Se和Cd在土壤-植物系统中的迁移与食品安全

本文就Se和Cd在土壤-植物系统中的迁移及其与食品安全及人体健康之间的潜在关系进行了综合评述。Cd和Se在植物中积累并迁移到植物的可食或收获部分,取决于土壤条件、气候因子、农艺管理措施等。Cd是对食物链造成污染的重要元素,其在土壤中的富集通常是由工农业生产或城市人为污染造成的,减少Cd对土壤的污染及Cd污染土壤的生物修复已成为土壤学、环境科学及生态学研究的热点。Se是一种对动植物有益的元素,在土壤中含量过低会引发人体疾病,但Se含量过高也会导致污染并引发人体疾病;土壤中的高浓度Se通常来自于含Se量高的母岩以及燃煤的灰尘污染;基于食品安全的需要,中国在重视Se素营养补给的同时,要防止富Se地区及人为因素造成的Se污染。

长期施肥对黑土中Cu、Cd含量及其剖面分布的影响

以经过8个不同施肥处理的黑土样品为材料,研究长期不同施肥处理下,黑土中Cu、Cd含量的差异。采用原子吸收分光光度法和Tessier-连续提取法,研究黑土中全Cu、全Cd和有效Cu、有效Cd的含量差异。结果表明,有机肥的长期施用,会使土壤中Cu、Cd与有机质发生络合并使Cu、Cd在土壤表层累积;秸秆和氮磷钾(S+NPK)化肥的长期配合施用,有利于作物对有效Cu和Cd的吸收,从而使Cu、Cd在土壤中没有明显积累;NP及NPK处理下,二铵、氯化钾肥对土壤中Cu、Cd积累的影响不明显。长期耕作不施肥(CK)处理时,因无外源Cu、Cd,以及作物对有效Cu、Cd的长期吸收,土壤中Cu、Cd含量低于不耕作不施肥(休闲)处理的。从垂直剖面上看,Cu、Cd主要积累在黑土表层,而表层以下不同施肥处理间Cu、Cd含量的差异和变幅不大。有机肥料能明显地向土壤中带入Cu、Cd,造成Cu、Cd在土壤表层的积累,并由于植物体的吸收对人体造成潜在危害,而其他化学肥料对土壤中Cu和Cd积累的影响不明显。本研究为人们的生产实践提供了施肥理论和依据,并且对土壤的污染防治也具有现实意义。

负载型纳米钛酸锶钡对水中Cd~(2+)吸附行为研究

采用络合溶胶-凝胶法制备了钛酸锶钡溶胶,将其浸渍在硅胶G上,经高温煅烧后,制得固载于硅胶G上的纳米钛酸锶钡,以X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)进行了表征。以火焰原子吸收为检测手段,系统地研究了负载型纳米钛酸锶钡对水中Cd2+的吸附行为。结果表明,纳米钛酸锶钡能够牢固地负载于硅胶G表面。当介质的pH值为4~7时,该吸附剂对水中的Cd2+具有很强的吸附能力,其吸附行为符合Freundlich吸附等温模型和HO准二级动力学方程式,并分别计算了吸附过程的焓变(ΔΗ),自由能变(ΔG)和熵变(ΔS)等热力学参数,表明该吸附过程是自发的吸热物理过程。被吸附的Cd2+可用1 mol.L-1的硝酸完全洗脱回收。将其应用于水中痕量Cd2+的吸附,建立了负载型纳米钛酸锶钡吸附富集,火焰原子吸收法测定水中痕量Cd2+的新方法。用于自来水和地表水中镉的测定,结果满意。

两种螯合剂施用对污染土壤中叶用叶叶叶Cd富集的影响

为探讨螯合剂对植物吸收重金属的影响,采用盆栽试验,研究了螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA)和柠檬酸(CA)对土壤重金属Cd的的的态的及的用的的的(Beta vulgaris var.cicla L)富集Cd能力的影响。结果表明:EDTA的添加比柠檬酸更显著增加了土壤重金属镉的的的态含量,同时提高了的用的的的茎的的富集系数和转运能力;施用螯合剂促进了Cd从的用的的的茎的菜部菜茎的的菜菜,的用的的的茎的含Cd量显著增加,EDTA的作用是柠檬酸的2~3倍。

黄土高原不同土壤中Cd形态分级及其生物有效性研究

研究黄土高原主要农田土壤重金属Cd的形态与生物有效性的关系,为评价本区土壤重金属Cd污染程度及其生物有效性提供一定的理论与数据依据。【方法】以黄土高原自北向南采集的12个0~20 cm耕层土壤为供试土样,通过室内分析和盆栽试验,研究了黄土高原石灰性土壤中不同形态Cd的分布特征及其生物有效性。【结果】黄土高原农田土壤Cd各形态总体分布特征为:有机结合态Cd、铁锰氧化物结合态Cd>碳酸盐结合态Cd>交换态Cd>残渣态Cd,自北向南各形态Cd含量均呈不同程度的增加趋势。各土壤类型间铁锰氧化物结合态Cd及碳酸盐结合态Cd平均含量均表现为:干润砂质新成土<黄土正常新成土<简育干润均腐土<土垫旱耕人为土,自北向南依次增加。碳酸盐结合态Cd和全Cd含量主要受到全氮、有效磷和砂粒含量的影响,且全氮和有效磷含量对其的影响为正效应。铁锰氧化物结合态Cd含量主要受全氮、有效磷、砂粒和粉砂粒含量的影响,且全氮、有效磷和粉砂粒含量对其的影响为正效应。土壤中各形态Cd含量与有机质、C/N、pH、CaCO3、粘粒含量的相关性均不显著,其中与C/N、pH、粘粒含量呈负相关。Cd在小麦茎叶层的含量小于根系;而作物不同部位Cd累积量表现...

平菇菌丝体对Cd、Pb及其复合污染的生长与富集响应

在PDA平板培养条件下,研究Cd、Pb及其复合污染对平菇菌丝体生长的影响以及平菇菌丝体对生长基质中Cd、Pb的生物富集作用.结果表明,在实验浓度范围内,菌丝生长势、菌落直径和菌丝体干重等均随着重金属浓度的增大而减弱(小)或降低.平菇菌丝体对Cd、Pb均具有生物富集作用,并且随着重金属浓度的增大菌丝体中重金属含量逐渐增大.Cd、Pb复合污染能促进平菇菌丝体对Pb的吸收,而抑制对Cd的吸收.

球果蔊菜脯氨酸的积累及与Cd耐性的关系

采用盆栽方法,以风花菜(Rorippa islandica)为对照植物,研究Cd超积累植物球果蔊菜[Rorippa globosa(Turcz.)Thell.]脯氨酸的积累、丙二醛含量、生物量及叶绿素含量的变化,及其与Cd生物积累的关系.结果显示,Cd处理能明显促进2种植物体内脯氨酸的积累,当土壤中Cd浓度≤25μg/g时,球果蔊菜叶片脯氨酸的积累效应尤为显著;此时叶片生物量、叶绿素及丙二醛含量与对照相比均无显著差异,表明其叶片脯氨酸的积累在一定程度上可缓解Cd胁迫造成的氧化损伤.相关分析表明,球果蔊菜根系脯氨酸可指示球果蔊菜根系中Cd的积累.

土壤有效态Pb和Cd与大蒜吸收Pb和Cd的关系

通过对大蒜的重金属添加土培试验,采用DTPA(二乙基胺五乙酸)为有效态铅、镉提取剂,对受试土壤进行浸提检测,分析Pb和Cd在大蒜不同部位的吸收、积累及其与土壤中有效态含量的相关性。根据GB 2762-2005《食品中污染物限量标准》中对食品中Pb、Cd的限量要求,初步确定了本试验条件下,土壤中重金属Pb、Cd有效态的临界值,并以此临界点评价该种土壤中Pb、Cd对大蒜的潜在污染。

外源Cd~(2+)在土壤各级微团聚体中的含量和形态分布

采用室内培养和室内分析相结合的方法,研究了外源Cd2+进入土壤30d后,在土壤各级微团聚体中的含量富集和形态赋存情况。研究结果表明:外源水溶性镉进入土壤30d后,100%转化成了颗粒态,其中58.5%转化为了可交换态,0.98%转化成了碳酸盐结合态,1.26%转化成了铁锰氧化物结合态,7.68%转化成了有机结合态,31.5%转化成了残渣态,这基本与其中各粒级微团聚体中的赋存形态的情况一致。在土壤中赋存的镉主要分布在各级微团聚体中,在各粒级微团聚体中的含量分布顺序为<10μm微团聚体>10～50μm微团聚体>50～250μm微团聚体;外源镉向小粒级微团聚体的富集倾向明显高于向大粒级微团聚体的富集倾向,其中在<10μm微团聚体中富集系数为1.43,在50～250μm微团聚体中的富集系数只有0.60。

细河流域土壤中Hg、Cd、Pb和Zn含量的空间分布特征

利用地统计学方法研究了沈阳市细河流域表层土壤中Hg、Cd、Pb和Zn含量的空间结构及其分布特征。结果表明,土壤中Hg、Cd、Pb和Zn的平均含量均高于其背景值;土壤Cd和Zn含量属中等程度的空间相关,Hg和Pb属于空间弱相关,其空间变异均为随机性因素和结构性因素共同作用的结果,但Cd和Zn含量主要受结构性因素影响,而Hg和Pb主要受随机性因素影响。土壤中Hg、Cd、Pb和Zn空间分布特征表明,4种重金属含量在上游较高,顺流而下含量明显下降;土壤中Hg和Pb含量最大值在四方台地区,Cd和Zn含量最大值分布在甘官和富官一带。细河流域土壤Hg、Cd、Pb和Zn含量空间分异是污水灌溉、固体废弃物堆放、农业生产及交通尾气等因素综合作用的结果。

新型TCAS吸附树脂对水中Cd~(2+)的吸附去除研究

通过静态吸附试验,研究一种由超分子受体化合物磺化硫杂杯芳烃(TCAS)与树脂结合的产物——新型TCAS吸附树脂对重金属Cd2+的吸附去除性能,并初步探讨了吸附机理。试验研究结果表明,TCAS吸附树脂对Cd2+的饱和吸附量为14.45 mg/g。当温度为20℃,0.5 g TCAS吸附树脂对10 mL浓度为5 mg/L的Cd2+溶液吸附60 min时,Cd2+的去除率可达到99%以上。pH值是影响TCAS吸附树脂吸附效果的重要因素,在pH=5~9时,Cd2+的去除率随着pH值的升高而增大。在试验范围内,TCAS吸附树脂对Cd2+吸附符合Freundlich方程。吸附在TCAS吸附树脂上的Cd2+可洗脱回收,TCAS吸附树脂也可再生利用。TCAS吸附树脂对重金属Cd2+的吸附机理主要归因于TCAS对Cd2+的络合作用。

Synthesis and characterization of (Zn,Cd)TiO3 by a modified sol-gel method

Ilmenite-type (Zn1-xCdx)TiO3 (0 <= x <= 0.15 and 0.8 <= x <= 1.0) was synthesized by a modified sol-gel route including the Pechini process via two-step heat treatments. The thermal stability of (Zn1-xCdx)TiO3 depended on the amount of cadmium content. The as-synthesized (Zn1-xCdx)TiO3 (0 <= x <= 0.15 and 0.8 <= x <= 1.0) showed higher thermal stability than that of ZnTiO3. The variation of the dielectric constant of all synthesized (Zn1-xCdx)TiO3 samples for all measurement frequencies showed a similar tendency.

Stripping voltammetric determination of Pb(II) and Cd(II) based on the multiwalled carbon nanotubes-Nafion-bismuth modified glassy carbon electrodes

In this work, a new method for the simultaneous determination of Pb(II) and Cd(II) on the multiwalled carbon nanotubes (MWNT)-Nafion-bismuth modified glassy carbon electrode (GCE) using square-wave anodic stripping voltammetry has been studied. Scanning electron microscopy was used to investigate the characteristics of the MWNT-Nafion-bismuth modified GCE.

Sensitive determination of Cd and Pb by differential pulse stripping voltammetry with in situ bismuth-modified zeolite doped carbon paste electrodes

Here we investigated the analytical performances of the bismuth-modified zeolite doped carbon paste electrode (BiF-ZDCPE) for trace Cd and Pb analysis. The characteristics of bismuth-modified electrodes were improved greatly via addition of synthetic zeolite into carbon paste. To obtain high reproducibility and sensitivity, optimum experimental conditions for bismuth deposition Were Studied.