木本植物对大气重金属污染物——铅、镉、铜、锌吸收积累作用的研究

对环境污染除必须采取人工治理措施外,还必须充分发挥自然净化作用,才能取得经济合理和维护生态系统动态平衡的目的。 绿色高等植物特别是树木,对环境污染起着明显的净化和改善作用。因为它们的生物产量高,占有很大的空间,有巨大的根、茎、叶面积作用于环境,并对污染物具有一定的吸收积累或降解作用;生活周期长,有较长的时间与周围环境相互作用与影响,同时吸收积累的污染物质不会在短期内转移释放到环境中;此外,大部分树木是以保护环境或生产木材为主要目的,因而吸收积累的污染物不进入食物链对人产生危害。所以树木在保持和维护生态系     

重金属（铜、镉、锌和铅）对海水无机碳体系影响的模拟研究

通过室内模拟实验,研究了孔石莼和重金属(铜、镉、锌和铅)共同作用下,海水无机碳体系及碳源汇格局的变化.结果表明,t=7d时,无机碳体系各参数的变化幅度(Δ)与重金属种类和浓度有关.与对照相比,低浓度(<1μmol · L-1)的重金属添加组中,DIC、HCO-3 和PCO2的下降幅度都很明显(P<0.01* *).当铜、镉浓度大于"转折浓度"后, DIC、HCO-3和Pco2 均要大于初始值,其增幅随着重金属浓度的增加而增大.对于锌和铅,二者浓度高达50μmol · L-1时,水体中无机碳各参数与初始值相比仍呈现下降趋势.此外,当重金属浓度和种类不同时,水体中的碳源汇格局亦做不同的变化.当铜和镉浓度小于转折浓度时,水体表现为大气CO2的汇;而当铜和镉超出转折浓度时,水体会由大气CO2的汇过渡到源,并且当水体成为CO2的源后,其CO2的释放量是随着铜、镉浓度的增加而增大.在本实验设计的各浓度锌、铅添加组水体始终表现为碳汇,但当锌、铅浓度分别高于15μmol · L-1和20μmol · L-1时,其碳汇强度开始小于对照组(P<0.05*).     

珙桐幼苗生理生化指标对重金属铅、镉胁迫的响应

铅和镉在土壤中表现出很强的毒性,严重危害植物的生长发育.该研究着眼于中国特有濒危珍稀植物珙桐,探究盆栽实验条件下其抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)以及游离脯氨酸、可溶性蛋白对不同浓度重金属铅、镉胁迫的响应规律.结果表明:(1)不同浓度铅处理下,珙桐幼苗MDA浓度均显著高于对照组,而镉胁迫条件下除10 mg·kg-1浓度外...     

木本植物对大气重金属污染物耐性的研究

本文在污染现场调查研究、试验研究和单一毒物接触试验的大量数据基础上,论述了木本植物对大气重金属污染物一一铅、镉、铜、锌的耐性。查明了大气重金属污染物引起叶片可见伤害症状需要很高的剂量。糖槭以2000ppm硝酸铅溶液浸泡涂抹枝叶,三天后出现轻度可见伤害症状,叶中铅积累量高达802ppm。旱柳以500ppm氯化镉溶液浸泡涂抹枝叶,叶中积累量达66ppm,十天内未出现可见症状。大气重金属污染物——铅、镉、铜、锌对叶片造成的急性伤害症状是相似的,而与土壤中相同污染物引起的急性伤害具有差别。木本植物对大气重金属污染物的耐性很强,在以大气重金属污染为主的复合污染现场,一些幼龄树木的叶片吸铅量达500—800ppm,超过背景浓度的120倍;吸镉量10—18ppm,超过背景浓度的139倍,吸铜量100—239ppm,超过背景浓度的5—12倍,吸锌量500—700ppm,超过背景浓度的9—20倍只出现较轻的受害症状。在相对清洁区,对幼树叶片进行单一毒物接触试验,一些主要绿化树木的叶片吸铅量达200—600ppm,吸镉量20—60ppm并不出现可见症状。木本植物对大气重金属污染物具有较强的耐性,因而为生物防治大气重金属污染开辟了广阔的前景。     

重金属镉和铅胁迫对海洋微藻的毒性效应研究

设置不同浓度的重金属Cd2+(0、0.2、0.4、0.6、0.8和1 mg•L-1)和Pb2+(0、0.1、0.2、0. 4、0.8和1.6 mg•L-1)胁迫处理, 检测米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)的生长生理情况, 分析重金属胁迫对海洋微藻生长的毒性效应, 探讨超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)等对重金属胁迫的缓解作用。研究结果发现, 重金属Cd2+和Pb2+对米氏凯伦藻具有较强的毒性, 随着重金属浓度的提高, 细胞生长受到毒害作用增强; 而米氏凯伦藻对重金属Cd2+和Pb2+胁迫具有一定的适应性。重金属Cd2+和Pb2+胁迫导致米氏凯伦藻细胞的叶绿素a、叶绿素b含量下降(1.6 mg•L-1 Pb2+胁迫除外), 类胡萝卜素含量提高, 最大光能转化效率(Fv/Fm)下降, 表明重金属胁迫抑制藻的光合作用, 影响藻的生长繁殖。丙二醛(MDA)随着重金属Cd2+和Pb2+浓度提高而升高, 说明重金属引起藻细胞膜透性增加, 藻细胞遭受破坏。SOD活性整体呈现先升高后下降(或与对照持平)的趋势, 提示海洋微藻的抗氧化酶系统在低浓度重金属胁迫下产生应激性反应, 酶活性增强; 而CAT活性上升, 也对藻细胞起到保护作用, 推测两者共同反应, 以缓解藻体遭受的重金属毒害作用。结果可为了解重金属胁迫对海洋微藻的毒性效应提供参考。     

土壤添加剂对蜈蚣草吸收转运铅、镉的影响

通过盆栽试验研究了磷酸二氢铵、柠檬酸与乙二胺四乙酸(EDTA)对蜈蚣草在Pb-Cd复合污染的2种北方典型土壤(潮土和潮褐土)中吸收转运Pb、Cd的影响。结果表明,EDTA显著提高了蜈蚣草体内Pb的浓度与积累量,其中羽叶的Pb浓度在潮土与潮褐土中分别为对照的33.9和5.97倍,积累量分别为对照的9.22与1.18倍。EDTA也显著提高了蜈蚣草体内Cd的浓度,其中羽叶Cd的浓度分别为对照的9.16和2.40倍;而对Cd的积累无促进作用。磷酸二氢铵与柠檬酸在2种土壤中对蜈蚣草吸收富集Pb、Cd均无促进作用。此外,磷酸二氢铵显著促进了蜈蚣草的生长;而EDTA显著降低了蜈蚣草的生物量。本研究可为蜈蚣草应用于北方Pb-Cd复合污染土壤修复和应用土壤添加剂来提高其修复效率提供理论依据。     

土壤中镉、铅、锌及其相互作用对作物的影响

通过作物盆栽模拟试验(砂壤质褐土、pH值8.2)揭示：土壤中分别施入镉(CdCl2)、铅[Pb(CH3COO)2]或锌(ZnSO4)其影响表现为,植物各器官镉的含量超过对照植物的数倍至500倍。土壤镉浓度<5ppm和<10ppm分别造成某些蔬菜和水稻的污染。铅主要积累在植物根部,土壤铅污染对作物的影响较小。锌主要积累在植物叶片和根部,对水稻产生生长抑制的土壤锌浓度临界值不大于200ppm,此浓度对旱作无影响。土壤中同时施入镉和铅,植物对镉的吸收增加。而土壤中镉的增加却减少了植物体内铅的含量。土壤中由于镉、锌或铅、锌相互作用的结果,水稻对它们的吸收都有增加。在旱地土壤锌浓度的增高,降低了植物对镉、铅的吸收。镉、铅、锌同时施入土壤由于相互作用的结果,除锌之外,植物对镉、铅的吸收有明显下降。评价土壤重金属污染,不仅要看它们的含量及其存在形态,而且要分析它们之间的相互作用(促进或拮抗)特点。     

重金属镉对拟南芥DNA甲基化的影响

将拟南芥种子点种于添加有不同浓度CdCl2的培养基中处理2周,移苗时CdCl2的胁迫即解除。低浓度CdCl2促进拟南芥种子的萌发。CdCl2为0．5mg·L^-1时萌发率最高（为97．21％）。随着CdCl2浓度的继续增加,种子萌发率即逐渐下降。幼苗期和抽薹期分别提取叶DNA,采用甲基敏感扩增多态性（MSAP）技术分析其基因组DNA甲基化的结果显示,总的来说,随着CdCl2浓度的增加,甲基化程度增高。     

镉、铅及其相互作用对小白菜生理生化特性的影响

本文研究了溶液培养条件下小白菜对镉,铅的吸收积累规律的镉,铅及其相互作用小白菜生理生化特性的影响,结果表明：植物体内镉,铅含量与培养中镉,铅浓度呈正相关性,镉可降低植物对铅的吸收;镉超过一定浓度后,对叶绿素起破坏作用,并促进抗坏血酸分解,使游离脯氨酸累,抑制硝酸还原酶活性。含镉的培养液中,由于铅的加入,加强了镉对植物的毒害作用。     

镉胁迫对旱柳光合作用和内肽酶变化的影响

通过水培方法,添加不同浓度CdCl2(0、5、25、50 μmol·L^-1)处理14 d,测定叶绿素含量、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性、游离氨基酸含量及内肽酶活性,调查Cd对旱柳光合作用和内肽酶变化活性影响。结果发现：Cd处理降低了总叶绿素、叶绿素a、b含量; Rubisco活性随着介质中Cd浓度增加而降低;Cd抑制根和叶PEPC活性;同对照相比,根中游离氨基酸含量没有显著变化,而叶中游离氨基酸含量增加;不同浓度Cd处理降低根的内肽酶活性,高浓度Cd使叶内肽酶活力增加。这些结果表明,Cd通过降低叶绿素含量,促进叶内肽酶活性和抑制了CO₂羧化酶活性来影响旱柳光合作用。     

西番莲对镉、铅的吸收累积特性

以紫果西番莲和黄果西番莲为试材进行盆栽试验,研究镉、铅处理后西番莲体内镉、铅含量变化。结果表明,镉、铅在西番莲体内分布的一般规律是枝蔓> 叶> 果。不同品种西番莲的镉含量未见显著差异,而铅含量则呈显著差异。西番莲枝蔓和叶对镉、铅的吸收量分别随着各自处理浓度的增加而增加;统计显示,西番莲枝蔓和叶的镉、铅含量与各自土壤的添加量呈极显著正相关。值得注意的是,西番莲对镉有较强的吸收能力(枝蔓和叶对土壤镉的富集系数均大于1),而对铅的吸收能力较差。在本试验中,铅处理浓度为1 000 mg/kg时,西番莲果实可食部分铅的含量也低于无公害果品标准,说明西番莲作为果树生产时,即使在铅含量较高的污染土上种植,也是安全的;但要特别注意镉的污染风险。     

两种木本植物光合作用对油页岩废渣污染的响应

比较油页岩污染点(茂名石化公司废渣场)和相对清洁点(茂名市林科所)生长的灌木翅荚决明(CassiaalataL.)和乔木乌墨(Syzygiumcumini(Linn.)Skeels)的光合生理指标的变化。在两个试验点,翅荚决明的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率的绝对值在一天的多数时段均高于乌墨,但与对照点相比,在污染点翅荚决明的净光合速率和水分利用效率的下降幅度却大于乌墨,气孔导度则相反,可能与土壤含水量有关。结果表明乌墨的抗油页岩废渣污染能力强于翅荚决明。     

镉、铅对蟾蜍精巢毒作用的酶学研究

为研究镉、铅对精巢的生化毒作用机理 ,应用氯化镉、硝酸铅溶液对成年雄性蟾蜍进行腹腔染毒 (按镉计 0 .1、0 .2、0 .4、0 .8mg/ kg体重 ;按铅计 1、2、4、8mg/ kg体重 ) ,连续染毒 7d后活体解剖 ,测定分析精巢中各种酶的活性。结果显示 ,在镉染毒下 ,精巢乳酸脱氢酶 (L DH)和酸性磷酸酶 (ACP)的活性随镉染毒剂量的增加而降低 ,而碱性磷酸酶 (AL P)未发现明显变化 ;在铅染毒下 ,乳酸脱氢酶 (L DH)和碱性磷酸酶 (AL P)的活性随铅染毒剂量的增加而降低 ,而酸性磷酸酶 (ACP)未发现明显变化 ;乳酸脱氢酶 (L DH)同工酶在镉、铅染毒下则主要表现为酶带 L DH1 、L DH2 的抑制或缺失和 L DH5活性的增强。因此 ,镉、铅对蟾蜍的雄性生殖毒性机理可能与酶的活性存在着一定的关系 ,L DH可以考虑作为反映镉、铅中毒对精巢功能影响程度的一种有价值的生化指标     

镉、铅及其复合污染对油菜部分生理指标的影响

采用盆栽试验的方法研究了土壤外源重金属Cd、Pb及其复合污染对油菜部分生理指标的影响。结果表明：Cd单一处理组中,油菜体内硝酸还原酶活性及根系活力均随Cd胁迫浓度的增加出现不同程度的先升后降的趋势,表明油菜对低浓度的Cd有一定的抵抗能力,但在高浓度的Cd胁迫下则受到伤害;Pb单一处理和Cd+Pb复合处理组中,硝酸还原酶活性及根系活力均随Cd、Pb浓度的增加而降低;Cd、Pb单一处理组中,随Cd、Pb浓度升高,油菜根内游离脯氨酸含量逐渐增加,Cd处理组的脯氨酸含量积累量显著大于Pb处理组,这进一步证实了Cd对植物毒害效应比Pb严重;Cd+Pb复合处理组中脯氨酸含量均高于所有单一处理,表明Cd、Pb复合污染对脯氨酸的积累有促进作用,Pb加强了Cd对植物的毒害,其交互作用机理值得进一步研究。     

镉、铅、芘复合污染对红薯生长及生理特征的影响

以红薯为供试材料, 设计了Cd、Pb、芘复合污染的盆栽正交实验, 研究了复合污染下红薯生长及生理特征的变化情况。结果表明: Cd-Pb-芘复合污染下, 红薯叶面积普遍受到各污染因子及其交互作用的抑制作用(P<0.01,P<0.05);Cd、Pb、芘单因素均对红薯叶片伸展速率有显著抑制作用(P<0.01)。Pb 是抑制茎、叶生物量的最主要因素(P<0.01), 红薯地下部对复合污染有较强的耐性。芘×Pb 交互作用是影响红薯生理生化特性的最主要因素, 其显著抑制红薯叶绿素a 含量(P<0.01)及红薯SOD 酶活性(P<0.01), 同时也显著增加了丙二醛的含量(P<0.05)及脯氨酸的积累(P<0.01); 此外,单因素Cd、Pb 和芘及其其它的交互作用也有类似的抑制或促进作用(P<0.01, P<0.05)。     

几种南亚热带木本植物光合作用对生长光强的响应

分别将马尾松（Pinus massoniana）、黧蒴（Castanopsis fissa）、荷木（Schima superba）、黄果厚壳桂（Cryptocarya concinna）的幼苗置于100％自然光和32％自然光下生长6个月,测定它们的光强-光合反应曲线和叶绿素荧光的某些参数。结果表明,在100％光下,马尾松有最高的最大光合速率（Pmax）、光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）、暗呼吸（Rd）、表观量子效率（AQY）和总电子传递速率（JF）,光化学猝灭（qP）也最大。而黄果厚壳棒有最大的分配到光呼吸的电子流比率（JO/JF）。100％光下AQY的大小顺序为：马尾松〉黧蒴〉荷木〉黄果厚壳桂,32％光下AQY的顺序则相反。这说明群落早期演替的先锋树种马尾松属于强阳生性树种,具有适应强光的特点,而处于群落演替项级阶段的优势种黄果厚壳梓则能更加充分利用低光生长环境中的光强,同时也可通过提高电子流向光呼吸分配的比例来避免自然光环境中强光的伤害。     

改良干重法破坏韧皮部对叶片光合作用影响的初步研究

测定叶片光合速率的改良干重法,其主要措施是破坏叶柄或叶基的韧皮部,阻止光合产物的输出,使光合所形成的物质都能在叶片的干重增长上反映出来,但是这种措施本身也可能同时影响光合作用的进行,例如韧皮部被破坏后,叶片中积累了高于正常量的光合产物,可能降低叶片的光合作用,这问题我们已作过初步研究。并在进一步探     

重金属镉抗性菌株的筛选及其对镉活化作用的研究

通过在培养基中加入一定浓度的Cd2+,从土壤中分离筛选出2株具有较强镉抗性及产酸能力的细菌JL-4和JC-9。经初步鉴定,JL-4和JC-9分别属于芽孢杆菌属(Bacillussp.)和黄单胞菌属(Xan-thomonassp.)。将菌株JL-4和JC-9接种到添加不溶性镉(100 mg.L-1)的培养液中28℃培养48 h,接菌处理比不接菌对照培养液中有效镉含量分别增加1 392.3%和1 410.8%,培养液pH分别降低了2.87和3.18。将JL-4和JC-9分别接入含不同浓度重金属镉(100、200 mg.kg-1)的土壤中28℃培养20 d,接菌处理比不接菌对照土壤中有效镉含量分别增加17.02%~100%(JL 4)和36.17%~61.80%(JC-9)。菌株JL-4和JC-9的最适生长温度均为28℃,最适pH值分别为7和8。除对镉具有抗性外,两菌株对重金属铅、铜、镍、锌也具有一定抗性。     

铅、镉在蔬菜中的累积特性及对蔬菜生长的影响

采用不同浓度原位污染土盆栽试验,研究铅(Pb)、镉(Cd)在8种蔬菜中的累积规律及对蔬菜生长的影响,揭示蔬菜-土壤铅、镉含量相关关系,提出8种蔬菜的土壤铅、镉安全临界值。结果表明:油菜、甘蓝长势均好,生长未受抑制,其他几种蔬菜随铅、镉浓度的增加,生长受到不同程度抑制;铅、镉复合污染对8种蔬菜的生长抑制程度为芹菜莴苣胡萝卜豇豆辣椒番茄甘蓝、油菜,与蔬菜累积铅、镉能力一致;芹菜-土壤铅、镉含量呈显著线性相关(R2=0.923,0.956);土壤铅安全临界值为叶菜类(甘蓝、油菜)根茎类(莴苣、胡萝卜)豆类(豇豆)芹菜和辣椒,番茄土壤铅安全临界值待定;8种蔬菜土壤镉安全临界值相同。