镉在海雀稗体内的分布及化学形态特征

通过盆栽试验,研究了不同浓度(0、1、10、50、100、200 mg·kg~(-1))镉处理下,海雀稗地上部与地下部的生物量受镉胁迫的影响及其体内镉的富集特征,进一步分析低镉处理(1 mg·kg~(-1))和高镉处理(50 mg·kg~(-1))镉在海雀稗根、茎、叶中的化学形态及根、叶中镉的亚细胞分布特征.结果表明,镉浓度≤50 mg·kg~(-1),海雀稗地上部、地下部生物量和耐性系数都未显著下降,海雀稗根部对镉的积累远大于地上部分;海雀稗根系细胞壁中镉含量分配比例50%,其次为可溶部分,高镉处理中细胞壁、可溶部分中镉的分配比例比低镉处理增加6.14%、0.32%,细胞膜部分和原生质体部分镉分配比例下降;海雀稗镉形态主要为氯化钠、醋酸提取态,高镉处理降低了毒性较高的水提取态和乙醇提取态的比例总和,根中氯化钠和盐酸提取态,茎、叶中醋酸提取态、氯化钠提取态增加.研究表明,海雀稗中毒性较低、活性较弱的盐酸提取态、醋酸提取态和氯化钠提取态Cd分配比例增加,根中细胞壁固持和液泡区隔化可能是海雀稗应对镉胁迫的重要耐性机制.     

镉在五节芒(Miscanthus floridulus)不同种群细胞中的分布及化学形态

通过营养液培养,以种子分别来自粤北大宝山矿区和惠州博罗非矿区的2个五节芒种群为试验材料,并采用差速离心技术和化学试剂逐步提取法,比较研究了Cd在2个种群根、茎和叶片中的亚细胞分布及化学形态.结果表明,五节芒2种群各部位的Cd主要富集在细胞壁和以液泡为主的可溶组分,在叶绿体、细胞核和线粒体中的分布较少;2种群根、茎、叶的亚细胞各组分Cd含量由高到低的次序均为:细胞壁组分(F1),可溶组分(F4),细胞核和叶绿体组分(F2),线粒体组分(F3).Cd在五节芒矿区种群根、茎、叶中的含量均显著高于非矿区种群.提高Cd处理质量浓度,对于非矿区种群,Cd在细胞壁(F1)和可溶组分(F4)的分配比例下降,在细胞核和叶绿体组分(F2)与线粒体组分(F3)的分配比例卜升;而对于矿区种群,Cd在细胞壁(F1)的分配比例上升,在可溶组分(F4)、细胞核和叶绿体组分(F2)与线粒体组分(F3)的分配比例下降,细胞壁对Cd的同持作用增强.五节芒2种群根中Cd的化学形态存在着明显差异:低Cd(5 mg·1-1)处理下,矿区种群根中的Cd以水提取态、氯化钠提取态和醋酸提取态为主,各占36.41%、28.15%和17.04%,其它形态所占比例较少;而非矿区种群根中的Cd以氯化钠提取态、水提取态和醋酸提取态所占比例较大,各占31.58%、23.15%和20.85%.提高Cd处理质量浓度,矿区种群根中的氯化钠提取态为优势形态,所占比例提高到41.29%,水提取态所占比例也提高到38.25%.其他提取态所占比例均有不同幅度下降;而非矿区种群根中氯化钠提取态Cd含量比例下降到21.45%,各化学形态的在分配比例上表现为平均化趋势.因此,细胞壁同持、可溶组分的液泡区隔化和向活性较弱的结合形态转移可能是五节芒矿区种群耐Cd的主要机制.     

Cd胁迫对续断菊Cd吸收分配及有机酸代谢的影响

通过水培试验,研究了Cd在续断菊(Sonchus asper L.Hill.)体内的亚细胞分布、化学形态,Cd对续断菊地上部和根部有机酸含量的影响,以及根系分泌低分子有机酸对Cd胁迫的响应.结果表明:(1)续断菊根部和地上部的Cd含量随Cd处理浓度增加而显著增加;(2)Cd在续断菊体内的化学提取形态分布为:NaCl提取态(F_(NaCl))HAC提取态(F_(HAC))HCl提取态(F_(HCl))残渣态(FR)去离子水提取态(FW)乙醇提取态(FE);(3)续断菊体内的Cd主要分布在细胞壁中,占总Cd含量的36%—47%,且随着Cd浓度的升高,细胞壁中的分布量增加;其次是细胞核中,占总含量的20%—33%;(4)续断菊体内低分子有机酸含量大小为:酒石酸苹果酸柠檬酸乙酸,酒石酸占有机酸总量的68%—96%,植株地上部和根部Cd含量均与体内苹果酸和柠檬酸含量显著正相关,相关系数为0.993和0.994(P0.01)、0.953和0.982(P0.05);(5)不同Cd浓度下,续断菊根系分泌低分子有机酸主要为酒石酸,占有机酸总量的52%—89%,且在30 d时与植株地上部和根部Cd含量显著正相关,相关系数为0.967和0.978(P0.05).根系分泌酒石酸和苹果酸促进了续断菊对Cd的吸收,续断菊体内的苹果酸和柠檬酸参与Cd的吸收、运输、积累,从而缓解了Cd的危害;同时,细胞壁固持和活性较强化学形态的减少是续断菊耐Cd胁迫的主要机制.     

孔雀草对镉胁迫的响应及其积累与分布特征

采用营养液培养法研究了不同浓度的Cd(0、0.01、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4 mmol·L-1)对孔雀草叶片光合色素和丙二醛含量以及Cd积累量、亚细胞与化学形态分布的影响.结果表明,随着营养液Cd浓度的增加,叶片光合色素含量呈先升后降趋势,丙二醛含量则呈线性递增趋势,高浓度Cd处理(≥0.1 mmol·L-1)对孔雀草产生了显著的胁迫响应.Cd主要贮存于可溶组分中,根系中占50.91%—66.40%,叶片中占39.09%—60.52%;其次为细胞壁,细胞器中的镉比例较低.随着Cd处理浓度的增加,Cd在根系细胞壁中的贮存比例呈增加趋势.液胞区隔化和细胞壁固持是孔雀草应对Cd胁迫的重要耐性机制.根系中的Cd主要以乙醇提取态存在,占27.62%—70.46%,叶片中Cd主要以去离子水提取态和氯化钠提取态存在,两者合计占58.91%—71.09%.叶片中活性态Cd含量显著低于根系,显著降低了地上部Cd的积累,也显著降低了Cd对地上部的胁迫作用.     

外加镉对水稻镉吸收、亚细胞分布及非蛋白巯基含量的影响

研究不同水稻(Oryza sativa)品种外加Cd处理下镉吸收特征、PCs(主要是非蛋白巯基)的解毒机制及从微观水平探寻亚细胞镉的分布状况,对了解不同水稻基因型的耐Cd机理有重要意义。通过盆栽实验研究了不同外加Cd处理对水稻体内Cd的吸收累积、亚细胞分布及非蛋白巯基含量的影响。结果表明,外加Cd胁迫显著诱导根合成NPT-SH,外加Cd及品种差异对水稻体内Cd的吸收具有不同程度的影响,两品种相比,不加Cd处理下,品种J196地上部Cd含量/根系Cd含量的比值高于中浙优1号;当外加Cd浓度达到5 mg·kg-1时,品种A根系向地上部转移的Cd远高于品种C,分为25.7%和7.4%;但在外加Cd处理达到25 mg·kg-1时,两品种间无显著差异。根中NPT-SH的诱导量与水稻根系内Cd的含量变化一致。外加Cd处理下,品种J196根系内NPT-SH含量均高于中浙优1号,从细胞水平上表明中浙优1号可能具有从根系向茎叶的高镉转运能力。同时以差速离心法探究Cd在两杂交水稻品种不同器官的亚细胞分布为根系细胞的Cd大部分存在于细胞壁中,占52.6%~83.2%,少部分存在于细胞可溶部分(细胞质),其镉含量分布的百分率为3.0%~10.1%,且根系细胞壁中J196的分布率高于中浙优1号;表明J196的根系细胞壁的具有较强的固Cd能力;和对照相比,外加Cd促使中浙优1号根系细胞内可溶物向地上部移动,且高Cd处理下,Cd在中浙优1号细胞内溶物的分配率大于J196,从而在亚细胞水平上推测了品种中浙优1号为高转运品种的可能机制。     

干旱区绿洲土壤镉、铅、锌、镍的形态转化

以我国西北干旱区绿洲土壤为供试土壤,采用Tessier形态连续浸提方法,研究了土壤中Cd、Pb、Zn、Ni单一胁迫下的形态分布及再分配趋势.试验结果表明,原状土壤中Cd的主要赋存形态为铁锰氧化态,Pb、Zn、Ni则以残渣态为主;外源可溶性重金属进入土壤后,Cd、Pb、Zn、Ni的主要赋存形态和形态分布特征均发生显著改变,各形态的响应程度因元素而异;重金属的活性均有不同程度的提高,Cd的活性最大;重金属的形态分布是不稳定的,尤以Zn、Pb为甚,尽管会随着时间和作物的影响继续向着稳定的方向转化,但过程是缓慢的.因此,重金属污染对土壤环境的影响是持久的.     

Pb胁迫对金丝草体内Pb化学形态及细胞分布的影响

采用室内模拟Pb胁迫水培试验,利用化学试剂逐步提取和电镜观察的方法,研究Pb胁迫下金丝草(Pogo-natherum crinitum)体内Pb的化学形态及细胞区室化作用。结果表明,Pb在金丝草根和叶中主要以HCl提取态存在,所占比例平均在30%以上,最大比例分别达46.84%和61.49%,其次为HAc提取态和NaCl提取态,残渣态和去离子水提取态所占比例较小,说明金丝草体内Pb化学形态除HCl提取态外主要以磷酸盐结合态、蛋白质结合态或吸附态等迁移活性较弱的化合态存在,从而减小Pb的毒害作用。电镜观察发现,Pb胁迫下金丝草根和叶中大部分Pb被束缚在细胞壁上,这与其化学存在形态结果一致。但金丝草根系仍可将大量Pb转移到地上部分,对Pb具有强转运能力。     

铅锌矿区周边耕地土壤团聚体重金属污染状况及风险评估

为了解铅锌矿区耕地土壤团聚体污染状况,以贵州省都匀范家河铅锌矿区周围耕地土壤为研究对象,研究土壤团聚体中镉(Cd)、铅(Pb)、锌(Zn)3种重金属垂直分布特征和赋存形态。采用三步连续提取法(BCR)对污染土壤团聚体中3种重金属进行赋存形态分析,利用分布因子法(DFx)和地质累积指数法(Igeo)评估其环境风险。结果表明:土壤样品中重金属Cd、Pb和Zn的平均质量分数分别为23.25、518.40、3471.83 mg·kg^-1,已分别达到贵州土壤背景值的35.23、36.35、14.73倍,且3种重金属在土壤团聚体中的含量与其主要赋存形态特征均存在明显差异。研究区域剖面土壤中各粒径Cd主要以残渣态和可还原提取态的形式存在,各粒径Pb主要以残渣态和可氧化提取态的形式存在,80%及以上各粒径Zn为残渣态,综合得出研究区域土壤中重金属潜在影响程度为Cd>Pb>Zn。分布因子法结果表明:在0-100 cm剖面深度,Cd主要富集在0.25-1 mm的颗粒中,Pb主要富集在1-2 mm的颗粒中,Zn主要富集在0.053-2 mm的颗粒中;地质积累指数法结果显示,各粒径颗粒中Cd、Zn的污染水平主要为重污染,Pb主要为偏重污染。研究矿区周围耕地土壤已受到严重的重金属污染,应采取有效措施进行修复治理。该文为范家河铅锌矿区环境风险评价提供基础,旨在为矿区环境管理提供数据支撑。     

北京市西城区雨水管道沉积物中重金属特征

在对北京市西城区部分排水管道调研的基础上,对几个典型雨水检查井连接雨水管道沉积物中赋存的主要重金属污染物污染水平及形态分布进行了研究,分析了沉积物粒径及有机质含量对重金属污染物赋存水平的影响.结果表明,排水管道沉积物中:Cr主要以残渣态存在;Cu和Zn以具有活性潜力的铁锰氧化物形态及碳酸盐结合态两种形态为主;Pb的残渣态含量平均值达到了56.4%;Ni的可交换态和碳酸盐结合态含量相对较大;可交换态Cd占其总量的比例最高值达22.4%,而残渣态的Cd含量极小.     

东平湖表层沉积物重金属形态分布特征及环境风险评价

东平湖是南水北调工程东线的主要调节湖和山东省西水东调的水源地,其水体环境状况直接关系到调水工程受水区的水质安全。为了解东平湖沉积物中重金属的形态赋存特征及其生态环境风险,采用BCR三步提取法对东平湖44个表层沉积物样品中重金属元素Cu、Ni、Pb和Zn的形态分布特征进行了分析,并运用基于重金属形态的次生相与原生相比值法(RSP)和风险评估指数法(RAC)对其环境风险进行了初步评价。结果表明,东平湖表层沉积物中4种重金属均以残渣态为主,其占总量的比例表现为:Ni(65.9%)Cu(56.1%)Pb(49.3%)Zn(39.3%);Pb、Cu和Ni以Fe-Mn氧化物结合态为其次要赋存形态,其所占比例分别为38.2%、28.6%和17.0%;而Zn则以有机物及硫化物结合态为其次要赋存形态,所占比例为34.7%;弱酸提取态所占比例最小,表现为:Zn(12.2%)Cu(6.9%)Pb(4.3%)Ni(4.1%)。表层沉积物中可提取态重金属含量和比例的空间分布特征明显且较为一致,Cu、Ni和Pb表现为大汶河入湖区较高,Zn除湖心区略低外,其他湖区尤其是北部出湖区均较高。Cu、Pb和Zn的不同形态间存在一定相关性,且与有机质主要呈正相关,但与平均粒径的相关性较弱。评价结果表明,Zn总体表现为中度污染,具有中等环境风险;Pb为轻度污染,Cu和Ni为无污染,其环境风险均较低。     

Subcellular distribution and chemical form of Pb in hyperaccumulator Arenaria orbiculata and response of root exudates to Pb addition

Solution culture was conducted in order to understand accumulation characteristics and chemical forms of Pb in Arenaria orbiculata (A. orbiculata) and the response of root exudates to Pb addition. The results showed that: 1) Pb contents in the shoot and root of A. orbiculata increased with increasing in Pb concentrations in solution. 2) The contents of Pb chemical forms under Pb addition followed as: HAc extractable fraction (F_HAC)>HCl extractable fraction (F_HCl)>NaCl extractable fraction (F_NaCl)>ethanol-extractable fraction (F_E)>water extractable fraction (F_W). 3) Increased Pb level in the medium caused increases in Pb contents in the four subcellular fractions of shoots and roots, with most accumulation in FIV (Fraction IV, soluble fraction) in shoots and FI (Fraction I, cell wall fraction) in roots. 4) Contents of soluble sugar and free amino acid of root exudates increased with increasing Pb concentration in solution. Significantly positive correlations between Pb and contents of soluble sugar and free amino acid were observed. 5) With Pb concentrations in solution, low molecular weight organic acids (LMWOAs) contents followed the tendency: tartaric acid>acetic acid>malic acid>citric acid. Significantly positive correlation was observed between Pb and citric acid contents. The results indicate that soluble sugars, free amino acid and citric acid in root exudates of A.orbiculata facilitate the absorption and accumulation of Pb, which exist in NaCl-, HCl- and HAc- extractable Pb forms, FI and FIV fractions, resulting in tolerance of A.orbiculata to Pb.     

中国三个不同富营养化湖泊沉积物中Cu、Zn赋存特征及其与营养盐的相关性分析

对太湖、南四湖、白洋淀三个不同富营养化湖泊沉积物进行采样,采用Tessier连续提取法,测定了3个湖泊表层沉积物中Cu、Zn两种重金属的赋存形态,并初步探讨了重金属各形态与沉积物及上覆水中营养盐的相关关系。结果表明,沉积物中重金属总量以白洋淀最高,太湖最低,但重金属污染程度为太湖＆gt;南四湖＆gt;白洋淀,太湖Cu污染指数为1.34~1.6,白洋淀Cu污染指数仅为0.79~1.17。沉积物中重金属赋存形态Cu主要以残渣态和有机质结合态为主（二者之和占73%以上）, Zn则以残渣态和Fe-Mn氧化态占优（二者之和比例达83%以上）,含量最少的均为可交换态。不同湖泊沉积物重金属赋存形态差异较大,太湖残渣态重金属占总量的比例最小（Cu为43%~56%,Zn为49%~63%）,南四湖残渣态占的比例最大（Cu为59%~82%、Zn为64%~77%）;可交换态比重在太湖中最高（Cu占3.2%~5.6%,Zn为1.3%~1.5%）,在南四湖中最低（Cu为1.1%~2.9%,Zn未检出）。从“非稳定态”重金属（除残渣态外的四种形态之和）所占比例看,相较其它两个湖泊,太湖沉积物中重金属污染人为输入的活性态占较大比重,具有较高的二次释放风险。相关性分析得出,重金属Cu的可交换态与上覆水中总氮及总磷之间存在着极显著的正相关关系,碳酸盐结合态Cu与沉积物中营养盐呈现出显著的负相关性,说明水体的富营养化程度加剧可能会增强沉积物中Cu向水体释放的风险。     

铜镉复合胁迫下硫素对小麦幼苗铜镉吸收、亚细胞分布及毒性的影响

采用水培的方法,研究了不同硫素供应水平对铜镉复合胁迫(Cu+Cd:10μmol·L-1+10μmol·L-1)下,小麦幼苗铜镉吸收、亚细胞分布及生理毒性的影响.结果表明,缺硫和高硫处理均降低了小麦幼苗根系和叶片中铜和镉的含量,不同硫水平处理对小麦幼苗根系亚细胞各组分中镉的分配比例没有产生影响,而对铜亚细胞组分的分配比例...     

铜镉复合胁迫下温度对小麦幼苗生长及其对铜、镉和矿质营养元素吸收与各元素在亚细胞分布的影响

为了研究重金属复合胁迫下温度变化对陆生植物的毒性效应的影响,实验采用水培的方法,设置对照和Cu-Cd复合胁迫(10 μmol·L1 Cu+10μmol·L-1Cd)2个处理,每个处理分别设置3个不同的培养温度(8/4℃、25/20℃和35/30℃),对小麦进行48 h的暴露实验,测定小麦幼苗的生长及其对重金属和矿质营养...     

螯合剂对小麦幼苗吸收金属以及土壤金属形态的效应

本文通过盆栽试验研究三种螯合剂(EDTA、[S,S]-EDDS、DTPA)对小麦幼苗吸收土壤中重金属及其它微量元素的效应,并且通过改进的BCR连续提取法分析了种植后土壤样品中金属元素的形态。结果表明:EDTA、DTPA的添加导致小麦幼苗地上部分生物量以及叶片叶绿素a含量显著下降。螯合剂的存在明显增加了Pb和Mn在幼苗根部和茎叶的富集,并增加其由根部向茎叶的传输,但对Fe和Ni的作用比较小。小麦幼苗收获时,除Zn之外,其它元素酸溶/可交换态金属含量与对照组相比均有非常显著的增加,而各元素的可还原态由于EDTA等螯合剂的添加而有明显下降。添加螯合剂的情况下,富集量与酸溶/可交换态含量之间的相关系数大大提高,且各处理组茎叶富集量与酸溶/可交换态之间呈显著(P0.05)或极显著相关(P0.01)。因此,三种螯合剂的添加主要影响的是生物可利用形态以及潜在的生物可利用形态,并且可能导致可还原态以及可氧化态向酸溶/可交换态转变,增加金属的生物可利用性,从而也增加潜在生态风险。     

Heavy metals availability (Fe, Mn, Zn, Cu and Cr) in Aden Gulf sediments under aerobic and anaerobic conditions

The present study aims to analyse the chemical speciation of heavy metals in relation to aerobic and anaerobic conditions. Two sediment samples (from the Gulf of Aden, Yemen) were incubated under flooded conditions. In particular, the chemical forms of Fe, Mn, Zn, Cu and Cr under the experimental conditions were studied using a sequential chemical extraction method. The pH and Eh of the suspension were measured as critical parameters controlling the fate of the metals in the environment. The results showed that the metals concentration in the different forms varied with time incubation and affected by the variation of redox potential and pH value. Also, the changes in both redox potential (Eh) and pH values had evident effects on heavy metals transformation. It is obvious that the highest redox potential affected the amount of iron and manganese in the oxides form. When the redox potential decreased to-133 and-170 mV, it caused a significant transformation of the Fe-Mn oxide form to the water-soluble and exchangeable fractions. Under anaerobic conditions, the relative percentage of all five metals including the summation of four fractions (the water-soluble and exchangeable, carbonate, oxides and organic fractions) constituted 45-60% of the total amount of iron, 33-50% for manganese, 33-63% for Zn, 63-74% for Cu and 19-43% for Cr. Both zinc and copper among water-soluble and exchangeable fraction were high at the end of incubation period, this accompanied by a significant decrease in the content of the organically bound fraction. In general, the reducing conditions were more favorable for metal bound to water soluble and exchangeable fraction.     

锌铬复合污染对水稻根系可溶性糖代谢的影响

植物具有逐步适应逆境的能力,在不同生育期对逆境的适应程度不同。可溶性糖是植物碳代谢的主要物质之一,与植物的抗性有密切关系。通过盆栽试验,研究了锌铬复合污染下,在水稻(Oryza sativa L.)不同生育期,水稻根系可溶性糖的代谢。结果表明,随着土壤中锌、铬质量分数的增加,在水稻不同生育期,其根干质量及地上部分干质量均呈降低的趋势,而根冠比呈现一定的升高趋势;水稻根系可溶性糖含量呈升高的趋势。偏相关分析表明,在水稻不同生育期,土壤中锌、铬质量分数与水稻根系可溶性糖含量均呈显著或极显著的偏相关关系。锌在水稻孕穗期及灌浆结实期对水稻根系可溶性糖含量的作用均大于铬,在分蘖期小于铬。这表明在重金属胁迫下,水稻通过增加其根系中可溶性糖含量来协调源流库的关系,从而提高自身对锌铬复合污染的生态适应能力。     

2个镉耐性差异箭舌豌豆品种中镉的化学形态及亚细胞分布

通过溶液培养实验,研究了镉胁迫下2个箭舌豌豆(Vicia sativa)品种(镉耐性品种L3,镉敏感品种ZM)中镉的积累、镉的亚细胞分布和化学形态以及非蛋白巯基化合物(NPTs)的响应。结果表明2个箭舌豌豆品种根较地上部积累更多的镉。镉在箭舌豌豆根、茎和叶中主要分布于可溶性组分,敏感品种ZM根中可溶性组分的镉含量和占总镉的比例显著高于耐性品种L3。细胞壁结合镉占总镉的比例在2个品种中均为叶>茎>根。镉在箭舌豌豆根和茎内主要以去离子水(d-H2O)提取态和1 mol·L-1氯化钠(Na Cl)提取态存在,ZM根中d-H2O提取态镉的含量和比例显著大于L3。箭舌豌豆叶中镉主要以2%醋酸(HAc)提取态存在。ZM叶中80%乙醇提取态镉的比例大于L3,0.6 mol·L-1盐酸(HCl)提取态镉和残渣态镉的比例小于L3。2个品种根和茎中NPTs的含量在镉胁迫下显著升高,ZM根中NPTs的含量显著大于L3。研究结果表明,箭舌豌豆镉解毒的主要机制包括限制镉由根部向地上部转运和液泡隔离。此外,根和茎中镉与有机酸结合和NPTs螯合,叶中镉以移动性低、毒性低的形态存在也是箭舌豌豆镉解毒的重要机制。ZM较L3根中更多镉以移动性高的形态存在,L3较ZM叶中更多镉以难移动的形态存在,是L3较ZM具有更高镉耐性的重要原因。     

马缨丹对镉的生长响应及其富集、转运和亚细胞分布特点研究

镉是植物非必需且生物毒性最强的重金属元素之一,然而镉富集植物能通过一定的响应机制来减少镉对自身产生的毒害,且不同植物之间镉的解毒机制存在差异。马缨丹（Lantana camara L.）是四川汉源铅锌矿区镉污染土壤的修复植物,但是关于其镉的分布特征和解毒机制并不明确。因此本文采用盆栽模拟试验,分别设置0（对照,不添加镉）、30、90、150、210 mg·kg-1镉5个处理,研究马缨丹对镉的富集、转运及其亚细胞分布特点,探讨马缨丹对镉的耐性和解毒机制,以期为植物耐镉的生理和分子生物学机制提供一定的理论依据。结果表明：镉质量分数低于90 mg·kg-1时对马缨丹生长没有影响,而镉质量分数高于150 mg·kg-1时对马缨丹生长有显著的抑制作用;随着镉质量分数的增加,马缨丹各器官中镉的质量分数逐渐增加,表现为根＞茎＞叶,且其转运系数小于1,表明马缨丹对镉有较强的根部滞留能力,可限制过量的镉向地上部器官的转运,减少镉对地上部的毒害,这可能是马缨丹耐受镉胁迫的机制之一;随着镉质量分数的增加,马缨丹地下部和地上部的镉富集量总体上均呈增加趋势,在210 mg·kg-1镉处理时,均达到最大值,分别为142.8和1031.6μg·plant-1,不同质量分数镉处理下,马缨丹地上部的镉富集量较大,占全株镉富集量的94.0%~88.3%;镉在马缨丹根和叶细胞可溶性组分中的分配比例最高,分别占62.1%~54.2%和59.8%~52.6%,其次在细胞壁中,分别占23.8%~34.4%和28.7%~39.5%,在细胞器和细胞膜中的较低,表明可溶性组分和细胞壁是镉在马缨丹根和叶细胞中的主要分布位点,液泡区隔化和细胞壁固持可能是马缨丹对镉的重要解毒和耐性机制之一。     

Seasonal Variations and Chemical Forms of Heavy Metals in Soils and Dusts from the Satellite Cities of Seoul, Korea

This research investigated heavy metal pollution of soils and dusts in two representative satellite cities of Seoul, Korea and studied the seasonal variations in metal concentrations through the rainy season and the chemical forms of metals using a sequential extraction analysis. The metal dispersion pattern was illustrated to match with urban structure. Soil and dust samples were collected from the cities of Uijeongbu and Koyang, which are the northern and northwestern satellite cities of Seoul (the capital), before and after rainy season. Concentrations of Cu, Pb and Zn were higher than those of the world averages for soils, and their levels decreased after rain, particularly in highly contaminated samples. Relatively high pH values were found in roadside soils, but no seasonal variation was found after the rainy season. The three metals (Cu, Pb and Zn) in soils and dusts were associated with various chemical fractions of soils and dusts as distinguished by the sequential extraction scheme, and a strong similarity of metal association between soils and dusts was found, which indicates that airborne dust may be a principle source of soil contamination. Copper is uniformly distributed, and Pb is largely associated with the reducible phase. There is an appreciable proportion of total Zn in the exchangeable/water-acid soluble fraction. After the rainy season, the most soluble fractions in soils and dusts were leached away. In terms of mobility and bioavailability of metals in soils and dusts, the order Zn >> Cu > Pb is suggested. Geographical variations of total metals corresponded well with urbanised areas of cities, especially the industrial complex and major motorways.