施硅对水稻铁膜砷固定和体内砷转运的影响

水稻铁膜对砷(As)的固定及其体内As的转运深刻影响着糙米中As的累积.施硅(Si)能够抑制水稻对As的累积,然而,施Si如何调控铁膜对As的固定和水稻各部位的As向糙米的转运,相关机制目前尚未十分清楚.以As超标土壤中的水稻铁膜为研究对象,通过开展不同Si处理水平的土壤盆栽试验,研究施Si对水稻根表铁膜固定As和各组织器官中As向糙米转运的影响及作用机制.结果表明,Si_(2)(0.66 g·kg^(-1))处理显著提高了水稻根系CAT(1.81倍)、SOD(7.98倍)和POD(1.25倍)酶活性,增加了铁膜中的DCB-Fe含量(44.35%),提高了铁膜的表面粗糙度(108.91%),导致铁膜的DCB-As含量明显升高(88.32%);而且,Si_(2)处理显著增加了水稻根中As的累积率,降低了根和叶对As的转运能力,最终导致糙米中As含量的显著降低(53.12%).施Si增强水稻根表铁膜对As固定的原因可归结于Si促进铁膜的形成和增大铁膜的表面粗糙度,而施Si抑制根和叶中As向糙米的转运则可能与Si竞争水稻体内As的转运蛋白,促进As-巯基络合物形成以及增强As液泡区隔化等密切相关.研究成果可为稻田As污染阻控技术及产品研发提供科学依据,为华南地区As污染农田的安全利用提供重要参考.

地下水系统中富里酸-铁-砷的共沉淀行为

地下水系统中砷酸盐与Fe(Ⅲ)的共沉淀可以有效减少砷向水生环境的释放。有机质易参与Fe(Ⅲ)的沉淀过程,从而影响砷的固定,但目前对基于共沉淀反应的C-Fe-As耦合机制的认识还非常有限。选取富里酸(FA)为典型有机质,通过开展室内批试验,探讨不同Fe(Ⅲ)浓度和pH值条件下地下水系统中FA-Fe(Ⅲ)-As(Ⅴ)的共沉淀行为,并综合采用三维荧光光谱(3D-EEMs)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜与能谱分析(SEM-EDS)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,揭示地下水系统中有机质-铁(氢)氧化物共沉淀(OFC)的固砷机理。结果表明:地下水系统中较高的Fe(Ⅲ)浓度促进水解共沉淀发生,有利于砷的固定及FA的组分分馏,FA中大分子量、强芳香性组分优先与水铁矿结合形成OFC;As(Ⅴ)通过占据OFC中类腐殖质组分与水铁矿的结合位点而被固定;地下水系统中较高的pH值抑制共沉淀发生,FA提高了Fe(Ⅲ)的溶解度,不利于砷的固定。该研究结果有助于深入理解地下水系统中砷与碳元素的地球化学循环过程,可为地下水砷污染的治理与防治提供理论基础。

硫化物生物浸出过程中木质纤维素的应用现状

生物浸出技术具有成本低、无污染、要求简单的特点,已被成功应用于很多金属硫化矿物的回收。但生物浸出速度慢、浸出率低的问题一直存在,特别是对黄铜矿。木质纤维素作为一种廉价的可再生资源,可以加速生物浸出过程。对木质纤维素在生物浸出中的应用研究进行回顾,讨论木质纤维素的硫酸水解问题,对比分析添加木质纤维素对生物浸出效率、矿物、ORP、pH、Fe^3+/Fe^2+、微生物群落等的综合影响。总结了木质纤维素促进生物浸出的机理,并讨论氰渣处理和砷固定方向的相关研究和发展趋势。

水稻土中氮素对微生物固砷的扰动及效应机制

我国是世界上最大的水稻生产国,水稻生产在粮食安全方面起着重要的作用.现阶段,我国稻田土壤的砷污染问题表现突出.稻田长期处于淹水的缺氧环境下,微生物在厌氧条件下介导的砷形态转化速率和程度均强于化学过程.理解和认知微生物对稻田土壤中砷固定的关键过程及作用机制将为开展稻田砷污染的有效治理提供理论依据.在综合分析了砷在稻田土壤中的迁移及其影响因素的基础上,主要综述了涉及淹水稻田土壤中微生物参与As(Ⅲ)固定两条重要途径:Fe(Ⅱ)氧化成矿耦合As(Ⅲ)固定(间接过程)与As(Ⅲ)直接氧化固定(直接过程).同时,就氮素在土壤的形态及分配对微生物参与砷固定的响应过程也展开系统性论述.其中,总结了参与微生物砷固定与氮素转化的关键基因表达及代谢机制;最后,归纳了砷污染稻田微生物修复技术的相关研究进展,并提出了初步展望.