量条件、土壤侵蚀、土壤肥力、光能利用率等微生态环境的影响．结果表明，有植被下垫面的反射率、有效辐射、土壤热通量的日变幅和感热通量均小于荒坡裸地；坡地植草和减少翻耕次数有利于水土保持；下垫面栽种牧草可提高土壤肥力和光能利用率．

草-环境系统植物碳氮磷生态化学计量学及其对环境因子的响应研究进展

生态化学计量学(ecological stoichiometry)是研究生物系统能量和化学元素(主要如C、N和P等)平衡的科学,为研究元素在生物地球化学循环和生态过程中的计量关系和规律提供了一种综合方法。陆地生态系统方面的研究虽然起步较晚,但近10年来也取得了较大的发展,已涉及到天然草原、森林、湿地和农田等亚系统,研究内容除了测定生态化学计量比,还将不同系统、功能群和物种间植物的计量学特征进行比较,以及将计量学特征与环境因子偶联研究。笔者对草-环境系统植物C、N和P生态化学计量学的研究进行了综合分析,重点论述了天然草原系统植物C、N和P生态化学计量学特征及其对环境因子的响应规律。

土壤-植物系统中模拟酸雨与Cd复合污染的短期环境效应——黄豆盆栽试验

通过盆栽实验,研究了在黄豆(Glycine max)的一个生长周期内,模拟酸雨与Cd复合污染对土壤基本性质的影响,模拟酸雨作用下土壤-植物系统中Cd的迁移转化规律以及模拟酸雨与Cd复合污染对黄豆生长与生理特性的影响,探讨了土壤-植物系统中这种复合污染的短期环境效应.结果表明,短期内模拟酸雨和Cd污染对土壤-植物系统都有致害作用,但Cd污染的效应大于模拟酸雨的效应,模拟酸雨与Cd复合污染环境效应大于这2种污染物的单因素效应,且表现出明显的协同作用.在本试验条件下,pH值为3·5的模拟酸雨和20mg·kg-1Cd的处理组合对土壤-植物系统的危害最严重.尽管在短期内,协同作用仅在土壤交换态Cd含量、黄豆茎和根中的Cd含量这3项指标上得到一定程度的体现,但这种复合污染的化学机制和环境效应值得关注,这2种污染物长时期共同作用对土壤-植物系统的影响也值得深入研究.

根瘤菌-豆科植物共生体系在重金属污染环境修复中的应用

指出了生物修复以其操作简便、成本低廉及安全性高等优点被当作修复重金属污染环境的有效途径。根瘤菌-豆科植物共生体系是一种固氮能力较强的体系,在改善土壤氮素不足中起到了关键作用。阐述了根瘤菌-豆科植物共生体系在重金属污染环境修复中应用。

闽江河口不同淹水环境下典型湿地植物-土壤系统全硫含量空间分布特征

选择闽江河口鳝鱼滩湿地不同淹水环境下2条样带(A样带,远离主潮沟且退潮后无淹水;B样带,靠近主潮沟且退潮后有淹水)上的短叶茳芏、互花米草和扁穗沙草植被下的湿地为研究对象,探讨了湿地植物-土壤系统全硫(TS)含量的空间分布特征。结果表明,长期淹水环境在导致B样带同种植被类型下的湿地表层土壤的TS含量低于A样带的同时,也增强了不同植被类型下湿地之间0—40cm土层TS含量的水平变异性以及相同类型湿地土壤TS含量的垂直变异性。尽管长期淹水环境降低了B样带3种植被根的TS含量和累积系数,但增加了其地上器官及立枯体的TS含量和累积系数,并提高了其地上器官的硫分配比。对比研究表明,闽江河口3种湿地土壤和植物的TS含量在全国均处于较高水平,其值远高于三江平原淡水沼泽湿地、向海盐沼湿地以及华北海河流域湿地,但略低于南方红树林湿地。研究发现,淹水条件和土壤水分含量是导致A、B 2条样带相同类型湿地土壤TS含量差异的主导因素;淹水条件亦改变了湿地植物的硫分配格局,湿地植物可通过调整自身的硫吸收与累积状况来适应长期淹水环境。

汞在SPAC-人体系统中的转递及主要影响因素

汞(Hg)是环境中一种具有高度毒性的重金属元素,且具有较高挥发性,因而作为一种全球性的污染物而备受关注。汞在SPAC系统中的迁移转化,是全球汞循环的重要环节,与人类的健康密切相关。汞通过食物链进入人体并在体内蓄积受多种因素影响,主要包括3个方面:土壤性质(如土壤汞含量、pH、有机质、粘土矿物等),植物特性(植物类型、种类和生育期等),大气状况(如光照强度、气温和大气湿度等)。此外,锌、硒和抗氧化剂等的存在也有较大影响。综述了汞在SPAC-人体系统中的迁移积累及其调控机理。

油水乳化体系中分枝杆菌转化植物甾醇产9α-羟基雄甾烯酮工艺研究

为了提高分枝杆菌转化植物甾醇产9α-羟基雄甾-4-烯-3,17-酮(9-OH-AD)的转化效率,建立了油水乳化体系。结果表明:机械搅拌提供剪切力和加入吐温80作为分散剂是形成稳定乳化体系的必要因素,且油的比例须随甾醇投料质量浓度的增加而增加。在油水乳化体系中,细胞均匀分散,生物量增加,植物甾醇投料浓度和转化效率均得到提高;植物甾醇投料质量浓度可达20g/L,9-OH-AD摩尔得率达到64.06%,产率为1.28g/(L·d)。转化终止后通过离心进行相分离,可以去除大部分存在于油相中的副产物,使产物纯度从66%提高到90%。

乐安河-鄱阳湖湿地植物群落分布及其环境影响因子

于2012年平水期(4月)、丰水期(8月)和枯水期(11月)对乐安河自上游至下游及入鄱阳湖区域内湿地植物群落分布和水土环境因子进行调查,分析乐安河不同水期湿地植物群落的分布特征,通过DCCA(detrended canonical correspondence analysis,除趋势典范对应分析)探讨不同水期植物群落分布特征与环境因子间的定量关系.结果表明:3个水期内共观测到湿地植物167种,不同水期植物种类及组成结构均具有显著差异.其中平水期湿地植物102种,分属于33科75属;枯水期71种,分属于27科53属;丰水期种类最少,为55种,分属于20科42属.乐安河上游处于未受矿山开采影响的对照区域内,水生植物群落分布主要受河流自然环境因素的影响.对于受重金属酸性污染影响较严重的区域,DCCA排序结果显示,水土环境中p H和Cu、Pb、Cd等重金属含量是影响植物群落分布的重要因素.其中,上游湿地植物群落分布主要受Cu含量和p H的影响;中、下游主要受水、土环境中重金属Pb、Cd的复合污染以及p H的影响.乐安河湿地植物群落分布与环境因子间具有明显的对应关系,DCCA法能准确识别影响湿地植物群落分布的关键环境因子.

动态环境人-车系统的人体振动特性研究与仿真

针对动态环境机械系统人-机界面设计的分析需要,应用人体动力学建模与人体振动实验相结合方法进行动态环境人-机系统的人体振动特性研究与仿真分析.依据多体系统动力学原理建立了人-车系统五自由度(5-DOF)坐姿人体全身垂直振动模型,经人体振动实验得到坐姿人体的传递函数曲线,采用参数识别方法获得人体的动力学参数,在此基础上,通过MATLAB/Bode对人体振动模型的模拟分析,得到了人体各部分的振动特性.用ADAMS/Vibration软件系统进行人体振动仿真试验,验证了5-DOF人体振动模型的人体振动特性研究结果的有效性.研究结果对于分析人-车系统的人体动力响应有着重要价值,可为动态环境机械系统的人-机界面设计提供重要参考,对客观评价人体坐姿的舒适性有指导作用.

“人体-环境”新系统医学模式探讨

运用系统论观点分析“生物-心理-社会”医学模式的优越性和局限性,提出以人为主体,将人作为一完整系统,人与环境合为大系统,以整体论的健康观为理念的“人体-环境”新系统医学模式,旨在更好地推动中西医结合和预防医学的发展,加速学科间的相互渗透,唤起健康和环保意识,以及更加重视政治和法律政策对现代医学的作用。

α-亚麻酸、植物甾醇酯复方牛奶降血脂人体试食研究

目的:研究α-亚麻酸、植物甾醇酯复方牛奶的降血脂作用。方法:将受试者按血脂水平随机分为复方牛奶试食组和安慰剂对照组,其中对照组51例,试食组53例,以双盲法进行实验。受试者按照每日2次,每次1盒250mL/盒,服食45d。结果;α-亚麻酸、植物甾醇酯复方牛奶能降低血清总胆固醇(p<0.01)、甘油三脂(p<0.01),血清总胆固醇平均下降10.32%±0.14%,甘油三脂平均下降15.58%±0.34%,而高密度脂蛋白胆固醇水平无显著性差异。实验组的总有效率为81.13%,与对照组(49.02%)比较,差异有显著性(p<0.01)。结论:α-亚麻酸、植物甾醇酯复方牛奶具有辅助降血脂功能。

基于时间-活动模式下各类微环境中人体PM_(2.5)暴露评价研究进展

室内微环境是人们进行各种社会活动的主要场所,其细颗粒物PM2.5的浓度与人体健康有着紧密的联系。综述了基于时间-活动模式下进行各类微环境(如住宅室内、交通微环境、医院、学校等)中人体PM2.5暴露评价的方法、PM2.5的暴露来源以造成不确定性的影响因素,并对该领域的研究前景和发展趋势进行了展望。

塔里木河下游荒漠-绿洲过渡带植物群落分布及其环境解释

为探讨生境对荒漠-绿洲过渡带植物群落分布格局的影响，在对塔里木河下游铁干里克绿洲边缘至英苏荒漠-绿洲过渡带进行典型植物群落样地调查的基础上，选取19个环境指标刻画植物群落的土壤、水分和空间位置特征，采用双向指示种分析（wm姻PAN）划分植物群落类型，利用除趋势典范对应分析（OCCA）分析不同植物群落分布格局与环境的关系，并对环境空间变量进行定量分离。结果表明：（1）塔里木河下游荒漠-绿洲过渡带植物群落可以划分为4个类型：（2）0—180cm的土层是与植被群落分布相关紧密的土壤层次。为开展植被群落格局与环境因子关系研究的关键层次；（3）过渡带以水盐耦合为主导的环境梯度对植物群落分布格局起主导作用，其中影响显著的环境因子是以电导率、Cl-为代表的土壤盐分因子和土壤养分中的速效K；（4）环境因子总共解释了塔里木河下游荒漠-绿洲过渡带植被分布格局变异的52．08％，其中土壤盐分因子、土壤养分因子、水分因子、空间因子和四者的交互作用分别解释了16．589％、11．104％、9．940％、7．148％和7．247％。在对过渡带的恢复与重建过程中，应采取分区治理，重点考虑土壤盐分因子，保持水盐动态平衡，防止土壤盐渍化的发生。

多环芳烃(PAHs)在土壤-植物系统中的环境行为

PAHs具有强致癌性,它在环境中的污染问题日益受到重视。文章综合评述样品中PAHs分析过程所用提取剂的种类、提取方法和检测方法;土壤中PAHs的来源、含量、分布及其影响因素;PAHs在土壤中的吸附和解吸;PAHs在环境中的降解及降解PAHs的微生物类群;PAHs在植物体内的含量、分布及其影响因素。提出了今后值得加强研究的方面。