土壤中镍的有效形态、生物急性毒性及生物配体模型研究

本项目以土壤中镍的剂量－效应关系和影响因素为切入点，围绕土壤中镍的有效形态与其生物急性毒性的量化关系的关键问题，利用扩散梯度膜、微生物传感器（发光细菌）法和杜南透析分离等先进技术为手段，在17个典型土壤中镍的急性生物毒性研究基础上，重点研究：（1）土壤中镍急性生物毒性的主控因子；（2）土壤中镍的有效形态以及与生物急性毒性的量化关系；（3）土壤中可溶性有机碳化合物对镍生物急性毒性的影响；（4）土壤中固液分配系数的影响因素及预测模型。进一步揭示土壤中镍的生物急性毒性产生的规律和主要影响因素；利用竞争配位化学原理建立土壤中镍生物毒性的预测模型-陆地生态系统生物配体模型；为镍污染土壤环境质量标准制定和风险评价提供坚实的科学依据和手段。

本项目以镍对大麦根伸长、小白菜和番茄植物生长的剂量－效应关系和影响因素为重点，以土壤中镍的形态与微生物、植物毒性的关系为切入点，针对土壤中镍对植物和微生物的预测模型进行了研究。研究结果发现：（1）土壤物理化学性状对土壤镍的剂量-效应关系影响可以进行量化表征；（2）土壤中镍毒害的主控因子是土壤pH和有机质含量；（3）土壤溶液中碳酸氢镍离子（NiHCO3+）是有毒害作用的，完善了仅用自由离子活度建立的预测模型；（4）建立了土壤中镍生物毒害的回归预测模型和生物配体模型；（5）证明了土壤中镍的植物毒性预测模型种间外推的可行性；（6）确定了酸性土壤、中性土壤（包括水稻土）、碱性非石灰性土壤和石灰性土壤的外源镍生态阈值分别为0.5、10.9、24.1和29.7 mg.kg-1。此结果进一步揭示了土壤中镍生物毒害产生的规律和主要影响因素，有助于为镍污染土壤环境质量标准制定和风险评价，为建立土壤中镍的生态阈值提供了可靠的科学基础。