甜玉米自交系重金属Pb、Cd积累差异及分子检测

【目的】筛选获得在重金属Pb、Cd单一污染及复合污染下Pb、Cd低积累的优良甜玉米自交系,以及可用于甜玉米重金属Pb、Cd积累早代鉴定的分子技术。【方法】以10个甜玉米自交系为供试材料,通过盆栽试验研究重金属Pb、Cd单一污染及Pb、Cd复合污染下,玉米根系、茎叶和籽粒中Pb、Cd含量的积累差异;同时对供试材料ZmHMA2 InDel位点进行Pb、Cd积累差异分子检测,综合分子标记检测与重金属Pb、Cd在不同材料间的积累结果,筛选甜玉米重金属低积累自交系。【结果】无论是单一污染还是复合污染,重金属Pb、Cd的积累规律均表现为根系>茎叶>籽粒;在复合污染下,玉米不同组织对重金属Pb、Cd的积累无明显竞争与协同效应,表明玉米Pb、Cd的积累机制存在一定差异。通过鉴定,获得籽粒Pb低积累玉米自交系2份,籽粒Cd低积累玉米自交系3份,仅有一份材料闽甜系X901表现出籽粒Pb、Cd均低积累。利用InDel位点(InDel2307)对供试材料进行分子检测,结果发现供试材料中有4份存在该位点,含有该位点的材料中根系、茎叶和籽粒Cd含量平均值较其他材料平均值分别低1.801、0.64、0.131 mg·kg^(-1)。【结论】InDel2307位点能将不同玉米自交系按Cd累积量进行区分,对甜玉米Cd含量的区分具有特异性标记。综合分子标记检测与Pb、Cd含量积累结果,筛选出自交系闽甜系X901为Pb、Cd低积累材料。

土壤CdZnPb复合污染对植物吸收重金属的影响

以潮褐土为供试土壤,用油菜作指示植物,通过模拟试验研究了土壤镉铅锌复合污染对植物吸收重金属的影响。结果表明,在土壤Cd、Zn、Pb复合污染处理条件下,植物Cd、Zn、Pb吸收的线性方程分别为:YCd=1.26+0.12XCd-1.78XZn,YZn=0.97+0.06XZn和YPb=1.26+0.001XPb,分别达到了极显著水准,并发现土壤Cd含量和Zn含量对植物Cd吸收量产生Cd-Zn复合效应,但二者对植物Zn的吸收未产生复合效应,不仅土壤Pb对植物Cd和Zn的吸收量未产生影响,而且土壤Cd含量和Zn含量对植物Pb的吸收量也未产生影响。

化学调控作用对Cd Pb Cu复合污染菜地土壤中重金属形态和植物有效性的影响

通过盆栽试验,研究了有机物料和无机分子筛材料两种调控剂对集约化菜地土壤Cd、Pb和Cu形态变化及在蔬菜中的累积影响。结果表明,两种调控剂对土壤重金属Cd、Pb和Cu污染调控效果不同,有机物料降低了土壤中可交换态Pb的含量,对小白菜茎叶吸收Pb具有较好的抑制作用,但提高了土壤中可交换态Cd、Cu的含量,使小白菜茎叶中Cd、Cu的含量增加。而施加无机分子筛材料可降低土壤中可交换态Cd、Pb、Cu的含量,对小白菜茎叶吸收Cd、Pb和Cu均起到了较好的抑制作用。研究同时发现,施加两种调控剂后,土壤中重金属Cd、Pb和Cu的各种形态所占比例并无根本性变化,这可能与重金属的特性有关。

两种改良剂对矿区重金属污染土壤中Pb、Cd、Zn的固定效果

对重金属污染土壤分别施加膨润土和磷酸二氢钙2种改良剂,研究了这两种改良剂对土壤中Pb、Cd、Zn的固定效果。实验结果表明:(1)膨润土和磷酸二氢钙均可以降低土壤中交换态Pb、Cd的含量,对交换态Zn含量的影响不明显。(2)随着膨润土的加入量的增加,交换态Pb含量先减少,当施入量为2.0 g.kg-1时,其减少量最大,减少了0.48%,随后交换态Pb含量又呈增高趋势;而交换态Cd、Zn的含量则呈降低趋势,最大减少量分别为7.75%、0.41%。(3)随着磷酸二氢钙施加量的增加,交换态Pb、Cd含量均有明显的降低,且都呈现先减少而后逐渐上升的趋势。当加入4.0 g.kg-1时,交换态Pb减少量最大,减少量为1.31%;当加入1.0 g.kg-1时,交换态Cd含量减少最大,减少了7.99%。而加入的磷酸二氢钙使交换态Zn量增加了,因此磷酸二氢钙不利于Zn的固定。(4)磷酸二氢钙对Cd、Pb的固定效果优于膨润土。

银杏幼苗修复Pb和Cd重金属污染土壤特性

研究重金属Pb2+,Cd2+污染及其复合污染土壤对盆栽银杏幼苗生物量的影响及银杏幼苗对重金属污染土壤中Pb2+和Cd2+的富集特性及土壤修复。结果表明:Cd2+,Pb2+可显著或极显著降低银杏幼苗单株及各器官生物量增量,Cd2+对银杏幼苗生物量增量的抑制作用较Pb2+小,Cd2+-Pb2+复合污染进一步降低了银杏幼苗单株及各器官生物量增量;银杏幼苗体内Pb2+,Cd2+的质量分数和富集系数均表现为根>茎>叶,有利于Pb2+和Cd2+向茎、叶部迁移;Cd2+-Pb2+复合污染可促进植株对Cd2+和Pb2+的吸收,且对Pb2+的向上转运能力大于Cd2+,表现出明显的剂量效应和协同作用;银杏幼苗对Cd2+,Pb2+具有较大的积累量,且根中Cd2+,Pb2+累积量高于或显著高于茎、叶;Cd2+-Pb2+复合污染下银杏幼苗对Pb2+具有较强的吸收、运输和积累能力;银杏幼苗对Pb,Cd污染土壤的修复潜力较强。

辣椒对灰潮土重金属Cd Pb污染的反应与矿质元素吸收

通过盆栽试验和化学分析研究了辣椒对灰潮土重金属C d、Pb污染的反应与矿质元素吸收。结果表明:(1)重金属C d、Pb污染降低辣椒果实产量和果实中维生素C及糖含量,供试浓度下复合污染、C d处理和Pb处理的影响依次减弱;(2)重金属污染影响辣椒根茎叶鲜重,复合污染减少根茎叶鲜重的影响大于C d处理的影响,Pb处理的可增加根茎叶鲜重;(3)C d在辣椒体内的迁移性强于Pb的迁移性;复合污染中C d、Pb相互促进,增加植株各部C d、Pb吸收率;单一污染时,Pb对C d的吸收无促进作用,而C d可以增加辣椒各部对Pb的吸收;(4)各处理中辣椒各部Zn、K、C a含量变化趋势与C d含量变化趋势基本一致;(5)辣椒种植后,污染土壤残留的D TPA可提取态重金属量仍显著高于对照。

生菜对灰潮土重金属Cd Pb污染的反应与矿质元素吸收

以武汉市灰潮土为供试对象,研究了生菜对重金属Cd、Pb污染的反应和对矿质元素的吸收。结果表明:(1)Cd、Pb等重金属污染降低生菜的生物产量、可溶性糖和VC含量,且Cd影响更为明显;(2)生菜根和叶中含Cd、Pb的量均与污染土壤中Cd、Pb含量成正相关,Pb元素的存在能促进生菜对Cd的吸收,Pb主要积累在根部,Cd大部分积累在叶片中,且Pb促进Cd向地上部转移;(3)叶片鲜重与其Cd含量呈负相关;(4)Cd、Pb对其他矿质元素吸收存在不同程度的影响,且在作物不同部位影响的主要元素也不尽相同。

Pb、Cd、Hg复合污染对蕹菜生长和重金属累积规律的影响

通过大棚盆栽试验研究在不同pH条件下,土壤中铅、镉、汞3种重金属的4个水平下蕹菜中重金属的累积特征。结果表明,在适宜的土壤酸度水平下,中低浓度的铅、镉、汞混合污染有利于蕹菜的生长;相反,在高浓度铅、镉、汞混合污染的碱性土壤中,蕹菜的生物量小,根茎短且易受病虫害危害;蕹菜是耐镉性植物,蕹菜中的镉含量易受到土壤中重金属含量和土壤pH值的影响。

淮河流域重金属类环境激素Cd、Pb污染及潜在生态风险评价

通过对近年来有关淮河流域重金属污染文献分析研究,系统地总结了该流域沉积物中重金属类环境激素Cd、Pb含量在空间分布特点,干流流经城市河段、各支及洪泽湖区沉积物中Cd和Pb的含量明显高于干流其他区域。利用潜在生态风险指数法对淮河流域沉积物中重金属类环境激素Cd和Pb进行分析和评价,得出淮河流域支流和洪泽湖区沉积物中的重金属类环境激素Cd和Pb污染程度和生态危害程度显著高于淮河干流沉积物中的Cd和Pb。

银杏叶生物炭基肥修复重金属污染土壤方法研究

利用银杏叶制备银杏叶生物炭基肥,在修复时间4 d、银杏叶生物炭基肥添加量4%、反应温度30℃条件下修复重金属污染土壤。结果表明:Pb、Cd、Cu稳定效率分别达到89.5%、97.5%和74.9%;Pb、Cd、Cu弱酸可提取态占比分别由43.81%、60.53%、65.31%降至12.21%、52.75%、60.47%,Pb、Cd可还原态占比分别由11.12%、36.35%降至10.02%、33.71%,Pb、Cd可氧化态占比分别由14.36%、0.76%降至11.61%、0.74%,Cu可氧化态占比由11.13%升至14.12%,Pb、Cd、Cu残渣态占比分别由30.71%、2.36%、22.33%升至66.16%、12.80%、24.19%。银杏叶生物炭基肥稳定性强、修复效果好、成本低,在修复重金属污染土壤方向有较好的应用前景。

人为Pb,Cd污染条件下土壤磁性与重金属的关系

通过对昆明呈贡区某一实验样地人为添加Pb、Cd污染,分别研究Pb添加组和Cd添加组土壤磁性参数与重金属浓度的关系,采用单因子污染指数和内梅罗综合污染指数法进行污染评价。结果表明,实验样地Pb、Cd达重度污染,Cu、Zn、As、Cr和Hg为轻微至中度污染。利用Pearson相关和主成分分析方法探讨人为Pb、Cd污染条件下土壤磁性参数(低频质量磁化率χ_(lf)、频率质量磁化率χ_(fd)%、非磁滞剩磁ARM、饱和等温剩磁SIRM)与重金属含量的相关关系。结果表明,各对照组χ_(lf)与Cu和Zn均呈极显著正相关关系。Pb添加组中,SIRM与Pb浓度呈极显著负相关,Cd添加组,χ_(fd)%与Cd浓度呈极显著正相关。

巴中市土壤重金属Cd、Pb的污染评价

论文通过对巴中市农田表层土壤重金属元素Cd、Pb的调查分析,采用单因子污染指数法、内梅罗污染指数法和地质累积指数法,对当地土壤重金属Cd和Pb进行了污染评价.单因子污染指数法与地质累积指数法评价结果一致表明:土壤Pb均未超标,安全等级为无污染.但单因子污染指数法与地质累积指数法对Cd的评价结果有明显差异,单因子污染指数法评价结果表明:Cd的安全等级为非污染,在Cd检测的344份样品中,Cd的超标率为11%;地质指数累积指数法评价结果表明:Cd的安全等级为轻污染,且样品超标率为32%.综合污染指数表明研究区Cd的污染级别为第三级别(污染程度为轻污染).所以应采取相关技术措施,防止重金属元素污染.

NTA强化印度芥菜修复Cd、Pb污染土及重金属渗漏特征

针对可降解螯合剂强化植物提取修复过程中重金属渗漏研究的薄弱环节,以印度芥菜提取修复Cd、Pb污染土为背景,通过植物栽培-降雨淋滤实验,研究NTA的强化植物提取效果,以及在降雨条件下的重金属渗漏特征,结果表明:NTA对印度芥菜生物量影响不显著,印度芥菜生物量主要受重金属污染类型影响,Pb对印度芥菜的生长抑制作用最大;NTA对Cd、Pb单一与复合3种类型污染土中印度芥菜的重金属富集、转移以及地上部提取量均表现出不同程度促进作用,对Pb单一污染土重金属提取促进作用最强;添加NTA大幅提高重金属的渗漏,且酸雨条件下渗漏风险进一步加大。重金属渗漏随降雨量的增加呈线性下降趋势。

湘江入湖河段沉积物重金属污染及其Pb同位素地球化学示踪

湘江是我国重金属污染最严重的河流之一。本次工作利用等离子质谱(ICP-MS)和多接收同位素质谱(MC-ICP-MS)等技术,对湘江入湖河段沉积物进行了系统的重金属微量元素和Pb同位素分析。结果表明,湘江河床沉积物明显富集Bi、Sc、V、Mn、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd、Sn、Sb等多种重金属微量元素,而湖盆沉积物重金属微量元素的富集程度明显降低。地累积指数(Igeo)评价显示,河床沉积物存在Cd、Sb、Bi、Sn、Pb、Zn、U、Tl、Th、Mn、Cu等重金属污染,其中Cd达严重污染程度,Sb、Bi、Sn、Pb等达到中度至重度污染程度,而Zn、U、Tl、Th、Mn、Cu等达中度或轻度污染程度。湖盆沉积物除存在中度的Cd、Sb污染外,其余多数重金属未达到污染水平。铅同位素示踪分析表明,河床沉积物的铅是来自流域上游花岗岩风化的自然源Pb,和流域上游Pb-Zn矿床的矿石铅与燃煤烟尘带入的铅等人为源Pb组成的多元混合铅。且河床沉积物中人为源Pb占80%的比例。湖盆沉积物中的铅则以人为源Pb为主,受上游岩石风化影响较小,为来自流域Pb-Zn矿床的矿石铅和燃煤烟尘带入的铅组成的二元混合铅。河床沉积物存在的Sc、Cd、Bi、Cu、Zn、Sn、Sb等重金属污染与Pb一样,为自然来源和人为来源重金属组成的多元混合重金属污染。

长沙城郊农田土壤重金属Pb、Cd的生态风险评价研究

采集长沙城郊18个乡镇513个农田土壤样点,运用模糊综合评价法和层次分析法从农田土壤重金属Pb、Cd的含量、土壤理化特性(pH值、有机质、碱解氮、有效磷)、土壤区位特征(土壤采样点离城镇的距离、离建设用地的距离、离河流的距离、离农村居民点的距离)3个方面选取评价指标,建立农田土壤重金属Pb、Cd的生态风险评价模型,并根据生态风险指数值(ERI)将生态风险等级划分为四级(Ⅰ级ERI>0.70、Ⅱ级0.6<ERI≤0.70、Ⅲ级0.4<ERI≤0.60、Ⅳ级ERI≤0.40)。结果表明,22.9%的土壤样点生态风险指数为Ⅲ级和Ⅳ级水平,具有较高的生态风险,主要分布在河流、城镇、建设用地和农村居民点的聚集区。根据各乡镇生态风险等级的差异,划分农田土壤重金属Pb、Cd的高、中、低生态风险区。农田土壤重金属的生态风险评价与分级、分区是建立农田土壤重金属生态风险防控体系的必要手段,可为农田土壤的科学合理利用提供参考。

土壤重金属Pb和Cd在小白菜中的富集特征及产地环境安全临界值

探究蔬菜对土壤重金属的富集特征及植株重金属含量与土壤环境含量的关系,对无公害蔬菜生产及其安全产地适宜性评价至关重要。通过盆栽方法,研究了不同土壤条件下(水稻土和潮土)小白菜可食部分对Pb和Cd的富集特征,并探讨了Pb与Cd在产地土壤环境中的安全临界值。结果表明,不同土壤条件下,小白菜可食部分对Pb和Cd的累积量均随处理浓度的增加呈递增趋势。和对照相比,2种土壤中小白菜可食部分Pb的最高含量分别提高了18.31倍和9.49倍,Cd的最高含量分别提高了15.4倍和10.04倍。同一处理水平下,水稻土中的Pb和Cd比潮土中的更易被植物富集。水稻土中小白菜可食部分Pb含量是潮土中的2.54倍,Cd含量则是潮土中的1.92倍。依据国家食品污染物限量标准(GB2762—2005)进行方程拟合,得出种植小白菜的水稻土中Pb和Cd的安全临界值分别为36.54mg/kg和0.30mg/kg,低于或等于国家土壤环境安全标准限制的临界值(HJ332—2006)。潮土中Pb和Cd的安全临界值分别为110.21mg/kg和1.09mg/kg,高于国家土壤环境安全标准限制的临界值(HJ332—2006)。

土壤重金属Pb和Cd在蕹菜中的累积特征及产地环境安全临界值

通过盆栽方法研究了水稻土和潮土两种土壤条件下蕹菜对Pb和Cd的累积特征,并探讨了Pb与Cd在产地土壤环境中的安全临界值。结果表明:两种土壤中蕹菜的Pb和Cd累积量与土壤Pb、Cd添加量均呈正相关关系,茎中的累积量显著高于叶。水稻土和潮土环境下,蕹菜茎中的Pb平均含量分别是叶中的3.86、2.02倍,Cd平均含量分别是叶中的3.58、4.73倍;在同一处理水平下,水稻土中Pb和Cd比潮土中更易被植株累积,水稻土环境下蕹菜茎、叶中Pb含量分别是潮土环境下的4.88、2.56倍,Cd含量则分别是潮土环境下的3.04、4.02倍;依据国家食品污染物限量标准(GB2762—2005)进行方程拟合,得出种植蕹菜的水稻土中Pb的安全临界值为57.83mg·kg-1,潮土中Pb和Cd的安全临界值分别为77.02、0.47mg·kg-1,均高于国家土壤环境安全标准限制的临界值(HJ332—2006)。

两种外生菌根真菌对重金属Zn、Cd和Pb耐性的研究

纯培养条件下研究菌根真菌对重金属耐性的前提是选择合适的培养方式且保持重金属的有效性 .比较了液体静置、液体摇床和琼脂固体培养 3种方式下Cd对点柄粘盖牛肝菌 (Suillusgranulatus)生长的影响 .筛选后确定液体静置培养是一种比较合适的方法 .运用液体静置培养方法 ,研究了重金属Zn、Cd和Pb对点柄粘盖牛肝菌和卷缘桩菇 (Paxillusinvolutus)生长的影响 ,并利用EC5 0 值评价真菌对Zn、Cd和Pb的耐性 .结果表明卷缘桩菇的CdEC5 0 值低于点柄粘盖牛肝菌 ,但Zn和Pb的EC5 0 值均高于点柄粘盖牛肝菌 ,表明卷缘桩菇比点柄粘盖牛肝菌更耐Zn和Pb 。

土壤重金属Pb和Cd在小萝卜中的富集特征及产地环境安全临界值

通过盆栽试验研究江苏2种不同理化性质的典型土壤(潮土和水稻土)下,小萝卜对Pb、Cd吸收、积累及分配的影响,探讨了Pb与Cd在产地土壤环境中的安全临界值。结果表明:(1)2种土壤中小萝卜Pb、Cd含量与土壤添加量均呈正相关,根部含量显著高于叶的。水稻土中小萝卜根的Pb平均含量是叶的60.88倍,Cd平均含量在水稻土和潮土中则分别是叶的3.20倍和1.85倍;(2)同一处理水平下,水稻土中的Pb、Cd比潮土中更易被小萝卜富集。水稻土中小萝卜根的Pb含量是潮土中的21.58倍,Cd含量是潮土中的2.26倍;(3)依据国家食品污染物限量标准(GB2762—2005),进行方程拟合,得出种植小萝卜的水稻土的Pb、Cd安全临界值分别为139.99、3.43 mg/kg,潮土的安全临界值分别为220.25 mg/kg和6.11 mg/kg,均显著高于国家土壤环境安全标准限制的临界值(HJ 332—2006)。

沉积物中重金属Pb和Cd对河蚬的毒性效应研究

以河蚬为受试生物,以存活率、呼吸抑制率为测试终点,研究了沉积物和上覆水中重金属Pb、Cd对底栖生物的毒性效应,并探讨了沉积物中酸挥发性硫化物(acid volatile sulfide,AVS)和同时提取金属(simultaneously extracted metals,SEM)对重金属生物有效性的影响。结果表明,沉积物中Pb、Cd对河蚬致死效应较低,当Pb、Cd浓度分别为400、100 mg獉kg-1,连续暴露21 d时,致死率低于20%;沉积物中Pb、Cd对河蚬14 d的呼吸抑制率EC50分别为519和151 mg獉kg-1;上覆水中Pb和Cd离子浓度较低,对生物毒性效应贡献可以忽略;SEM/AVS值和生物呼吸抑制率有着明显的线性相关性,当SEMPb/AVS>1,SEMCd/AVS>0.6时,重金属对河蚬有明显的毒性效应。