炸药化合物的环境归宿及植物作用研究进展

从炸药化合物的物理化学性质出发,讨论其环境迁移和降解能力,并重点讨论炸药化合物对植物毒性以及在植物体内的浓度与降解情况的研究进展。     

水葫芦对重金属镉和铬的长期富集效应

[目的]探讨重金属复合作用下水葫芦富集能力的变化情况。[方法]通过为期2个月的室内水培模拟试验研究水葫芦对重金属镉、铬长期富集效果。[结果]水葫芦有较强镉转运能力,叶片也是富集镉的主要部位,最高可达根含量的77%以上。水葫芦对铬转运能力较低,叶片铬含量仅为根的10%~22%。镉、铬复合作用下,铬对镉的表现为拮抗作用,尤其是在叶片中。相反,镉对铬的影响规律不明显,叶中低铬浓度下(1.00 mg/L)抑制铬积累,高铬浓度下(4.00 mg/L)则促进,而该2个浓度下对根均无显著影响,可能主要影响了铬的转运。[结论]水葫芦根系镉和铬最高含量可达6 600 mg/kg和7 300 mg/kg以上,表明其较强镉、铬污染修复能力在重金属污染水体修复上具有良好的应用价值。     

短毛蓼对Cd的富集特性研究（摘要）（英文）

[目的]研究锰超富集植物短毛蓼（Polygonum pubescensBl.）对重金属镉的响应和富集特征。[方法]采用Hoagland营养液为培养基质,设定8种镉处理浓度（0、25、50、100、200、500、800、1 000 mg/L）。植株收获后用自来水洗净,记录植物株高、根长,然后将根浸入20 mmol/LEDTA-Na溶液中交换15 min,以去除根系表面吸附的金属离子,最后再用去离子水冲洗3次,用吸水纸吸干表面水分。将植物分为根、茎、叶放至烘箱内,在105℃下杀青30 min,然后在70℃下烘48 h,测定植物各部分干质量,最后用不锈钢粉碎机磨细,过60目尼龙网筛。植物样品采用微波消解法用HNO3＋H2O2消解。重金属镉含量的测定采用火焰原子吸收分光光度法（WFX-110型）。[结果]随着培养液中镉浓度的增加,短毛蓼的株高、根长及生物量均呈下降趋势,但在较低浓度（25、50 mg/L）下与对照相比差异均不显著（P〉0.05）,在较高浓度下（100 mg/L以上）短毛蓼总干重明显减少,差异显著（P〈0.05）,表明短毛蓼受Cd毒害影响较明显;在试验设定的各种镉处理水平下,短毛蓼根和地上部Cd含量均超过100 mg/kg,Cd富集系数均大于1,当培养液中镉浓度为1 000 mg/L时,地上部镉含量高达3 070.069 mg/kg,根中镉含量高达4 863.96 mg/kg。随着镉处理浓度的增加,短毛蓼对镉的吸收量呈现先增加后降低的趋势,当镉处理浓度为800 mg/L时,根和地上部的镉吸收量均达最大值,分别为878.88 mg/株和2 302.91 mg/株。在试验各处理水平下（CK除外）短毛蓼根和地上部均表现出较强的镉富集能力,根对镉的富集系数为4.86 ～55.88,地上部富集系数为2.72 ～6.52;从转运量系数来看,除对照外,各处理水平下转运量系数为0.73 ～4.95;当Cd处理浓度大于50 mg/kg时,转运量系数超过1。[结论]短毛蓼对镉具有较强的耐受性和富集能力,在镉污染土壤的植物修复中具有一定的应用潜力。     

矿区与非矿区土壤重金属在艾蒿中的富集研究

[目的]揭示土壤－植物体系中重金属的关系,探明植物根、茎、叶对一些重金属的富集迁移能力。[方法]以平顶山一矿煤矸石山和白龟山水库附近的土壤和多年生野艾蒿为试材,采用火焰原子吸收法测定了平顶山矿区与非矿区土壤中Cu、Zn、Mn、Pb和Cr的含量以及这些金属在植物艾蒿根、茎、叶中的含量。[结果]除Cu、Cr外,矿区土壤和非矿区土壤均受到不同程度的污染。艾蒿根、茎、叶对这几种金属的富集能力和转运能力的分析表明,它们在该植物体的富集系数为：Cr〉Cu〉Pb〉Zn〉Mn,在根、茎、叶富集情况为：茎〉叶〉根。对重金属转运能力为茎大于叶,其中对Mn的转运能力最强。[结论]艾蒿可用于对矿区重金属污染土壤的修复。     

根际微生物对植物修复重金属污染土壤作用的研究进展

综述了根际微生物对重金属生物有效性的影响,促进植物生长的根际细菌和丛枝菌根真菌在植物修复中的作用,最后介绍了利用生物强化优化植物修复的方法和原则。     

Cadmium-induced production of phytochelatins and speciation of intracellular cadmium in organs of Linum usitatissimum seedlings

The capacity of most flax (Linum usitatissimum L.) varieties and cultivars to accumulate cadmium (Cd), underlined by their Cd-tolerant phenotype, brought an interest in their use in phytoextraction of soil Cd to aboveground biomass. The aim of this study was to gain an insight into the mechanism of intracellular detoxification of Cd, by exploring the response of flax seedlings, cultivar AGT 952, to 12 days growth at 50-500 μM Cd. The majority of accumulated Cd (67-74%) was retained in roots, which showed reduced elongation (by 50% at 100 μM Cd) and 3.5 (at 50 μM Cd) to 9.6 (at 500 μM Cd) times higher concentration of Cd than in shoots. Labeling of roots with Leadmium fluorescent marker visualized intracellular localization of Cd. High-performance liquid chromatography of extracts from Cd-treated seedlings revealed induced synthesis of phytochelatins, small intracellular peptides binding Cd through cysteine of their repeating (γ-Glu-Cys)_n motives (PCn). Regardless the treatment, PC3 was dominant in all organs and PC2 was restricted to cotyledons. Larger PC4 and PC5 accumulated only in roots grown at 500 μM Cd. Size exclusion chromatography of the organ extracts from seedlings exposed to 100 μM revealed the presence of 2-kDa complexes equated to low-molecular weight (LMW) Cd-PC complexes. In roots, the majority of Cd was stored in ≥9-kDa complex corresponding in apparent molecular mass to stable high-molecular weight (HMW) CdS-PC complexes of yeasts and plants. Data demonstrate that, like in most other plants, the response of flax to Cd involved phytochelatins and suggested that the deposition of Cd in HMW complex should be considered the intrinsic feature reducing translocation of Cd to shoots.     

紫花苜蓿对重金属污染河道底泥的修复能力研究

[目的]研究紫花苜蓿（Medicago sativa L.）对河道底泥中重金属的修复作用,为利用植物修复技术解决受污染河道沉积物的重金属污染问题提供可靠依据。[方法]将过筛的底泥（以风干土计）混和均匀后装入长方形PVC箱（0.6m×0.5m×0.4m）,底部设有渗流通气孔;将箱中底泥用去离子水调至30%～60%持水率（WHC）。2010年4月播入紫花苜蓿种子,生长7d后间苗,每隔30d采集植物根际土壤样品,监测底泥重金属含量、细菌及酶的活性。10月收获植物并测定植物根、茎、叶部分的重金属吸收情况。[结果]紫花苜蓿的同一部位对不同的重金属积累量不同,且同一重金属在植株的不同部位积累量也不同。紫花苜蓿对Zn的总积累量最大,且主要积累在根部;Ni、Cr、Cu和Pb也主要积累在根部;Mn在紫花苜蓿叶片中的积累最多,占植物中总积累量的42.47%;各种重金属在茎内的积累量均较低。紫花苜蓿对Ni、Cu、Pb和Cr的降解效果比较好,延长种植作物的种植时间或增加作物的播种次数有利于重金属的降解;紫花苜蓿对Mn的降解效果不明显。种植紫花苜蓿后,底泥中微生物数量显著增加,脱氢酶活性也有所提高。[结论]紫花苜蓿对Zn、Ni、Cr、Cu和Pb均有一定的修复作用,可以用于解决受污染河道底泥的重金属污染问题。     

不同品种印度芥菜对潮褐土Cd·Pb·Zn富集能力的比较研究

[目的]研究了7个品种印度芥菜对土壤Cd、Pb、Zn富集能力的差异和规律。[方法]采用盆栽模拟试验,以印度芥菜为试材,采用Cd、Pb、Zn 3因素、5处理水平回归正交设计方案。[结果]在土壤Cd、Pb、Zn复合污染处理条件下,7个品种地上部对Cd的富集量达2.7351.23 mg/kg,地下部对Cd的富集量达7.32101.33 mg/kg,地上部、地下部Cd含量最大值均为品种Ⅵ。地上部对Pb的富集量达16.8775.03 mg/kg,地下部对Pb的富集量达28.85613.36 mg/kg,地上部、地下部Pb含量最大值均为品种Ⅱ。地上部对Zn的富集量达153.537 346.59 mg/kg,地下部对Zn的富集量达348.91954.29 mg/kg,地上部、地下部Zn含量最大值均为品种Ⅱ。[结论]3种重金属转移活动能力大小为Zn〉Cd〉Pb。7个品种印度芥菜对重金属富集能力大小为Cd〉Zn〉Pb。品种Ⅶ在植物修复上具有最大的潜力。     

修复石油污染土壤的植物筛选

为了探讨几种植物在石油污染土壤上的生长适应性,设置了4种不同浓度的石油污染处理,对6种供试植物的种籽发芽率、株高和鲜重分别进行了观测。结果表明：玉米草的生物量最大,达到6.30~7.72g/盆,其发芽率、株高和鲜重分别是对照处理的87.1%~89.4%、93.6%~97.1%和81.6%~84.2%,黑麦草的生物量虽然仅为1.34~1.91g/盆,但其发芽率、株高和鲜重分别是对照处理的93.7%~99.5%、82.9%~84.5%和70.3%~80.5%。上述2种植物的生长受污染物浓度的影响均较小,因而适合于在石油污染的土壤上进行种植。     

伴矿景天和鹅掌柴间作系统中根系相互作用对植物生长和镉锌吸收的影响

为明确不同物种根系间的相互作用对植物生长和重金属元素吸收的影响,以Cd、Zn超积累植物伴矿景天与花卉植物鹅掌柴为材料,研究二者根系相互作用及对植物生长和Cd、Zn的影响。结果发现,二者根系具有相互抑制生长的作用。单作条件下伴矿景天的Cd、Zn吸收量最高,分别达0.812、19.6 mg/盆;较单作相比,无分隔间作条件下伴矿景天对土壤Cd、Zn吸收降低分别达30.0%和30.6%。两种植物根系改变了土壤养分性质,对土壤钾和磷的利用分别具有竞争和互补作用,但其有效态含量并未降低到亏缺水平,养分竞争可能不是两种植物根系相互作用的主要因素。水培试验表明鹅掌柴根系分泌物对伴矿景天的生长和Cd吸收具有抑制作用。