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基于根微形态测定土壤Zn对大麦的毒性阈值及其预测模型 总被引：2，自引：0，他引：2
【目的】随着对污染土壤管理要求的不断提高,受污染土壤生态风险评价的内容也在不断深入。目前,污染土壤风险评价毒性测试逐渐由单物种测试为基础的生态风险评价发展为基于物种敏感性分布的区域种群毒性测试;毒性中除了要包含测试物种的整个生命周期,还需要增加不同敏感的测试终点。基于不同测试终点的毒理学数据对于评价污染土壤中Zn的环境风险具有重要意义。根系生态是基于生态效应法推导土壤中重金属生态风险阈值的重要组成部分,论文中以大麦根尖数、总根长、根表面积和根平均直径为评价终点,研究污染土壤中Zn对大麦根微形态的毒性阈值及其与土壤性质间的量化关系,以期为中国Zn污染土壤的环境风险评价提供科学依据。【方法】采集了8种不同性质的农田土壤,外源添加不同浓度Zn后进行盆栽试验,利用STD1600 Epson根系扫描仪测定不同根微形态指标,结合Log-logistic剂量-效应曲线测定基于不同根微形态为终点的毒性阈值(EC_(10),EC_(50)),建立基于土壤性质的Zn毒性预测模型。【结果】土壤Zn污染对不同根微形态指标的毒性阈值存在较大差异,基于大麦根尖数、总根长、根表面积和根平均直径的有机碳(EC_(10))和阳离子交换量EC_(50)均值分别为228、295、335、261 mg·kg~(-1)及702、779、837、739 mg·kg~(-1),以根尖数测定的EC值最低,根表面积的EC值最高,即根尖数指标对土壤Zn毒性最敏感。不同土壤中,EC_(10)值的变异系数(34.1%)大于EC_(50)(21.6%),而4种不同测试指标中,基于大麦根表面积测定的变异系数最大,EC_(10)和EC_(50)的变异系数分别达到43.4%和23.2%。土壤pH、有机碳(OC)、阳离子交换量(CEC)与Zn的毒性阈值EC_x(x=10,50)呈正相关关系,其中pH的相关系数达到极显著水平(P0.01)。【结论】不同的根微形态指标中,土壤Zn污染对大麦根尖的毒性最敏感;基于pH、CEC、OC的预测模型可以很好地预测土壤中Zn的大麦毒性阈值。 相似文献
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为了给污染土壤生态风险评价和构建土壤生态筛选基准提供基础参考数据,参考经济合作与发展组织(OECD)颁布的蚯蚓慢性毒性试验方法,研究了镉在我国18种典型土壤中对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的慢性毒性。结果表明,镉在不同类型土壤中对蚯蚓产茧量最大无影响浓度NOEC变化范围为10~100 mg·kg~(-1),半数有效抑制浓度EC_(50)变化范围为66.5~263.5 mg·kg~(-1)。土壤基本性质显著影响着镉的生物毒性,通过对EC_(50)与土壤的主要理化性质逐步多元回归分析,发现土壤pH值和有机质含量与EC_(50)呈显著正相关关系,黏粒与EC_(50)呈显著负相关关系,三种因子共同控制了EC_(50)预测回归模型变异的89.1%。同时分析不同类型土壤中蚯蚓体内镉积累量变化可知,土壤pH越高,有机质含量越高,土壤中镉生物有效性就越低。 相似文献
3.
为预测芘对白菜的生态风险阈值,通过温室土培试验,研究华北地区11个常见白菜品种对芘毒性的剂量-效应关系,得出基于白菜鲜质量芘的毒性阈值EC_(10)(10%抑制浓度)与EC_(50)(50%抑制浓度)。运用物种敏感性分布法(Species SensitivityDistribution, SSD)预测芘对白菜的生态风险阈值HC_5。结果表明:京翠60(JC-60)、京秋65(JQ-65)两个品种生物量(鲜质量)随着芘添加浓度的增加逐渐降低,呈现抑制效果,京春娃2号(JCW-2)、京春白(JCB)等9个品种白菜生物量随芘添加浓度的增加,呈现先升高后降低的趋势;运用Log-logistic分布模型以及Brian-Cousens低剂量刺激模型对土壤中芘植物毒性的剂量-效应关系进行拟合,得出不同条件下芘对白菜毒性的剂量阈值(EC_(10)、EC_(50)),多环芳烃芘对白菜EC_(10)变化范围为4.14~52.76 mg·kg~(-1),EC_(50)变化范围为28.35~545.11 mg·kg~(-1);通过物种敏感性分布模型预测结果表明,基于保护95%白菜品种的EC_(10)值HC_5~(10%)为4.52 mg·kg~(-1),置信区间为2.02~10.04,EC_(50)值HC_5~(50%)为37.68 mg·kg~(-1),置信区间为24.99~56.79。 相似文献
4.
不同形态锑对土壤白符跳(Folsomia candida)的毒性差异 总被引：1，自引：1，他引：0
为探讨锑(Sb)形态对Sb毒性的影响,积累和完善Sb的基础毒性数据,为Sb的生态风险评估提供更全面的依据,通过滤纸接触试验、土壤和食物暴露试验,评价并对比了两种形态的锑(Sb~Ⅲ和Sb~Ⅴ)对模式生物白符跳(Folsomia candida)的急性、慢性毒性效应及差异。滤纸试验中跳虫在不同浓度Sb~Ⅴ水溶液浸透的滤纸上暴露3 d和7 d后均无死亡现象,Sb~Ⅲ对跳虫的半数致死浓度(LC_(50))分别为325 mg·L~(-1)(3 d)和244 mg·L~(-1)(7 d);土壤暴露试验中Sb~Ⅲ和Sb~Ⅴ对跳虫逃避行为的半数效应浓度(EC_(50))分别为132、344 mg·kg~(-1),Sb~Ⅲ对跳虫的7 d-LC_(50)为2105 mg·kg~(-1)(Sb~Ⅴ的LC_(50)大于设置的最高浓度),Sb~Ⅲ对跳虫的28 d-LC_(50)为703 mg·kg~(-1)(Sb~Ⅴ的LC_(50)大于设置的最高浓度),Sb~Ⅲ和Sb~Ⅴ对跳虫繁殖的28 d-EC_(50)分别为307、8501 mg·kg~(-1);食物暴露试验中Sb~Ⅲ和Sb~Ⅴ处理下跳虫成虫均无明显死亡,对跳虫繁殖的28 d-EC_(50)分别为433、8798 mg·kg~(-1)。试验结果表明,在设置的浓度范围内Sb~Ⅴ不会直接造成跳虫明显死亡,但会对跳虫的生理行为和繁殖产生一定毒性影响,而Sb~Ⅲ对跳虫存活和繁殖均有较大毒性。因此在评估Sb的毒性效应时既要考虑总量也需考虑形态。 相似文献
5.
通过对辽宁省各市蔬菜种植区土壤理化性质评价与分析可知,土壤pH最小值出现在丹东东港市龙王庙采样区,最大值出现在辽阳市辽阳县采样区;土壤阳离子交换量最小值出现在鞍山千山区采样区,最大值出现在铁岭西丰县采样区;有机质含量最小值出现在锦州凌海市采样区,最大值出现在辽阳太子河区采样区。本溪、辽阳、盘锦和铁岭市土壤有机质含量整体偏高,更适合作物生长。 相似文献
6.
基于不同终点测定土壤中Zn的毒性阈值及其田间验证 总被引：1，自引：1，他引：0
利用Log-logistic剂量-效应函数模型,在实验室条件下分别利用大麦根伸长、西红柿及小白菜生长毒性及基质诱导硝化毒性测试方法,测定了16种不同性质土壤中Zn的毒性阈值,在此基础上建立了基于土壤性质主控因子的Zn的毒性预测模型,同时选取湖南祁阳酸性土和浙江嘉兴中性土验证了田间条件下土壤中Zn毒性阈值.结果表明:田间条件下,湖南祁阳土壤中Zn对玉米不同生长指标的EC10范围为37～51 mg· kg-1,EC50为127～312 mg·kg-1,不同测试指标的敏感性顺序为苗期叶面积＞秸秆生物量＞苗期株高＞籽粒产量;浙江嘉兴水稻土中Zn的毒性阈值EC10为213～332 mg·kg-1,EC50为682～922 mg·kg-1,不同测定指标间的敏感性顺序为孕穗期叶绿素含量＞秸秆生物量＞苗期株高＞籽粒产量.土壤中Zn的毒性阈值田间验证结果表明,实验室条件下基于不同评价终点测定的土壤中Zn的毒性阈值与田间条件下的吻合性在不同土壤间存在一定差异,相比而言,实验室条件下对偏中性的浙江嘉兴水稻土中Zn的毒性阈值测定结果与田间验证结果更接近;基于实验室条件下不同测试指标所测定的土壤中Zn毒性阈值与土壤主控因子间的预测模型能较好预测浙江嘉兴水稻土中Zn的毒性阈值,田间条件下所测定的ECx(x=10,50)值均在模型预测值的两倍的预测区间内;而对于偏酸性的湖南祁阳土壤,预测模型则低估了土壤中Zn的生态风险. 相似文献
7.
为了解不同环数多环芳烃（PAHs）对无脊椎动物的毒性效应以及对比不同类型土壤中PAHs毒性差异,通过滤纸接触实验、土壤和食物暴露实验,对比分析了三环、四环和五环3种多环芳烃菲（Phe）、芘（Pyr）、苯并芘（BaP）对模式生物白符跳（Folsomia candida）的急性、慢性毒性效应及差异。研究结果表明：滤纸实验中跳虫在不同浓度Phe和Pyr溶液浸透的滤纸上暴露3 d和7 d后死亡现象均比BaP明显。土壤暴露实验中Phe在江西红壤（以下简称红壤）和黑龙江黑土（以下简称黑土）土壤中对跳虫生存和繁殖的影响均大于BaP。基于可提取PAHs实测值推导的繁殖率的EC50（半数效应浓度）,Phe在红壤和黑土中的毒性阈值分别是BaP的5倍和10倍; Pyr在红壤和黑土中的毒性阈值均为BaP的10倍。食物暴露实验中Phe、Pyr和BaP处理下跳虫成虫均无明显死亡,Phe、Pyr对跳虫繁殖的28 d-EC50分别为278 mg·kg-1（186~336 mg·kg-1）和363 mg·kg-1（298~427 mg·kg-1）。以上结果表明,Phe、Pyr会对跳虫的生存和繁殖产生较大影响,而BaP相对Phe和Pyr,对跳虫的影响较小。受试暴露浓度下,不同类型土壤中PAHs对跳虫的毒性大小具有显著差异,红壤中PAHs对跳虫的生态毒性和黑土相比最大差别超过3倍,表明不同理化性质对PAHs生态毒性具有显著影响,因此在后续评估PAHs生态毒性效应时要充分考虑土壤理化性质对其毒性的影响。 相似文献
8.
为研究转Cry1c基因抗虫水稻1c-5对土壤中非靶标生物安全性的影响,以转Cry1c基因抗虫水稻1c-5的非转基因亲本品种吉粳88为对照,选择白符跳和赤子爱胜蚓作为指示生物,在室内条件下,用水稻1c-5的叶片喂饲白符跳和赤子爱胜蚓,考察其对白符跳存活率和体长的影响,以及对赤子爱胜蚓存活率、繁殖率和体重变化率的影响。结果表明,与吉粳88相比,水稻1c-5对白符跳和赤子爱胜蚓无显著影响。由此可初步判定,短期内转Cry1c基因水稻1c-5对白符跳和赤子爱胜蚓无生态风险。 相似文献
9.
[目的]研究污染土壤中重金属Zn的形态与土壤基本理化性质的关系。[方法]将污染水稻土中Zn的形态分别与土壤pH、有机质、CEC等土壤基本理化性质的关系进行了系统研究。[结果]土壤全Zn与土壤游离氧化铁呈极显著线性正相关(R2=0.516 4**,n=39),与土壤粘粒(<0.002 mm)呈极显著线性正相关(R2=0.435 8**,n=39),与土壤有机质、CEC、pH值等土壤理化性质无显著相关关系。土壤有效Zn量与土壤全Zn量呈显著线性正相关(R2=0.412 5*,n=20),土壤Zn的有效度与土壤全Zn量呈极显著性负相关(R2=0.357 1**,n=39),土壤Zn的有效度与土壤有效Zn量之间呈极显著线性正相关(R2=0.363 6**,n=39)。[结论]该研究对降低土壤污染风险,保证食品质量安全具有重要意义。 相似文献
10.
选取我国11种不同性质的农田土壤,通过外源添加重金属钴（Co）,研究其对大麦（Hordeum vulgare L.）根伸长的毒性阈值及土壤性质对Co毒性的影响。结果发现,Co对大麦根伸长10%抑制效应（EC10）在11种土壤中的变化范围为37.1~3 914 mg·kg-1土（105.5倍）,50%抑制效应（EC50）的变化范围为166.1~6 030 mg·kg-1土（36.3倍）。建立土壤性质与毒性阈值的回归方程,结果表明土壤pH是影响土壤Co毒性阈值最重要的因子,作为单因子时分别可以解释77.6%、72%的EC10和EC50的变异（P≤0.001）。当在EC10预测模型中引入土壤pH和土壤黏粒（Clay）双因子时,可以解释83.9%的EC10的变异（P<0.001）,EC50预测模型中引入土壤pH和总碳（TC）双因子时,可以解释86.1%的EC50的变异（P<0.001）。将我国土壤中得到的Co毒性阈值预测模型和欧洲北美10种土壤的预测模型进行比较验证,结果发现基于我国土壤得到的预测模型可以较为准确地预测欧洲北美土壤中Co的大麦根伸长毒性阈值,但基于欧洲北美土壤的预测模型不能准确预测我国土壤中Co的毒性阈值。研究表明,我国土壤性质对Co毒性有显著的影响,基于土壤性质建立的预测模型可为土壤中Co生态风险评价提供参考依据。 相似文献
11.
锑对土壤中秀丽隐杆线虫的毒性效应 总被引：1，自引：1，他引：0
为明确锑（Sb）对土壤无脊椎动物线虫的毒性效应及不同类型土壤中Sb的毒性差异,以生长量、生育率和繁殖力为评价终点,研究了3种土壤（西安垆土、鹰潭红壤、江门红壤）中外源Sb对模式生物——秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的毒性效应。结果表明：基于西安垆土、鹰潭红壤、江门红壤的土壤总Sb含量推导得出的Sb对线虫生长毒性的EC50 （半数效应浓度）分别为1 138、2 163、4 074 mg·kg-1,对线虫生育毒性的EC50分别为849、1 472、3 244 mg·kg-1,对线虫繁殖毒性的EC50分别为574、836、1 470 mg·kg-1。通过毒性阈值可知,线虫的评价终点对Sb毒性的敏感性由高到低依次为繁殖、生育、生长。相关性分析表明,阳离子交换量、有机质含量和非晶质铁氧化物含量是影响土壤中Sb毒性的主要因素。基于有效态Sb含量推导得出的3种土壤中Sb的毒性阈值差异缩小,说明有效态Sb含量能够更好地解释不同土壤中Sb毒性的差异。 相似文献
12.
以我国9个地区不同理化性质的土壤为研究对象,通过外源添加钼酸盐（Mo6+）评估了土壤Mo对大麦（Hordeum vulgare L.）的毒性,在此基础上分析了土壤性质因子和毒性阈值之间的相关性,并建立了一元和多元线性回归方程。结果表明,在9个地区的土壤中,Mo对大麦根伸长10%抑制率（EC10）和50%抑制率（EC50）的变化范围分别为262.64~3 301.70 mg·kg-1和851.10~5142.62 mg·kg-1;土壤阳离子交换量（CEC）是影响土壤Mo毒性阈值最重要的因子;基于CEC建立的回归方程中引入pH值和锰氧化物含量时,预测能力显著提升,可以分别解释EC10和EC50的82.2%和88.5%的变异（P<0.05）。利用欧洲9个地区土壤的大麦毒性数据对模型进行验证,发现基于我国土壤建立的Mo毒性预测模型并不适用于欧洲土壤,进一步分析了我国和欧洲18个地区的土壤性质和毒性阈值的相关性并建立了预测模型。研究表明,CEC对Mo的大麦毒性有显著影响,基于CEC、pH值和锰氧化物含量建立的预测模型可以准确评估我国和欧洲18个地区土壤Mo的毒性。本研究可为土壤Mo的风险评价和修复提供重要参考。 相似文献
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木炭施用对镉污染土壤小白菜生长及镉吸收的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
以镉污染土壤和小白菜为供试对象,采用盆栽试验,研究了木炭在用量分别为5、10、25、50 g·kg~(-1)水平时对土壤理化性质、小白菜生长及吸收镉的影响。结果表明,木炭的施入可改善土壤理化性质,当施用量≥25 g·kg~(-1)时能显著提高土壤pH值;与对照相比,添加木炭的各处理土壤有机质含量、碱解氮含量和有效磷含量等指标均显著增加,土壤速效钾含量在木炭用量为25 g·kg~(-1)时达最大,达显著水平(P0.05)。木炭的施用还促进了小白菜生长,使其地上部生物量、叶绿素含量和根部生物量均呈增加趋势。同时,木炭的添加降低了土壤镉有效性,减少了小白菜对镉的吸收。与对照相比,在木炭用量为5~50 g·kg~(-1)范围内,土壤Ca Cl2提取态镉含量、小白菜地上部镉含量和小白菜根部镉含量的降幅分别为5.05%~20.57%、6.08%~35.98%和5.13%~31.50%,小白菜各部位对镉的富集随处理水平呈递减趋势。研究表明添加适当比例的木炭可以抑制蔬菜对镉的吸收,并改良土壤。 相似文献
14.
在湖南某植烟区采集代表性的土壤和烟叶样品112个,测定了土壤理化性质和样品的铅、镉含量,并通过相关性和回归分析来研究烟叶铅、镉含量与土壤因子关系。结果表明:研究区土壤Pb、Cd全量平均值为40.91、0.37 mg·kg~(-1),Pb、Cd有效态平均值分别为10.71、0.23 mg·kg~(-1),烟叶Pb、Cd含量分别为3.86、7.55 mg·kg~(-1);烟叶Pb、Cd的富集系数分别为0.094和19.84,对比富集系数可知,植烟区烟叶镉的健康风险要大于铅。相关性分析表明:烟叶中Pb与土壤Pb全量、Pb有效态含量呈正相关,与p H值呈负相关;烟叶Cd与土壤Cd全量、Cd有效态含量、有机质含量和氯离子量呈正相关,与p H值负相关。通过数据逐步回归得到的方程为lg Ytobac-Pb=0.806lg Xsoil Pb-0.314p H-0.020(R2=0.499)、lg Ytobac-Cd=0.877Xsoil Cd-0.302p H+0.465lg XOM+1.632(R2=0.561),回归方程对烟叶中Pb、Cd的预测达到极显著水平。 相似文献
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广西镉地球化学异常区水稻籽粒镉含量预测模型研究 总被引：7，自引：2，他引：5
为了解广西镉地球化学异常区土壤对水稻籽粒镉含量的影响,更进一步从局部有限的土壤-水稻"点"的研究拓展到镉异常区域范围内"面"的研究,共采集土壤-水稻样品656件,采用逐步多元回归分析建立不同镉浓度等级下水稻籽粒重金属Cd含量预测模型。结果表明:研究区土壤呈中性(pH均值为6.8),属矿质土壤(OM均值为39.53 g·kg~(-1)),全量镉和有效态镉含量范围分别为0.078～7.893 mg·kg~(-1)和0.028～5.875 mg·kg~(-1);根据《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762—2017),稻米Cd超标率为13.6%;不同Cd浓度等级下最佳预测模型分别为:G1(0.5 mg·kg~(-1)):lg(Cd-G)=1.561-3.782 lg(pH)+1.825 DTPA-Cd;G2(0.5～1.0mg·kg~(-1)):lg(Cd-G)=5.145-0.280 pH-2.448 lg(OM)+1.039 lg(DTPA-Cd);G3(1.0～2.0 mg·kg~(-1)):lg(Cd-G)=1.074-0.208 pH-0.029OM+0.589 DTPA-Cd;G4(2.0～3.0 mg·kg~(-1)):lg(Cd-G)=-0.897-0.026 OM+0.785 DTPA-Cd;G5(3.0 mg·kg~(-1)):lg(Cd-G)=0.791~(-1).322 lg(OM)。总体上,广西镉异常区土壤中Cd整体偏高,已经对水稻安全种植产生影响,预测模型能够较好地预测稻米中镉的累积量,为广西镉异常区内其他水稻产地的安全生产提供参考。 相似文献
16.
为研究纳米银在土壤中的微生物毒性,采用室内培养方式,探究纳米银(0、10、50、100 mg·kg~(-1))对4种不同性质土壤中微生物数量、多样性、呼吸作用及酶活性的影响。结果显示,低剂量(10 mg·kg~(-1))纳米银对土壤微生物影响较小,中高剂量(50、100 mg·kg~(-1))纳米银处理下土壤可培养微生物数量显著降低。随着纳米银剂量的增加,黄褐土酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、蓝菌门(Cyanobacteria)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、厚壁菌门(Firmicutes)群落丰度显著下降;变形菌门(Proteobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)群落丰度显著增加。纳米银处理土壤呼吸作用减弱,土壤脲酶、蔗糖酶活性显著抑制,而荧光素二乙酸酯酶(FDA酶)、过氧化氢酶活性受纳米银剂量影响没有显著变化。同剂量纳米银处理下黄褐土、砖红壤中微生物性状因子对纳米银的响应强于水稻土和黄棕壤。多变量主成分分析显示,纳米银对真菌、FDA酶、过氧化氢酶的抑制与土壤有机质、砂粒含量正相关,对脲酶、蔗糖酶、呼吸作用的抑制与土壤pH值、阳离子交换量(CEC)正相关。综上分析,纳米银进入土壤后会对土壤微生物产生毒性作用,抑制微生物的生长繁殖,但不同门类微生物对纳米银的敏感程度不同,且纳米银的毒性受土壤性质的影响。 相似文献
17.
调查研究了新疆伊犁州土壤中Cu 和Zn 的含量水平,为该地区绿色食品和有机食品的基地建设提供指导。在新疆伊犁州8县采集了600 个农用表层土壤样品,应用AAS 分析测定了土壤样品中Cu 和Zn 含量。结果表明,采集的伊犁州农用土壤中Cu 和Zn 的平均含量分别为28.68、83.17 mg·kg-1,范围值分别为11.07~59.90、39.58~160.40 mg·kg-1,其中Cu 约有85%的数据分布在20~40 mg·kg-1之间;Zn有90%分布在60~110 mg·kg-1之间。另外,8 县中特克斯县土壤中的Cu 含量普遍较其他县高;而Zn 在8 县的差异不大。所有检测的土样样品中Cu和Zn 的含量均没有超过国家土壤环境质量标准中二级标准(GB 15618-1995),但是Cu 和Zn 含量均值比伊犁州背景值分别增高了7%和21%。此外,伊犁州土壤中Cu 和Zn 的含量水平均符合我国有机产品标准(GB/T19630-2011)和绿色食品产地环境质量标准(NY/T 391-2013)对产地环境的要求。 相似文献