微生物诱导碳酸盐沉淀修复铅(Pb)污染黄土的试验研究

重金属污染是一个世界性的环境问题,对人类健康和野生动物都有潜在的严重影响。文章首先采用不同菌液接种比例(1∶9,1∶3)进行了溶液中的铅(Pb)修复试验。另外利用Visual MINTEQ软件研究了碳酸盐沉淀的形态和其生成次序。最后进行黄土中Pb修复试验。结果表明,细菌接种比例为1∶3时Pb修复效率达到96%。在后续开展的土柱修复试验中,试验结果发现注入菌液量测得出的细菌活性随菌液渗透距离的增加而降低,而且黄土本身就可以与一部分Pb结合,将溶液中的游离态Pb转换为碳酸盐态。在Pb污染质量分数为1250mg/kg的黄土中,巴氏芽孢八叠球菌修复后碳酸盐态的Pb质量分数提升9.71%。在Pb污染质量分数500mg/kg时其土柱上部修复效率达到了97.41%,土柱下部修复效率达80.71%。这些发现突显了MICP技术应用于Pb污染黄土修复的潜力。

基于梯度扩散薄膜(DGT)技术评估玉米农田土壤中铅的生物有效性及动力学过程

为验证梯度扩散薄膜(DGT)技术在准确评估自然环境下玉米农田土壤中铅(Pb)的生物有效性的可行性,并基于该技术探究土壤中Pb的动力学过程,本研究使用DGT技术、土壤溶液法和单独提取法测定了湖南省凤凰县内种植玉米的农田土壤中Pb的可提取态含量,并与玉米不同部位中Pb的含量进行了线性拟合分析;利用DGT技术结合DGT诱导土壤/沉积物通量(DIFS)模型模拟了土壤内部Pb的动力学过程。结果表明:35%的土壤点位中Pb的含量超过湖南省Pb背景值,但不存在玉米粒中Pb超标的情况(GB 2762—2022)。Pb在玉米不同部位迁移富集能力较低,且主要富集在根部,难以向地上部位迁移。不同方法测定的土壤中Pb的生物有效态含量分别为DGT技术(1.32±2.49)µg·L^(-1)、土壤溶液(2.23±3.75)µg·L^(-1)、二乙基三胺五乙酸(DTPA)单独提取法(5.79±2.51)mg·kg^(-1)、醋酸(HAc)单独提取法(0.81±0.49)mg·kg^(-1)和氯化钙(CaCl_(2))单独提取法(0.05±0.13)mg·kg^(-1)。DGT技术对玉米不同部位Pb含量的预测效果优于其他方法,且对叶中Pb含量的预测效果最佳。研究区大部分土壤固相Pb补给液相的能力较低,但固相上Pb的释放量较为稳定,仍可能会对当地造成潜在的生态风险。整体而言,DGT技术是评估玉米农田土壤中Pb生物有效性的最佳方法,其测定的Pb含量对玉米叶部Pb含量预测效果最佳,但对粒中Pb含量预测效果较差。此外,DGT技术可以结合DIFS模型深入分析土壤内部Pb的动力学的过程,为土壤污染的精准防控提供科学依据。

基于三七质量安全的土壤Cd和Pb风险阈值

为保障三七(Panax notoginseng)绿色种植和质量安全,探讨中国三七安全生产的土壤风险阈值。分析土壤理化性质、土壤Cd(镉)、Pb(铅)含量和有效态、三七主根Cd、Pb含量,通过线性相关分析三七主根Cd、Pb与土壤理化性质及土壤Cd、Pb总量与有效态之间的关系。利用回归模型建立土壤Cd、Pb总量有效态与三七主根Cd、Pb的回归方程,反推土壤有效态Cd、Pb阈值。结果表明,三七种植区土壤Cd、Pb样品超标率分别是83.64%和16.36%,土壤Cd污染严重,土壤Pb处于清洁水平。三七主根Pb含量未超标,Cd含量超标率为29.09%。土壤pH与三七主根Pb呈显著负相关,三七主根Cd含量与土壤Cd含量和土壤有效态Cd含量分别呈显著和极显著正相关;三七主根Pb与土壤Pb含量和土壤有效态Pb均呈极显著正相关。基于三七主根Cd、Pb限量标准推导出土壤有效态Cd阈值为0.27 mg/kg,土壤有效态Pb阈值为70.66 mg/kg。

微波消解-石墨炉原子吸收法测定复杂油脂样品中铅(Pb)含量

针对混合油脂成分较多、杂质干扰大的特点,新建了微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定混合型复杂油脂样品中铅(Pb)含量的方法。通过对石墨炉条件进行优化,获得其最佳条件:基体改进剂体系为3μL磷酸二氢铵(1%)/硝酸镁(0.05%)混合溶液,灰化温度550℃,原子化温度1700℃。方法性能考察结果:在0~80μg/L范围内,所建方法的线性方程为y=0.0028x-0.0002,相关系数r^(2)=0.9979,加标回收率范围为95.5%~103.4%,RSD%范围为0.31%~2.13%(n=5),表明方法的线性良好,具有较高的准确度和精密度。采用所建方法测定了8种油脂样品中Pb的含量,测定结果表明:所建方法可以准确测定复杂油脂样品中Pb元素的含量。

EDXRF光谱法快速检测猪预混合饲料中的镉铅砷

试验旨在探讨能量色散X射线荧光(EDXRF)光谱快速检测猪预混合饲料中镉(Cd)、铅(Pb)和砷(As)元素的新方法。样品加入淀粉和水,经94℃水浴糊化后,用EDXRF光谱扫描,通过光谱识别进行定性,标准加入法进行定量。结果表明:各元素的EDXRF谱峰无干扰,在考察的浓度范围内,方法线性良好(R2>0.998);Cd、Pb和As的检出限分别为1.06、1.68、1.97 mg/kg;总体回收率为93.72%~105.10%;总体相对标准偏差为2.30%~9.40%。说明该方法简便快速,准确可靠,能够满足猪预混合饲料Cd、Pb和As快速检测的需要。

铅(Pb)对西葫芦幼苗生理生化特性的影响

用不同浓度的1/2 Hoagland+Pb2+做胁迫试验,研究重金属铅(Pb)对西葫芦生理生化特性的影响。结果表明,随着Pb2+浓度的升高,西葫芦幼苗叶绿素含量下降,以及叶绿素a/b比值明显上升,叶片细胞膜透性显著增加,丙二醛(MDA)含量显著升高。随着Pb2+浓度的升高,超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性逐渐升高,达到一定浓度时,SOD、POD、CAT活性则显著下降。

四川主产地花椒铅(Pb)累积特性及残留量检测与风险评估

以四川主要花椒产地的18个试验点为对象,研究四川主产区花椒对Pb的积累特性及食用风险。结果表明:花椒树皮、树枝、树叶、果实对土壤中的铅均有一定的富集能力;各部位有机态铅含量均显著高于其他4种形态;花椒果皮样品的总铅含量显著高于其他部位样品,花椒树枝和树叶样品中的总铅含量差异不显著,花椒树皮的总铅含量均较低;花椒果皮内梅罗污染指数P值等级显示,花椒果实有一定的超标风险;土壤总铅含量的高低与花椒果皮总铅含量的高低无显著对应关系,但土壤生物有效性K值越高,花椒果皮中铅的富集风险越大;成年人对于花椒中铅(Pb)的目标风险系数THQ都远低于1.0,说明花椒可食用部分中重金属铅含量对我国消费者的健康暂时是风险极低的。

铅(Pb)胁迫对黄菖蒲叶片生理生化指标的影响

[目的]研究铅(Pb)胁迫对黄菖蒲叶片生理生化指标的影响。[方法]以黄菖蒲(Iris pseudacorusL.)为材料,采用沙培方法,对不同Pb浓度(0、24、、68、1、0 mmol/L)和处理时间(71、42、12、8 d)胁迫下植物的叶片叶绿素、丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化进行了研究。[结果]结果表明:在Pb胁迫下,黄菖蒲植物叶绿素含量随Pb处理浓度的增加而降低,而随时间的延长相同Pb处理下叶绿素的含量先降后升。在6 mmol/L以上浓度Pb胁迫下,黄菖蒲叶片的MDA水平明显高于对照;SOD活性和脯氨酸含量在Pb胁迫下均有不同程度增加。脯氨酸在Pb胁迫下出现相对更大幅度的上升,可能是使黄菖蒲提高诱导胁迫抗性的主要调节物质之一。[结论]初步揭示了不同浓度Pb胁迫对黄菖蒲生理生化代谢的影响,为进一步探讨Pb胁迫下黄菖蒲生理生化指标与Pb耐性能力的相关关系奠定了基础。

喜盐鸢尾铅(Pb)胁迫耐性生理研究

采用溶液培养方法,以喜盐鸢尾(Iris halophila Pal.l)为材料,对不同铅(Pb)浓度和时间胁迫下植物叶片叶绿素、丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)的含量以及超氧化物歧化酶(SOD)的活性变化进行了研究。结果表明:在Pb胁迫下,喜盐鸢尾叶片的叶绿素含量随Pb处理浓度的增加而降低;在相同Pb浓度胁迫下,叶绿素含量随时间的延长而降低,虽然在8 mmol/L和10 mmol/L胁迫28 d后,随着植物生长稍有恢复,叶绿素a含量有一定的提高,但仍处于较低水平。喜盐鸢尾在4 mmol/L以下低浓度Pb胁迫下,叶片的MDA含量在不同胁迫时间内与对照均无显著差别,表明喜盐鸢尾对相对低浓度Pb胁迫具有一定的耐性能力。SOD活性和脯氨酸含量在Pb胁迫下均有不同程度增加,特别是在高浓度胁迫下增加显著,表明喜盐鸢尾具有一定的胁迫诱导抗性能力。

BH2100原子吸收光谱仪测定血铅(Pb)结果的可靠性分析

目的探讨BH2100型钨舟原子吸收光谱仪对血铅(Pb)测定结果的可靠性。方法以国家推荐的传统的标准测铅法即石墨炉原子吸收光谱法的监测结果作为参考,对BH2100原子吸收法所做结果进行比较分析。结果经统计学分析,两者结果无差异性(P>0.05)。结论BH2100型钨舟原子吸收光谱仪是既方便、快速又可靠的测定血铅的仪器。但钨舟不宜连续测定次数太多,应根据标准物质的监控情况随时做调整。

CuZn39Pb3铅黄铜接头螺纹处开裂失效分析

CuZn39Pb3铅黄铜接头螺纹处在进行密封测试时发生开裂。通过宏观观察、扫描电镜分析、金相检验、能谱分析等方法对接头开裂的原因进行了分析。结果表明:铅黄铜接头显微组织中大量铅聚集于晶界,弱化了晶界强度,降低了材料的抗拉强度和塑性,当机加工残余应力和装配应力超过螺纹处部分晶界的耐受极限时,螺纹处产生微裂纹,微裂纹连接扩展最终导致铅黄铜接头开裂。

农田土壤铅有效态分析法(AB-DTPA)的优化与验证

中国土壤类型丰富多样,不同区域土壤重金属赋存形态各异,难以实现对不同区域不同类型土壤重金属有效性的比较与评价。为筛选建立适宜区域农田土壤重金属的有效性评价的方法,该研究选择滇东地区5种性质差异较大的典型农地土壤(黄棕壤、黄壤、红壤、石灰土和紫色土)运用正交试验法将AB-DTPA法的提取条件(固液比、提取剂pH值和振荡时间)进行正交组合,建立土壤-作物Pb迁移模型与总量法、CaCl_(2)-DTPA法和AB-DTPA法进行拟合优度对比,并以白菜和菠菜为指示作物开展盆栽试验,探讨不同分析方法与作物Pb累积能力的相关性,进而综合评价不同方法的适宜性。结果表明,1)固液比(g/mL)1:3、提取剂pH值7.6以及振荡时间120 min对Pb有效态的提取量有较大的影响;2)与其他方法相比,优化AB-DTPA法(固液比1:3、pH值7.6和振荡时间120 min)能更好地预测作物对Pb的吸收能力;3)盆栽试验表明,优化AB-DTPA法提取的土壤Pb有效态含量与白菜和菠菜吸收Pb含量具有更好的相关性(R^(2)=0.898, R^(2)=0.752),Pb的加标回收率范围为99.5%~113.0%,准确度高。4)将土壤pH值加入预测模型表明,土壤pH值对土壤Pb与在作物可食部分中相关性影响很小,表明优化AB-DTPA法很稳定。因此,优化AB-DTPA法适用于滇东地区农田土壤Pb有效态的提取,该法具有可行性、广普性和准确性。研究结果为区域农田土壤修复技术效果及污染风险评价提供基础依据。

各种化肥中铅(Pb)含量的分析

本文依据《肥料汞砷镉铅铬含量的测定》(NYT1978-2010)标准中的方法使用原子吸收分光光度计法测定了20家化肥厂生产的20批有机肥、有机-无机复混肥、复混肥中的铅(Pb)的含量,并比较了三种肥料中的铅(Pb)含量。

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。

水分和铅胁迫对土壤酶活性的影响

针对西北旱区铅锌矿业废弃地林、草植被恢复以及重金属铅污染土壤的植物修复问题,以杨凌塿土土壤为研究对象,通过模拟方法分析水分和铅单一及双重胁迫对土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶活性的影响。结果表明:一定程度的水分胁迫对土壤酶具有激活作用,蔗糖酶对土壤含水量变化最为敏感;蔗糖酶在低铅浓度时被激活、高浓度时被抑制,脲酶和碱性磷酸酶随铅浓度增加保持持续下降趋势。当铅浓度为2000mg.kg-1时,3种酶的最大抑制率分别为56.31%,53.21%和38.11%。水分和铅浓度之间存在交互作用,轻微水分胁迫下,水分和铅双重胁迫对土壤脲酶活性表现出拮抗作用;低浓度铅对土壤蔗糖酶表现出协同作用,铅浓度大于1000mg.kg-1时表现出拮抗作用;对土壤碱性磷酸酶仅在300mg.kg-1时表现出协同作用。轻度水分胁迫和铅对土壤脲酶和蔗糖酶主要表现为协同作用,对碱性磷酸酶主要表现为拮抗作用;重度水分胁迫下,碱性磷酸酶净变化量(ΔU)仅在铅浓度为2000mg.kg-1时小于0,脲酶和蔗糖酶的ΔU规律不明显。水分与铅交互作用下,各种酶最大ΔU分别为对照的88.4%,50.7%和25.5%。

烤烟和白肋烟吸收积累铅、镉的生育期动态

通过不同含量Pb与Cd处理的盆栽试验,测定了团棵期、旺长后期、初花期和盛花期烤烟和白肋烟烟叶中Pb与Cd的含量,并分析了烤烟和白肋烟对Pb与Cd的吸收差异。结果表明:①从团棵期到初花期,烤烟和白肋烟烟叶中Pb含量持续降低,初花期至盛花期烟叶中的Pb含量升高,初花期至盛花期是烤烟和白肋烟吸收Pb的敏感期;添加外源Pb与Cd会改变烤烟和白肋烟吸收积累Pb的动态,主要表现为增加了一个敏感期,即移栽到团棵期。②从团棵期到初花期烤烟烟叶中Cd含量持续降低,初花期至盛花期烟叶中的Cd含量又提高,烤烟吸收积累Cd的敏感期为初花期到盛花期。③从团棵期到初花期未添加Pb与Cd处理的白肋烟中Cd含量持续降低,初花期到盛花期烟叶中的Cd含量提高;而添加Pb与Cd的处理,从团棵到旺长后期白肋烟烟叶中Cd含量升高,旺长后期至初花期降低,初花期至盛花期Cd含量又升高,表现出波浪形变化的趋势。未添加Pb与Cd的白肋烟吸收积累Cd的敏感期为初花期到盛花期,而添加Pb与Cd的白肋烟吸收积累Cd的敏感期为团棵期到旺长后期与初花期到盛花期两个阶段,添加外源Pb与Cd明显改变了白肋烟吸收积累Cd的动态,主要表现为增加了一个敏感期。④烤烟和白肋烟对Cd的吸收强于对Pb的吸收,添加外源Pb与Cd总体上加剧了这一趋势,但团棵期白肋烟表现不显著。

城-郊区域土壤铅(Pb)累积过程时空模拟:以中部某大城市为例

城-郊区域类型众多的高强度人类活动导致土壤Pb累积过程复杂、时空异质性高,使得揭示该类区域土壤Pb累积过程的时空变化特征十分困难.以国内中部某大城市典型城-郊区域为研究区,构建土壤Pb累积过程单元模型,基于土地利用分类和模拟结果,建立土壤Pb累积过程时空模拟方法,模拟研究区2013~2040年土壤Pb累积含量,阐明土壤Pb含量未来时空变化特征.结果表明,研究区2013年Pb含量平均值约为其所在省份表层Pb含量背景值的1.77倍,土壤Pb污染较重.2013~2040年Pb含量将持续增加,增加量较低(0.53~2.25 mg·kg^(-1))的区域位于研究区西部、北部和南部,占总面积的25.46%,增加量较高(3.98~5.70 mg·kg^(-1))的区域位于其东部,占总面积的17.14%.研究区东部林地面积的增加、水域和草地面积的减少导致了该区域土壤Pb含量较大幅度地上升;此外,土壤Pb含量的空间分布还同重要工厂和交通设施的分布高度相关.通过突破以往研究中将土地利用视为静态不变的局限,能够在一定程度上反映区域土地利用变化对重金属累积过程的影响,可为城-郊区域土壤Pb累积过程模拟提供方法,并为该城市城-郊区域土壤Pb污染管控提供依据.

7种紫花苜蓿对云南某铅锌矿区土壤镉铅的累积特征及品种差异

以云南某铅锌矿周边的农田为试验地,以7个紫花苜蓿(Medicago Sativa L)品种为植物材料开展田间大棚试验,研究各品种的株高、生物量、镉铅含量及累积量、富集系数和转移系数等指标,探讨不同紫花苜蓿对镉、铅的吸收累积特征及存在的品种差异。结果表明,从富集系数看,至开花期时(120 d),Cd富集能力最强的品种为"游客",其Cd富集系数为0.054,地上部Cd含量为0.22 mg·kg^(-1),地上部Cd累积量为40.58μg·m^(-2),分别为Cd富集能力最弱品种"WL525HQ"的245%、200%和245%。Pb富集能力最强的品种为"国产",其Pb富集系数为0.035,地上部Pb含量为2.67 mg·kg^(-1),地上部Pb累积量为282.2μg·m^(-2),分别为Pb富集能力最弱品种"WL525HQ"的152%、153%和110%。多数受试品种对Cd、Pb具有较强的转运能力,其中对Cd转运能力最强的品种为"三得利",其转运系数为1.545,是最弱品种"国产"的172%;对Pb转运能力最强的品种为"国产",其转运系数为2.048,是最弱品种"多叶"的171%。综上,受试紫花苜蓿品种对Cd、Pb的吸收累积存在一定品种差异,若以地上部金属含量为指标,"游客"为Cd高累积品种,"国产"为Pb高累积品种,"四季旺"为Cd低累积品种,"WL525HQ"为Pb低累积品种。

Pb胁迫对香豌豆幼苗部分生长和生理生化指标的影响

采用盆栽方法研究了土壤中0(CK)、150、300、450和600 mg.kg-1铅(Pb)对香豌豆(Lathyrus odoratus Linn.)幼苗部分生长和生理生化指标的影响。结果表明:随Pb质量浓度的提高,香豌豆株高、根长以及地上和地下部分的干质量均呈逐渐下降趋势,耐性指数呈低质量浓度条件下升高、高质量浓度条件下降低的趋势;其中,在450和600 mg.kg-1Pb胁迫条件下,香豌豆幼苗根长以及地上部分和地下部分的干质量均显著低于对照(P<0.05),说明植株的生长受到明显抑制。随Pb质量浓度的提高,幼苗地上和地下部分的相对电导率和SOD活性呈逐渐增加的趋势,其中,在600 mg.kg-1Pb胁迫条件下相对电导率和SOD活性均最高。各处理组地上和地下部分的脯氨酸(Pro)含量呈低质量浓度条件下降低、高质量浓度条件下增加的趋势,而POD活性、谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AsA)含量则呈现低质量浓度条件下增加、高质量浓度条件下降低的趋势。其中,在300 mg.kg-1Pb胁迫条件下Pro含量最低且显著低于对照;在450 mg.kg-1Pb胁迫条件下POD活性最高;在150 mg.kg-1Pb胁迫条下GSH含量最高,且各处理组间POD活性和GSH含量有显著差异;但各处理组AsA含量均与对照无显著差异。研究结果表明:香豌豆对Pb胁迫具有一定的耐性,可用于轻度Pb污染环境的修复。

不同浓度Pb(Ⅱ)对稀脉萍和紫萍的毒性效应

浮萍类植物(以下简称浮萍)具有繁殖快、用途广泛、综合利用率高等优良特性,可应用于水生生态毒理学的研究。选择我国浮萍中分布最广的两个种类,即稀脉萍(Lemma aequinoctialis)和紫萍(Spirodelapolyrrhiza)作为植物材料,选择Pb(Ⅱ)作为实验重金属,探讨不同浓度Pb(Ⅱ)对这2种浮萍的毒性影响。结果表明:(1)随着Pb(Ⅱ)浓度的提高,稀脉萍和紫萍的生长都受到显著抑制;(2)Pb(Ⅱ)对稀脉萍和紫萍叶绿素的产生都有抑制的作用,但稀脉萍的叶绿素含量的变化幅度较大,当Pb(Ⅱ)浓度为30mg/L,经4d处理后稀脉萍和紫萍的Chl.a、Chl.b和Chl(.a+b)分别比其对照降低了39%、42%、40%和13%、33%、21%。当Pb(Ⅱ)浓度为1～15mg/L时,两种浮萍叶绿素a和叶绿素b之间的比值均随着重金属浓度梯度的升高而降低。(3)经4d处理,稀脉萍和紫萍的可溶性蛋白含量分别比其对照降低了32%和30%。(4)经4d处理,稀脉萍的POD活性在Pb(Ⅱ)浓度为20mg/L时达到峰值,而紫萍在本实验Pb(Ⅱ)浓度设置范围内未有峰值,且最大值相比较分别高出其对照41%和100%。稀脉萍和紫萍可用作Pb(Ⅱ)对水生植物的毒性效应监测,采用生长情况、叶绿素含量等作为监测指标,而稀脉萍对Pb(Ⅱ)胁迫更为敏感。