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纳米零价铁对赤子爱胜蚓的毒性效应研究
1
作者 罗庆睿 赵奕乔 +2 位作者 蔡粤 段昌群 刘嫦娥 《生态毒理学报》 北大核心 2025年第1期397-408,共12页
纳米零价铁(nanoscale zero-valent iron,nZVI)在处理污染物方面显示出巨大潜力而得到了广泛研究。目前只有少数研究调查了nZVI的潜在生态毒性。本研究通过室内控制实验,设置对照(0 g·kg^(-1))、低(2.5 g·kg^(-1))、中(5.0 g&... 纳米零价铁(nanoscale zero-valent iron,nZVI)在处理污染物方面显示出巨大潜力而得到了广泛研究。目前只有少数研究调查了nZVI的潜在生态毒性。本研究通过室内控制实验,设置对照(0 g·kg^(-1))、低(2.5 g·kg^(-1))、中(5.0 g·kg^(-1))、高(10.0 g·kg^(-1))4个nZVI浓度梯度对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)进行为期28 d的暴露实验,运用整合生物标志物响应(integrated biomarker responses,IBR)指数评价28 d内蚯蚓生物标志物变化,结合Eisenia fetida体内铁的生物富集量,阐明nZVI对蚯蚓的生理生化毒性效应。研究表明:nZVI处理浓度及暴露时间对蚯蚓存活率、生物量损失及其8个生理生化指标具有不同程度的显著影响。随着暴露时间的延长,Eisenia fetida的存活率、生物量及各项酶活性逐渐降低,同时其存活率及生物量也随着nZVI浓度的增加而降低。总的来说,nZVI胁迫会使Eisenia fetida体内活性氧(reactive oxygen species,ROS)过度积累,使其产生氧化应激并造成DNA及细胞损伤,同时其体内的乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase,AchE)及抗氧化酶系统会迅速做出反应抵御外来胁迫;Eisenia fetida分泌大量金属硫蛋白(metallothionein,MT)与铁形成稳定的复合物来降低其细胞毒性。通过IBR指数的计算发现:暴露初期Eisenia fetida受到nZVI带来的氧化胁迫导致ROS含量大量积累,故在暴露第7天时ROS的IBR指数偏差最大;暴露第14天时抗氧化防御系统正作出反应抵御外来胁迫,此时过氧化氢酶(catalase,CAT)的IBR指数偏差最大;在暴露第28天时,8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxy-2’-deoxyguanosine,8-OHdG)的IBR指数偏差最大,此时蚯蚓受到的脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)氧化损伤最为严重。本研究为nZVI的环境风险评估提供参考和技术支持。 展开更多
关键词 纳米零价铁 赤子爱胜蚓 氧化损伤 生物标志物 生物富集 综合毒性指数
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蚯蚓、龙葵对镉的富集转移及联合修复 被引量：1
2
作者 字玉奋 张维兰 +3 位作者 刘嫦娥 段昌群 罗庆睿 赵奕乔 《环境科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第S2期201-212,共12页
镉是当前中国耕地土壤重金属污染最主要的元素之一,对土壤质量、作物产量及人体健康等均会产生显著危害,镉污染土壤修复已成为目前的研究热点与重点内容。文章通过室外模拟盆栽实验,以国际标准蚓种赤子爱胜蚓、超积累植物龙葵为研究对象... 镉是当前中国耕地土壤重金属污染最主要的元素之一,对土壤质量、作物产量及人体健康等均会产生显著危害,镉污染土壤修复已成为目前的研究热点与重点内容。文章通过室外模拟盆栽实验,以国际标准蚓种赤子爱胜蚓、超积累植物龙葵为研究对象,探讨了1、5条/kg蚯蚓密度(E1、E5)与龙葵(S)联合修复镉污染土壤效果以及蚯蚓和龙葵对镉的富集转移。研究表明:(1)龙葵株高、生物量、叶面积随镉胁迫浓度增加而显著减小,龙葵和蚯蚓对镉的富集随镉浓度的增加而显著增加;(2)蚯蚓、龙葵能有效富集土壤镉,促进土壤全镉和有效镉的去除,其中SE1处理组更有利于龙葵富集镉和土壤镉的去除,SE1处理下龙葵镉部分镉富集量达最大,分别为地上部149.85 mg/kg、地下部158.62 mg/kg,使得SE1处理组的土壤全镉含量最少,为32.84 mg/kg;(3)30 mg/kg镉胁迫下,S处理组龙葵富集系数为4.31,低于SE1(9.53)和SE5(6.47)处理组,可见龙葵对镉具有较好的富集和转移能力,且蚯蚓活动促进了龙葵对镉的富集转移能力;(4)镉胁迫下不同蚯蚓密度与龙葵联合栽植均导致土壤全磷、全碳含量显著下降,土壤pH与全氮含量显著增加。该研究可为镉污染土壤的生物组合修复模式提供数据支持和科学依据。 展开更多
关键词 赤子爱胜蚓 龙葵 镉污染土壤 生物联合修复
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铅镉胁迫下蚯蚓对土壤碳氮相关酶及微生物多样性的影响
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作者 赵奕乔 罗庆睿 +3 位作者 段昌群 张悦 蔡粤 刘嫦娥 《环境科学与技术》 北大核心 2025年第2期1-11,共11页
凋落物分解是陆地生态系统中物质循环的关键环节,而重金属污染会影响与碳氮循环有关的酶的活性和微生物群落结构,进而改变凋落物分解速率。文章为探究蚯蚓介导杨树凋落叶分解对铅镉污染土壤酶活性及微生物多样性的影响,设置无(CK)、低(L... 凋落物分解是陆地生态系统中物质循环的关键环节,而重金属污染会影响与碳氮循环有关的酶的活性和微生物群落结构,进而改变凋落物分解速率。文章为探究蚯蚓介导杨树凋落叶分解对铅镉污染土壤酶活性及微生物多样性的影响,设置无(CK)、低(L)、中(M)、高(H)4种铅镉浓度与有(E)、无(N)蚯蚓添加,共8种处理组,同时在表面施加8.0 g杨树凋落叶,进行90 d盆栽试验。研究表明:铅镉胁迫抑制了蚯蚓对杨树凋落叶分解,第90天CK-E处理杨树凋落叶的分解速率最大;土壤有机碳(SOC)和总氮(TN)含量则随暴露时间延长呈增加趋势,均为第90天时CK-E处理含量最高,比CK-N分别显著增加了19.61%和7.40%;且在低、中浓度铅镉胁迫下,蚯蚓的存在增加了土壤SOC、TN含量。各处理组土壤中与碳循环相关的酶(β-葡萄糖苷酶(BG)、酚氧化酶(PO)、过氧化物酶(POD)、β-木糖苷酶(XYS))及与氮循环相关的酶(脲酶(UR)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、β-N-乙酰氨基葡糖苷酶(NAG))的活性均随铅镉污染浓度增大而降低;蚯蚓显著影响了土壤BG、POD、XYS和NAG活性,且提高了铅镉污染土壤微生物丰富度。此外,随着暴露时间延长及土壤铅镉浓度增加,土壤中绿弯菌门和担子菌门相对丰度增加。研究表明,蚯蚓介导可减轻重金属铅镉污染对土壤微生物活性的胁迫作用,会改变杨树凋落叶分解过程中BG、POD、XYS和NAG活性,改变释放的碳、氮的化学计量,进而影响土壤生态系统碳氮循环进程。该研究揭示铅镉污染条件下蚯蚓对杨树凋落叶分解状况、土壤碳氮相关酶活性及微生物多样性的影响,为正确评价蚯蚓在重金属污染土壤生态系统养分循环中的作用提供参考和理论支持。 展开更多
关键词 重金属污染 养分循环 酶活性 蚯蚓 土壤微生物
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