低浓度Pb^(2+)对Cd^(2+)污染下冬小麦幼苗过氧化物酶同工酶的影响

为给土壤重金属复合污染条件下冬小麦生长发育安全性和稳定性的正确评价提供科学依据,采用聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)方法研究了低于国家"土壤环境质量标准(GB 15618-1995)"规定的Ⅱ类土壤环境基准值(350.0mg.kg-1干土,pH>7.5)时的Pb2+对Cd2+污染下冬小麦幼苗过氧化物酶(POD)同工酶表达的影响。结果表明,在冬小麦幼苗3周龄时,土壤Cd2+污染对其POD同工酶的表达表现出抑制效应,其中10.0mg.kg-1干土的Cd2+抑制作用最强;除50.0和80.0mg.kg-1干土的Pb2+可分别减缓5.0和10.0mg.kg-1干土的Cd2+对POD表达的抑制作用外,其他浓度的Pb2+表现出与Cd2+协同抑制POD表达的现象。在冬小麦幼苗7周龄时,土壤Cd2+浓度超过10.0mg.kg-1干土后对POD同工酶表达表现为抑制效应,且表达量随着Cd2+浓度的升高而表现出依次降低的趋势;除120.0和180.0mg.kg-1干土的Pb2+可减缓Cd2+对POD同工酶表达的抑制效应外,其他低浓度的Pb2+与Cd2+均表现出协同抑制POD表达的现象。说明土壤Pb2+浓度低于国家"土壤环境质量标准"规定的Ⅱ类土壤环境基准值350mg.kg-1干土(pH>7.5)时,主要表现为加重Cd2+污染对冬小麦幼苗POD同工酶表达的抑制效应。

低浓度Pb^(2+)对Cd^(2+)污染下冬小麦幼苗根微域土壤水解酶活性及与根微域土壤生化特征关系的影响

采用盆栽试验法探讨了Cd2+、低于国家"土壤环境质量标准"规定的Ⅱ类土壤环境基准值300 mg.kg-1干土时的Pb2+与Cd2+复合处理对冬小麦幼苗根微域土壤磷酸酶、转化酶和脲酶活性及与根微域土壤微生物数量和生化特征关系的影响特征。结果表明:(1)Cd2+对冬小麦幼苗根微域土壤转化酶、脲酶和磷酸酶活性表现为显著抑制效应;而低浓度Pb2+主要表现为协同Cd2+污染抑制根微域土壤水解酶活性效应;(2)Cd2+处理下,磷酸酶活性与微域土壤有机质含量呈极显著正相关;转化酶活性与细菌、真菌和放线菌数量呈显著负相关,与有机质呈显著正相关;脲酶活性与细菌、真菌和放线菌数量及微生物量碳表现为极显著正相关;(3)Pb2+/Cd2+处理下,碱性磷酸酶活性与微生物量碳表现为显著正相关;转化酶活性与全氮含量表现为显著负相关,与有机质含量呈极显著正相关;脲酶活性与全氮呈极显著正相关,与有机质为极显著负相关,总体来讲,Cd2+/Pb2+与Cd2+处理之间酶活性与生化特征的关系存在明显差异;同时Pb2+/Cd2+处理下磷酸酶、转化酶和脲酶活性与土壤微生物数量之间的相关性特点与Cd2+处理下也明显不同。

稻壳灰对水中低浓度Pb(Ⅱ)的吸附特性

为利用稻壳灰去除水中低浓度Pb(Ⅱ),对吸附前后的稻壳灰进行傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析,采用静态吸附法考察了稻壳灰对水中低浓度Pb(Ⅱ)的吸附特性。结果表明,稻壳灰表面存在多种基团,部分极性基团参与了Pb(Ⅱ)的吸附;随着p H的升高吸附量增加;当Pb(Ⅱ)初始浓度为20 mg/L、温度为25℃时,稻壳灰去除Pb(Ⅱ)的最佳投加量为1.8 g/L,去除率为98.1%;溶液中Na(Ⅰ)、Ca(Ⅱ)的存在会抑制稻壳灰对Pb(Ⅱ)的吸附,相同浓度的Ca(Ⅱ)对吸附的抑制比Na(Ⅰ)更明显。分析结果显示,Freundlich方程能够更好地拟合不同温度的吸附等温线,该吸附存在多层吸附,温度升高有利于吸附。吸附热力学研究表明,ΔG~θ<0、ΔH~θ>0和ΔS~θ>0,说明该吸附是自发、熵增的吸热过程。准二级方程能够很好地拟合稻壳灰吸附Pb(Ⅱ)的动力学数据,可能是由表面吸附和颗粒内扩散共同控制。

Cd、低Pb/Cd下冬小麦幼苗根系分泌物酚酸、糖类及与根际土壤微生物活性的关系

采用土壤盆栽试验法研究了Cd、低于国家"土壤环境质量标准"规定的Ⅱ类土壤环境基准值300 mg/kg干土时的Pb与Cd复合处理对冬小麦幼苗根系分泌物总酚酸和简单糖类及其与根际土壤微生物活性关系的影响特征。结果表明:1)冬小麦幼苗生长3周时,随Cd浓度的升高,根系简单糖类的分泌量表现为降低-增加-降低现象,而酚酸分泌量主要表现为显著(P<0.05)增加;幼苗生长7周时,简单糖类分泌量极显著(P<0.01)降低,酚酸分泌量表现为降低-增加-降低现象;幼苗生长12周时,简单糖类分泌量在Cd≤50.00 mg/kg干土时降低,Cd浓度为70.00 mg/kg干土时极显著(P<0.01)增加,酚酸分泌量在Cd≤20.00mg/kg干土时降低,Cd>20.00 mg/kg干土时增加。2)低于国家"土壤环境质量标准(GB15618—1995)"规定的Ⅱ类土壤环境基准值(300 mg/kg)时,Pb的存在会对Cd胁迫下冬小麦根系酚酸和简单糖类分泌特征有明显影响,主要表现为可使Cd处理下幼苗根系酚酸分泌量增加,而简单糖类分泌量降低。3)低Pb/Cd处理与Cd处理之间,冬小麦幼苗根系酚酸和简单糖类分泌量与细菌、真菌和放线菌数量、脲酶、转化酶和脱氢酶活性、有机质和全氮含量、微生物量碳等根际土壤微生物生化活性之间的相关性特点明显不同。