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。     

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.     

柳树种苗修复水体环境镉污染的研究

研究了22个灌木柳无性系和27个乔木柳无性系对水体镉污染的修复能力.在Cd2 浓度为5.0mg/kg的营养液培养条件下培养40 d,灌木柳无性系单个插穗的叶片镉吸收量为23.19～121.42 μg,平均值为77.38 μg;枝条镉吸收量为4.77～32.06μg,平均值是14.16 μg;根系镉吸收量变动在75.60～155.22 μg,平均值为112.27 μg;镉吸收总量介于145.92～272.38 μg,平均值达203.81μg.乔木柳单个插穗的叶片镉吸收量为30.66～197.20 μg,平均值为100.59 μg;枝条镉吸收量在8.90～31.69μg,平均为18.35 Ixg;根系镉吸收量为116.67～541.58 μg,平均为296.40 μg;镉吸收总量为202.99～664.56μg,平均值为415.34 μg.乔木柳的水体镉修复能力强于灌木柳,其中无性系J2151、J1010、J485的表现最为突出.     

蚯蚓对印度芥菜修复Zn、Pb污染土壤的影响

以褐土为供试土壤,分别加入不同浓度梯度Zn2+(0,100,200,400 mg kg^-1)或Pb2+(0,200,400,800 mg kg^-1)模拟土壤污染,设置添加蚯蚓与不添加蚯蚓处理,通过盆栽实验,研究蚯蚓对印度芥菜生长量和重金属吸收量的影响,旨在探讨蚯蚓在植物-土壤系统中影响重金属迁移转化的作用机理,为蚯蚓在植物修复技术的实践与完善提供理论参考。结果表明:(1)在Zn、Pb污染土壤中,蚯蚓生长率分别降低3%～24%、6%～29%;(2)蚯蚓活动可以降低土壤的pH,显著增加土壤中Zn的有效态含量;(3)蚯蚓活动显著增加了印度芥菜地上部生物量(22.6%～88.6%鲜重,31.3%～122%干重)和印度芥菜地上部Zn的浓度及Zn和Pb的吸收量。印度芥菜地上部重金属浓度和吸收量与土壤中DTPA提取态含量呈极显著正相关(P <0.01),与土壤pH呈负相关。(4)蚯蚓对重金属的活化和对植物生长的促进是解决植物修复瓶颈问题的有效手段。     

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。     

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。     

植物激素处理对向日葵富集133Cs的影响

[目的]探寻高效修复133Cs污染的技术手段.[方法]通过土壤盆栽试验,研究3种植物激素对超富集植物向日葵吸收和积累133Cs的影响.[结果]133Cs胁迫下,施用植物激素能显著增加向日葵对133Cs的吸收、转运、积累富集.叶、花为主要富集133Cs的器官.3种激素作用下的单株累积量总体表现为SA＞GA＞IAA.[结论]100 mg/LSA处理下,向日葵对133Cs的吸收量、转运、富集系数达到最大值.     

植物激素处理对向日葵富集133Cs的影响

[目的]探寻高效修复~(133)Cs污染的技术手段。[方法]通过土壤盆栽试验,研究生长素(IAA)、赤霉素(GA)、水扬酸(SA)3种植物激素对超富集植物向日葵吸收和积累~(133)Cs的影响。[结果]~(133)Cs胁迫下,施用植物激素能显著增加向日葵对~(133)Cs的吸收、转运、积累富集。与茎和根相比,叶、花为主要富集~(133)Cs的器官。3种激素作用下的单株累积量总体表现为SAGAIAA。[结论]500 mg/L SA处理下,向日葵对~(133)Cs的吸收量、转运系数、富集系数达到最大值。     

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。