干旱胁迫对木薯K＋、Ca2＋和ABA的影响

为了研究干旱胁迫木薯K+、Ca2+和ABA对干旱胁迫的响应及其变化规律,对2个品种的木薯SC124(高抗)和KU50(低抗)进行对照、驯化、非驯化旱害和驯化旱害等不同方式的干旱处理。研究发现2个木薯品种中,干旱胁迫对叶片K+和ABA的含量影响较大,而Ca2+含量变化较小;SC124在驯化和非驯化处理下的K+含量发生显著变化;ABA的含量在2个品种中的驯化干旱和非驯化干旱中变化显著,且变化趋势不同;干旱胁迫下,ABA、K+和Ca2+之间存在显著相关性。

Zn^2＋、Co^2＋和Mn^2＋对人工湿地基质生物膜的影响

研究了金属离子Zn2+,Co2+和Mn2+对复合垂直流人工湿地基质生物膜脱氢酶活性和多糖含量的影响.结果表明,在生物膜混合液中添加Zn2+能在短时间内(6h)迅速提高生物膜的酶活性,增加多糖含量,浓度为2mg/L的Zn2+可以在较长时间(72h)内保持生物膜的酶活性并且促进多糖的积累.Co2+和Mn2+对生物膜脱氢酶活性及多糖含量的影响较为相似.当Co2+浓度<1mg/L、Mn2+浓度<2mg/L条件下,6h时,对脱氢酶活性呈现了不同程度的促进作用,但随着Co2+和Mn2+离子浓度的增加,对脱氢酶活性的影响则表现为抑制作用,并且随着时间的延长,抑制作用越来越明显.在所研究的浓度和时间范围内,Co2+和Mn2+对多糖含量没有明显影响.

碳纳米管溶胶对水中微量Cd^2＋与Cu^2＋吸附的研究

采用强酸表面氧化法对碳纳米管进行处理,制备稳定具有高效吸附性能的碳纳米管溶胶,用于去除水中低质量浓度重金属Cd2+,Cu2+。研究表明,在实验的pH值为2.5—9.5,对Cd2+的去除,吸附起主要作用,优化的pH值为6.0;对Cu2+的去除,pH<6.7时,吸附起主要作用,在pH>6.7时,金属离子沉淀是主要的去除原因,在pH=9.5时,达到最大去除率。在相同碳纳米管溶胶投加质量浓度情况下,对Cd2+的吸附去除率远远大于对Cu2+的去除。碳纳米管溶胶对Cd2+,Cu2+的吸附等温线呈线性,对Cd2+的吸附性能优于对Cu2+的吸附性能。

黄原酸化膨润土对Cu^2＋的吸附性能

研究黄原酸化膨润土(XB)对铜离子的吸附性能.考察XB对Cu2+吸附的主要影响因素,最佳吸附条件为:[Cu2+]起始=80mg·l-1,pH=6,XB用量2g·l-1,吸附作用时间60min,XB对Cu2+的去除率最高达99.9%,残余浓度为0.077mg·l-1,远低于国家综合污水排放一级标准.采用FT-IR,TG,SEM,XRD和粒度分析等表征手段,分析了XB吸附Cu2+前后表观形貌和晶胞结构的变化,结果表明,黄原酸化改性增大了膨润土的粒度,使之极易沉降;推测Cu2+在XB吸附剂上的吸附为络合或螯合作用.

幼刺参不同部位对Zn^2＋、Cu^2＋的蓄积动力学研究

以幼刺参为实验材料,在10℃、15℃、20℃条件下测定其体壁、消化道及呼吸树中Zn2+、Cu2+的蓄积量、蓄积速率及浓缩系数。研究发现,10℃时,Zn2+于第8 d在刺参体壁、消化道达到蓄积顶点,最大蓄积量分别为245.48×10-6和973.35×10-6;Cu2+于15℃,第8 d在幼刺参体壁和消化道达到最大蓄积量,分别为9.34×10-6和59.65×10-6;20℃时,Cu2+于第8d在呼吸树达到最大蓄积量,为622.37×10-6。研究表明,刺参消化道对Zn2+的蓄积大于体壁的蓄积,刺参呼吸树对Cu2+的蓄积大于消化道和体壁的蓄积。同时,温度显著影响Zn2+、Cu2+的蓄积。为了更好地理解Zn2+、Cu2+不同温度下在幼参体内的蓄积过程,本研究采用经典的非线性最小二乘估计原理构建数学模型,很好地模拟了重金属在不同的组织中随时间变化的动力学过程。

Cd^2＋和Ni^2＋在粉煤灰上的吸附特性

考察了粉煤灰对Cd2+和Ni2+的单组分吸附和双组分吸附性能。结果表明,粉煤灰可有效吸附水溶液中的Cd2+和Ni2+,去除率随pH升高而增加。吸附约60 min后趋于平衡。粉煤灰对Ni2+的吸附容量高于Cd2+。单组分吸附平衡符合Freundlich模型和Redlich-Peterson(R-P)模型。双组分吸附时,Ni2+和Cd2+之间存在明显的竞争吸附效应;随干扰离子浓度升高,竞争吸附效应增强。不同模型拟合结果表明,双组分吸附平衡符合Freundlich竞争吸附模型。脱附实验表明,Cd2+比Ni2+易于脱附;0.1 mol/L HCl、0.1 mol/L HNO和0.05 mol/L HSO的脱附效果接近,对Cd2+脱附率>60%,对Ni2+脱附率>35%。

天然和巯基改性沸石吸附水溶液中重金属Hg^2＋的特征研究

为了提高沸石对汞的吸附性,利用半胱胺盐酸盐对天然斜发沸石进行改性,制得巯基改性沸石。研究了吸附剂用量、pH值、温度、Hg2+浓度和吸附时间对沸石和巯基改性沸石吸附Hg2+的影响,并进一步研究了吸附机理。结果表明,巯基改性沸石吸附Hg2+受pH值、温度的影响较小,吸附机制主要是沸石表面的硫与Hg2+的化学反应。而天然沸石对Hg2+的吸附主要是离子交换作用,受温度、pH值等的影响较大,随温度的升高吸附量下降。整个吸附过程以较快的速度进行。天然沸石在吸附时间为1 h、巯基改性沸石在0.5 h时基本达到吸附平衡。吸附条件试验和Langmu ir等温吸附模型都表明,巯基改性沸石对Hg2+的吸附能力得到了很大的提高,吸附容量由8.06 mg/g提高到19.88 mg/g,提高了146.65%。

水杨酸修饰聚苯乙烯对Pb^2＋和Cu^2＋的吸附

采用化学修饰方法合成了水杨酸修饰聚苯乙烯,考察了该聚合物对重金属离子Pb2+和Cu2+的吸附性能。结果表明,在实验浓度范围内,水杨酸修饰聚苯乙烯(NDA-O)与没有修饰自交联生成的聚合物(NDA-150)对Pb2+的最大吸附量分别为0.130 mmol/g和1.749×10-2mmol/g,对Cu2+的最大吸附量分别为0.110 mmol/g和9.02×10-3mmol/g。NDA-O对Pb2+和Cu2+的吸附符合Langmuir吸附等温方程,为优惠吸附过程。溶液平衡浓度低于0.271 mmol/L时,对Pb2+、Cu2+的吸附为离子交换;溶液平衡浓度大于0.378 mmol/L时,也伴随发生络合反应。动态实验结果表明,在实验研究的浓度范围内,NDA-O对Pb2+、Cu2+的吸附能力为NDA-150的3倍,吸附饱和后的聚合物用体积分数为5%的HCl溶液冲洗可以完全再生和重复使用。

玉米种子萌发过程中Na^＋、K^＋和Ca^2＋含量变化与耐盐性的关系

玉米耐盐品种登海9号和盐敏感品种浚单18在含0、50、100、150和200mmolL-1 NaCl的营养液中萌发生长,采用等离子质谱分别测定其萌动种子种皮、胚、胚乳和幼苗根、根颈、叶中Na+、K+、Ca2+的含量。结果表明,随着培养液中NaCl浓度的增加,玉米体内Na+含量逐渐升高,在幼苗中表现地下部(根和根颈)显著高于地上部(叶);在萌动种子中,胚中Na+积累量显著高于种皮和胚乳。根系积累Na+能力较强,胚拒Na+能力较弱,种皮具有一定的Na+累积能力。随NaCl浓度的增加,K+和Ca2+含量逐渐降低,尤其是Ca2+含量急剧减少,达38.4%～55.9%(登海9号)和65.6%～78.2%(浚单18)。玉米根、根颈、种皮的Na+积累能力、叶的拒Na+能力和幼苗选择吸收Ca2+的能力可能与品种耐盐性有关。

Ca^2＋信号参与铝诱导黑麦根系分泌有机酸的调控

【目的】揭示铝诱导根系分泌有机酸的机制,探讨胞质钙信号对铝诱导黑麦根系分泌有机酸的调控作用。【方法】采用药理学研究方法和激光共聚焦扫描显微技术探讨铝胁迫下根尖胞质游离钙离子浓度([Ca2+]cyt)及其与有机酸分泌的关系。【结果】铝不仅诱导黑麦根系分泌柠檬酸和苹果酸,而且使根尖细胞Ca2+的荧光强度增强、波动加剧。铝引起的根尖细胞Ca2+荧光强度的变化在受Ca2+通道抑制剂异搏定、胞内Ca2+通道阻断剂辽红干扰后,显著减少了铝诱导的有机酸分泌。铝诱导的根尖[Ca2+]cyt的升高及有机酸分泌还受CaM阻断剂三氟拉嗪的干扰和抑制。钙螯合剂EGTA处理不仅减弱了铝诱导的Ca2+荧光信号、加大了Ca2+信号的波动幅度,而且显著抑制铝诱导的柠檬酸分泌。此外,在铝胁迫下,根系有机酸分泌受阴离子通道抑制剂尼氟灭酸的抑制。【结论】根尖[Ca2+]c可能是介导铝诱导黑麦根系分泌有机酸的胞内信号因子,而质膜上的阴离子通道可能是铝诱导的钙信号传导途径中的下游效应器。

不同来源小球藻对岩溶水Ca^2＋、HCO3^-利用的初步研究

以外源小球藻和岩溶区筛选出的土著小球藻为研究对象,在封闭体系中比较研究了两种不同来源小球藻对典型岩溶水中Ca2+、HCO3-的利用、藻细胞数量与其对Ca2+、HCO3-的利用率的关系和体系pH的变化。结果表明,土著小球藻利用Ca2+、HCO3-的能力强于外源小球藻,但外源小球藻对Ca2+的利用量高于土著小球藻,而二者对HCO3-的利用量相同,并且外源小球藻能够以胞外CaCO3-形式产生沉淀,而土著藻则不能形成沉淀。其次两体系中pH的变化显示,两种小球藻光合作用都是先以水体中CO2为光合作用碳源,然后利用HCO3-。外源小球藻能将岩溶水中29.648%的HCO3-吸收,而土著藻能将40.625%的HCO3-通过其在食物链中的初级生产地位将岩溶碳汇转化进入到生态系统,表现为净碳汇效应。

Cu^2＋和Cd^2＋在改性纳米黑碳表面上的吸附-解吸

通过Cu2+或Cd2+单体系和Cu2+-Cd2+复合体系中Cu2+或Cd2+的吸附-解吸试验,研究了改性纳米黑碳(MBC)对Cu2+和Cd2+的吸附特性和吸附稳定性.结果表明:Cu2+和Cd2+在MBC上的吸附可以分为快、慢2个阶段,30 min达到饱和吸附量的90%以上.Cu2+和Cd2+在MBC上的吸附等温线均能用Langmuir方程和Freundlich方程拟合.Cu2+和Cd2+在MBC上的最大吸附量分别为417和245 mmol/kg,n值分别为2.56和3.85.MBC对Cu2+和Cd2+是优惠吸附,且对Cu2+的吸附能力大于Cd2+.吸附在MBC上的Cu2+和Cd2+的解吸率均随着吸附量的增加而增大,Cu2+在MBC上的解吸率为1.45%～20.20%,Cd2+为2.67%～31.40%.Cu2+和Cd2+在MBC上存在着竞争吸附,其最大吸附量均随着竞争离子浓度的增加而降低.MBC对Cu2+吸附量和吸附稳定性均大于Cd2+.MBC对重金属有强的吸附作用,可探索其在含重金属废水处理和重金属污染土壤钝化修复中的应用.

Hg^2＋，Ni^2＋和Cu^2＋对嗜热四膜虫的急性及联合毒性效应

采用混合毒性指数法,研究了重金属离子Hg2+,Ni2+和Cu2+对嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)BF5的急性及联合毒性效应.急性毒性效应研究表明:Hg2+,Ni2+和Cu2+对嗜热四膜虫的毒性大小为Hg2+>Ni2+>Cu2+,且3种重金属离子的IC50值随时间的延长而变小.联合毒性效应研究表明:Hg2+与Cu2+,Hg2+与Ni2+,以及Hg2+,Ni2+和Cu2+三者共存,在毒性比为1∶1时,表现为先相加后协同作用;Hg2+与Cu2+在浓度比为1∶1时,表现为先拮抗后相加作用;Hg2+与Ni2+在浓度比为1∶1时,表现为先拮抗后独立作用;Ni2+与Cu2+在毒性比为1∶1时,表现为协同作用,在浓度比为1∶1时表现为相加作用;Hg2+,Ni2+和Cu2+三者共存,在浓度比为1∶1时,表现为拮抗作用.

聚(丙烯酰胺-丙烯酸钠)复合膨润土制备及其对Pb^2＋的吸附

由溶液聚合法制备了聚(丙烯酰胺-丙烯酸钠)复合膨润土吸附剂,通过FT-IR、XRD、TG-DTG、比表面积和SEM对复合物结构进行了表征。结果表明,丙烯酰胺和丙烯酸钠与膨润土发生插层聚合反应,形成了致密和热稳定性较好的层状复合物。聚(丙烯酰胺-丙烯酸钠)复合膨润土具有—COO-基团与膨润土层间阳离子及Si—OH、Al—OH基团的络合作用要强于聚丙烯酰胺复合膨润土,易于络合溶液中的阳离子。聚丙烯酰胺-丙烯酸钠复合膨润土通过离子交换和络合吸附Pb2+,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和二级动力学吸附模型,平衡吸附量为112.74mg/g。

Fe^（2＋）－H_2O_2法处理DSD酸生产氧化母液的研究

为改善ＤＳＤ酸氧化母液的可生化降解性，将废液先用有机絮凝剂ＴＳ－１（一种季胺盐）处理，ＴＳ－１的投加量为３ｇ／Ｌ，其后用Ｆｅ２＋－Ｈ２Ｏ２法氧化，Ｆｅ２＋和Ｈ２Ｏ２的量分别为１５０ｍｇ／Ｌ，７ｇ／Ｌ，废液ＣＯＤ和色度的去除率分别可达６４％和６２％。经处理后的废水，其ＢＯＤ５／ＣＯＤ≈０．３，可以认为已达到生化处理的要求。当Ｈ２Ｏ２的投量为２ｇ／Ｌ，经Ｆｅ２＋－Ｈ２Ｏ氧化处理后的废液，再用ＦｅＣｌ３进行两级混凝处理（ＦｅＣｌ３的投加量分别为ｓｇ／Ｌ和２ｇ／Ｌ），则ＣＯＤ和色度的去除率可达９０％和９５％。

斜纹夜蛾幼虫不同组织对Zn^2＋积累作用的比较研究

通过在人工饲料中添加不同质量分数的Zn2,研究了植食性昆虫斜纹夜蛾Spodoptera lituraFabricius连续3代幼虫取食含不同质量分数Zn2+饲料后,第1和第3代6龄幼虫不同组织对Zn2+的积累作用。结果表明,经连续3个世代的胁迫,Zn2+在第1、3代斜纹夜蛾6龄幼虫脂肪体、表皮和中肠中的积累量随幼虫饲料中Zn2+质量分数及胁迫时间的增加而升高;中肠对Zn2+的积累作用最强,表皮次之,脂肪体最低。

H2O2胁迫下豌豆初生根及抗氧化酶系统对外源Ca^2＋的响应

以豌豆品种"陇豌一号"为材料,通过对豌豆种子萌发初期初生根生理特性的研究,探索提高豌豆初生根外源H2O2胁迫条件下抗性能力的途径。运用生理生化方法,测定H2O2胁迫下豌豆初生根在外源Ca2+处理后的弯曲率和根系活力,并对豌豆初生根内的丙二醛(MDA)含量、相对膜透性、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性进行测定。结果显示,80mmol/L的H2O2处理下的豌豆初生根正常生长受到显著抑制,但是经过Ca2+处理后,根系生长抑制作用得到缓解,根系活力得以恢复。外施10mmol/L Ca2+初生根MDA值较CK1降低了37.32%,并显著地提高了POD,SOD,CAT和APX的活性,其值分别为51.946U/(mg·min),865.174U/g FW,1.9739mmol/(L·g·min)和2.569μmol/(L·g·min)。总之,外源施加Ca2+能够有效降低H2O2造成的氧化胁迫,缓解对初生根细胞膜的伤害,降低质膜透性,增强初生根系抗氧化酶活性,达到抵抗逆境胁迫的目的。

Rhodococcus sp-1的Mn^2＋生物去除能力及诱导特性

利用传统的细菌分离方法,从地下水生物除锰滤池中分离、纯化出1株细菌,经LBB(leucoberbelin blue)法定性检测其具有Mn2+氧化能力,利用Sherlock细菌鉴定系统初步确定其属于红球菌属(Rhodococcus sp).对红球菌Rhodococcus sp-1菌株的生物除锰能力和诱导特性研究结果表明,Rhodococcus sp-1菌株在达到第1个生长稳定期,细菌浓度2.3×108个/mL时,其Mn2+的去除量可达到35 mg/L,具有很强的Mn2+生物去除能力;同时Fe的存在对Rhodococcus sp-1 Mn2+氧化活性的表达具有诱导作用,在相同培养条件下,Fe3+的诱导性强于Fe2+,其诱导速度是Fe2+的3~4倍;有机Fe3+的诱导性强于无机Fe3+,其诱导速度是无机Fe3+的1.6~2倍.

高Fe^2＋对水稻离体根边缘细胞的影响

以水稻"汕优10号"为试验材料,悬空气培法获得根边缘细胞,研究水稻边缘细胞的数量、活性和脱离根冠后对高Fe2+的响应过程。结果显示,水稻根长为1mm时,就形成了205个边缘细胞,随着根的伸长数目不断增加,根长25mm时,边缘细胞数目最大;根长20mm时边缘细胞活性最大;根长2mm时,根冠果胶甲基酯酶(Pectin methyl esterase,PME)活性最高,水稻边缘细胞的形成与根冠PME活性相关。高Fe2+对离体边缘细胞有毒害效应,用浓度为200μmo.lL-1的Fe2+溶液处理48h后,细胞活性比对照下降了72.70%,但用400μmol.L-1Fe2+溶液处理时,细胞活性有所回升,这可能是边缘细胞耐铁毒的一种应激性反应;根冠PME活性随着Fe2+浓度的增加先上升后下降,表明根冠PME活性与植物铁毒有关。

Cu^2＋对菱叶片生理指标及超微结构的毒理学效应分析

研究了不同Cu2+处理浓度(0、0.002、0.004、0.006、0.008 mmol.L-1)对菱叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数、膜脂过氧化和抗氧化系统等的影响,并用透射电镜观察了其叶细胞超微结构的变化。试验结果表明:随着Cu2+浓度的增加:(1)叶绿素含量、Fv/Fo和Fv/Fm显著下降,Fo显著上升;(2)活性氧(AOS)产生速率、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性逐渐升高;超氧化物歧化酶(SOD)、游离脯氨酸(Pro)和可溶性糖含量显著下降;抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)和谷胱甘肽还原酶(GR)含量呈先升后降趋势,且始终高于对照;(3)电镜观察发现,Cu2+对叶片细胞器的超微结构特别是叶绿体、线粒体和细胞核造成严重损伤。以上结果表明,本试验过量Cu2+的胁迫破坏了菱正常生理生化活动,并造成功能紊乱,最终导致菱的死亡。