论文部分内容阅读
本研究分别选用了20种植物在6mg/L的Cr (Ⅵ)、Pb复合污染与10mg/L的Pb、Zn、Cd复合污染条件下进行筛选实验,然后选取两种对重金属富集量较高且生长较快的植物,一种植物在Cr (Ⅵ)、Pb不同浓度梯度下,另一种植物Pb、Zn、Cd在不同浓度梯度下进行营养液培养及土壤培养实验,对营养液培养的植物分析其对重金属的累积规律以及重金属胁迫对植物的酶活性、脯氨酸及丙二醛(MDA)含量的植物生理生化影响；对土壤培养的植物分析其对重金属的累积规律以及重金属胁迫对土壤酶活性的影响,实验结果表明：1、在浓度为6mg/L的Cr(Ⅵ)、Pb复合污染与10mg/L的Pb、Zn、Cd复合污染条件下进行筛选实验(1)在Cr (Ⅵ)、Pb复合污染胁迫下,果芋生长状况良好,地上部Cr(Ⅵ)、Pb含量分别达到569.79mg/kg和787.50mg/kg,果芋对铬、铅具有较高的富集能力。(2)在Pb、Zn、Cd复合污染胁迫下,车前草生长状况良好,地上部累积铅、锌、镉含量分别达到341.79mg/kg、464.25mg/kg和46.98mg/kg,车前草对铅、锌、镉具有富集能力。2、果芋分别在Cr (Ⅵ)、Pb及其复合污染下对Cr (Ⅵ)、Pb的富集规律及其生理生化特性(1)在Cr (Ⅵ)、Pb浓度分别为0～20mg/L、0-50mg/L范围内,随着Cr(Ⅵ)浓度增大,果芋不同部位对Cr(Ⅵ)的累积量逐渐地增加,根部>地上部,地上部累积Cr(Ⅵ)最大量达到1489.40mg/kg,根部累积Cr(Ⅵ)最大量达到2263.91mg/kg;随着铅浓度的增加,果芋对铅的累积量逐渐增加,根部>地上部,地上部累积铅最大量达1555.46mg/kg,根部累积最大量达2311.23mg/kgo说明果芋对铬、铅均具有比较强的累积效应,且果芋对铬、铅的累积滞留在根部。随着Cr(Ⅵ)、铅浓度增大,果芋对铬、铅的富集系数均逐渐变小,这表明在一定范围内,当铬、铅浓度较低时,有利于重金属从介质中向植物体内迁移；在一定范围内,果芋对铬转运系数逐渐增大,说明果芋在铬浓度较高时促进铬向植物地上部运输。(2)在铬、铅复合污染下,在同一铅浓度胁迫下,随着Cr(Ⅵ)浓度增大,果芋地上部和根部累积Cr(Ⅵ)量逐渐增大,而对铅累积量逐渐地减小；在同一Cr(Ⅵ)浓度胁迫下,随着铅浓度增大,果芋地上部累积铅量逐渐增大；铬、铅在果芋体内分布规律为：根部>地上部,果芋对铬、铅累积滞留在根部。(3)研究表明,随着Cr(Ⅵ)浓度增大,SOD、CAT活性均先上升后下降,SOD活性达到最大值481.03U/g,高于对照182.95%；CAT活性达到最大399.94mg/(g.min),高于对照238.19%,脯氨酸、MDA含量变化趋势为逐渐增大。在Pb胁迫下,SOD、CAT均随着Pb浓度增大表现为先上升后下降,SOD活性达到最大值486.75U/g,高于对照100.83%,CAT活性达到最大421.08mg/(g.min),高于对照149.73%。脯氨酸、MDA含量变化趋势为逐渐增加。3、在Pb、Zn、Cd复合污染下对Pb、Zn、Cd的富集规律以及生理生化特性(1)本研究中,在Pb、Zn、Cd浓度分别为0～80mg/L、0～100mg/L.0～6mg/L范围内,随着重金属浓度逐渐增大,车前草对吸收重金属呈逐渐增大的趋势,且地下部大于地上部。在Pb、Zn、Cd浓度分别低于40mg/L、60mg/L、2.5mg/L时,车前草基本上能够正常生长；在高浓度的Pb、Zn、Cd胁迫下,车前草叶片外端失绿,外端叶片泛黄,植物逐渐枯萎。(2)在重金属复合胁迫下,车前草叶片中SOD逐渐增大趋势,而CAT表现先上升后下降趋势；脯氨酸、MDA含量总体均逐渐上升趋势。4、在重金属Cr (Ⅵ)、Pb及Pb、Zn、Cd复合污染土壤下对重金属的富集规律及其酶活性的影响(1)本研究中,在Cr、Pb浓度分别为0～700mg/L、0～1000mg/L范围内,果芋能够正常生长,当Cr(Ⅵ)处理浓度大于300mg/kg, Pb处理浓度大于450mg/kg,果芋外端叶片泛黄；在Pb、Zn、Cd浓度分别为0～1000mg/L、0～800mg/L、0～5mg/L范围内,车前草能够正常生长,当Pb浓度大于300mg/kg、Zn浓度大于350mg/kg、Cd为浓度大于1.8mg/kg时,车前草外端叶片泛黄。(2)随着Cr (Ⅵ). Pb添加浓度增加,果芋地上部和根部累积铬、铅量逐渐增大,其地上部积累Cr (Ⅵ). Pb量分别为286.15mg/kg、368.36mg/kg;根部积累Cr(Ⅵ)、Pb量分别为1574.48mg/kg、1775.73mg/kg。说明果芋对Cr (Ⅵ)、Pb均具有比较强的累积效应,且果芋对铬、铅的累积滞留在根部。随着Cr (Ⅵ)、Pb浓度增大,果芋对铬、铅的富集系数都逐渐变小,这表明在—定的范围内,Cr (Ⅵ)、Pb浓度较低时,有利于重金属从介质往植物体内迁移；果芋对Cr (Ⅵ)、Pb转运系数均逐渐减少,且在果芋体内中转运系数都较低,这表明Cr(Ⅵ)、Pb两种元素都集中在果芋根部,难以向地上部分转移。(3)随着Pb、Zn、Cd添加浓度增加,车前草不同部位累积Pb、Zn、Cd量总体上逐渐增大,其地上部积累Pb、Zn、Cd量分别为142.38mg/kg、991.75mg/kg、12.37mg/kg;根部积累Pb、Zn、Cd量分别为1020.17mg/kg、1935.62mg/kg、30.89mg/kg。说明车前草对Pb、Zn、Cd均具有比较强的累积效应,且车前草对Pb、Zn、Cd的累积滞留在根部。随着Pb、Zn、Cd浓度增大,车前草对Zn的富集系数逐渐减少,对Pb、Cd的富集系数总体上减少,这表明在一定的范围内,Pb、Zn、Cd浓度较低时,有利于重金属从介质往植物体内迁移；在一定范围内,车前草对Zn转运系数逐渐减少。(4)对过氧化氢酶活性而言,重金属Cr (Ⅵ)、Pb复合污染过程中Pb对过氧化氢酶活性有促进作用,Cr为抑制作用,Pb与过氧化氢酶活性的相关性达到极显著水平。对交互因子分析可知,当土壤中同时存在Pb、Cr同时存在时,对土壤过氧化氢酶活性有促进作用,与过氧化氢酶活性相关关系达到了显著相关；重金属Pb、Zn、Cd复合污染过程中Pb对过氧化氢酶活性有促进作用,Zn、Cd为抑制作用,Pb、Cd与过氧化氢酶活性相关性达到极显著水平。对交互因子分析可知,当土壤中Pb、Zn或Zn、Cd同时存在时,对过氧化氢酶活性有抑制作用,Pb、Cd或Pb、Zn、Cd同时存在时对土壤过氧化氢酶活性有促进作用,与过氧化氢酶活性相关性达到了显著相关。(5)对磷酸酶活性而言,重金属Cr (Ⅵ)、Pb复合污染过程中Cr对磷酸酶活性有促进作用,Pb为抑制作用,Cr、Pb与磷酸酶活性的相关性达到极显著水平。对交互因子分析可知,当土壤中Pb、Cr同时存在时,对土壤磷酸酶活性有促进作用；重金属Pb、Zn、Cd复合污染过程中Pb、Zn、Cd对磷酸酶活性有促进作用,土壤中Pb含量与磷酸酶活性为极显著相关,土壤中Cd含量与磷酸酶活性为显著相关。对交互因子分析可知,当土壤Pb、Zn, Pb、Cd或Zn、Cd同时存在时,对磷酸酶活性有促进作用,Pb、Zn、Cd同时存在时,对磷酸酶活性有抑制作用。(6)对脲酶活性而言,重金属Cr(Ⅵ)、Pb复合污染过程中Pb对过脲酶活性有促进作用,Cr为抑制作用,土壤中Pb含量与脲酶活性达到极显著水平。对交互因子分析可知,当土壤中Pb、Cr存在时,对脲酶活性有抑制作用,与脲酶活性相关关系达到极显著水平；重金属Pb、Zn、Cd复合污染过程中Pb、Zn、Cd对脲酶活性有抑制作用。对交互因子分析可知,土壤中Pb、Zn或Pb、Cd同时存在时,对脲酶活性有促进作用,Zn、Cd或Pb、Zn、Cd同时存在时,对脲酶活性有抑制作用。