酸雨与镧对大豆幼苗生长的复合伤害效应研究

为探索酸雨与稀土镧对大豆幼苗生长的复合影响及其内在机制,以重要油粮作物大豆(Glycine max)为材料,研究在模拟酸雨pH分别为3.0、3.5、4.5与稀土镧La(Ⅲ)浓度分别为60、100和300mg·L-1处理下大豆幼苗生长及光合作用的变化.结果表明,相对单一酸雨与镧处理,酸雨与La(Ⅲ)复合处理组中大豆幼苗的生长受抑制程度增大,两者呈协同效应,且pH越低,La(Ⅲ)浓度越高,抑制效应越明显.光合参数的变化规律与生长指标近同,相同处理组各光合参数的降幅不一致,其中最大荧光(Fv/Fm)和叶绿素含量(Chl)的降幅范围分别为9.53%～22.75%和9.14%～24.53%,较净光合速率Pn(22.78%～84.7%)、希尔(Hill)反应速率(15.52%～73.38%)和Mg2+-ATPase活性(14.51%～71.54%)小,表明各光合参数对2个胁迫因子的敏感程度存在差异.进一步相关性分析发现,Pn变化主要受Hill反应速率与Mg2+-ATPase活性的影响,而Chl、Fv/Fm次之.表明酸雨与La(Ⅲ)对植物光合过程各环节的作用机制不同,光合作用受阻是影响植物生长的重要因素之一.     

镧对酸雨胁迫下水稻叶片质膜H+-ATPase活性的影响

为了明晰稀土提高植物抗酸性的内在机制,采用水培法研究了镧(La,15 mg·L~(-1))对酸雨(AR,pH=3.5、2.5)胁迫下水稻叶片质膜H+-ATPase活性的影响.结果显示:与CK相比,pH=3.5 AR组水稻相对生长速率减小,质膜H+-ATPase活性升高,胞内H+增多,CAT活性升高,H_2O_2和MDA含量升高,质膜脂肪酸不饱和度指数(IUFA)降低.La+pH 3.5 AR组水稻各项指标优于pH=3.5 AR组,表明La促使AR下质膜H+-ATPase活性升高,将胞内过多的H+泵出,减缓AR伤害,维持水稻正常生长.另外,La能增强CAT活性,清除过多的H_2O_2,减轻膜脂过氧化程度,使质膜IUFA升高,膜的流动性增强,提高质膜H+-ATPase活性.pH=2.5 AR组水稻相对生长速率、质膜H+-ATPase活性、CAT活性与质膜IUFA均降低,而胞内H+、H_2O_2和MDA含量升高.La+pH 2.5 AR组与pH=2.5 AR组水稻各指标均无明显差异,La对pH=3.5 AR组的缓解效果优于pH=2.5 AR组.综上可知,La对AR下质膜H+-ATPase活性的调节增强了植物耐酸性,这与La能维持AR下较好的质膜环境有关.同时,La的调控效果受AR强度限制.     

稀土镧(La)及La(POA)_3对镉污染绿豆幼苗生理影响

以水培的方式研究了稀土元素镧及其配合物La(POA)3(HPOA=苯氧乙酸)对绿豆幼苗的生理生态影响。结果表明,单一镉(10mg/L)胁迫时,NR、CAT及POD活性下降,而MDA、Pro含量上升;较低浓度(5～30mg/L)的镧及其配合物能明显地促进绿豆幼苗生长,并且可以缓解镉对绿豆幼苗的胁迫作用,经镧及其配合物作用后,上述生理指标皆比单一镉胁迫时有明显的改善,而高浓度(100mg/L)的镧及其配合物对镉污染的缓解作用都减弱;另外,较低浓度(10、15、30mg/L)的La(POA)3对镉胁迫的缓解作用较镧更明显;随着作用时间的延长,镧及其配合物对绿豆幼苗镉污染的缓解作用均逐渐下降。     

模拟酸雨和Pb复合污染对芥菜型油菜的生理特性和Pb富集的影响

通过盆栽试验研究了模拟酸雨（pH分别为3.5、4.5、5.6）和Pb(0~2000 mg·kg-1）复合污染对芥菜型油菜紫叶芥的生理特性和Pb富集的影响.结果表明,在酸雨和Pb复合污染下,紫叶芥生物量和叶绿素含量均有不同程度的下降,叶和根中的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性随着Pb含量和酸雨强度的增加是先升后降,脯氨酸含量随着Pb含量和酸雨强度的增加而升高.芥菜型油菜以通过调节抗氧化酶系统和提高脯氨酸含量来应对酸雨和重金属胁迫,芥菜型油菜对酸雨和Pb的复合污染有很强的耐受能力.芥菜型油菜根和地上部分Pb含量随Pb处理含量水平的增大而增加,其中,根对Pb的富集能力大于地上部分,酸雨能够促进芥菜型油菜对Pb的吸收.因此,在酸雨地区可以选用芥菜型油菜作为Pb污染土壤的修复植物.     

黑藻对十二烷基苯磺酸钠和多聚磷酸钠胁迫的响应

研究了在十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和多聚磷酸钠(STPP)及其复合胁迫下,黑藻过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性变化及其耐受浓度.结果表明,POD活性随着处理浓度的增加而逐渐增大;CAT在低浓度胁迫时活性逐渐增加,在较高浓度胁迫时活性降低;实验初期(6h时),SOD活性逐渐升高,随着SDBS处理浓度的提高及时间延长,SOD活性下降,并且在8mg/L浓度处理72h,SOD失活.SDBS对黑藻SOD的抑制作用大于STPP.黑藻对SDBS的耐受浓度(8mg/L)明显小于STPP的耐受浓度(256mg/L).黑藻对SDBS和STPP复合胁迫的耐受浓度值为(32+64)mg/L.     

3类抗性种子萌发过程中糖代谢对酸雨胁迫的响应

为揭示酸雨影响种子萌发机理,以pH 2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0的模拟酸雨处理水稻(O.sativa)、小麦(T.aestivum)、油菜(B.chinensis var.oleifera)3种不同抗性种子,研究种子萌发糖代谢对酸雨胁迫的响应.结果表明,水稻、小麦和油菜α-淀粉酶活性、可溶性糖和还原糖含量随胁迫强度增加(pH 5.0～2.0)而降低,均低于对照.3个指标响应酸雨胁迫强度的规律(伤害阈值/变幅)是:水稻(pH 3.5～4.0/53.88%～77.7%)＜小麦(pH 3.5～4.5/58.60%～89.41%)＜油菜(pH 4.0～5.0/60.14%～100%).胁迫强度一定时,水稻α-淀粉酶活性、可溶性糖和还原糖含量随时间延长而上升,小麦和油菜3个指标先升后降.胁迫时间一定时(3～7 d),3种种子处理组的旺α-淀粉酶活性、可溶性糖和还原糖含量均低于对照,且随胁迫强度增加而降低.3个指标达到最大伤害的胁迫时间为水稻(7 d;7 d,7 d)＞小麦(7 d,6 d,5 d)＞油菜(3 d,7 d,5 d).3个指标对酸雨胁迫强度与胁迫时间的响应规律显示,水稻糖代谢抗酸雨能力＞小麦＞油菜,这是酸雨胁迫下3类种子萌发指标趋异的又一内在原因.     

镉和酸雨对苦楝幼苗细胞膜透性及渗透调节物质含量的影响

采用盆栽法研究了3个梯度模拟酸雨(p H=5.6、4.5、3.5)和不同剂量Cd2+(0、30、60、90、120、150、180 mg·kg~(-1))单一及复合处理,对苦楝(Melia azedarach L.)幼苗生长、质膜透性和主要渗透调节物质含量的影响.结果表明,p H=4.5和30 mg·kg~(-1)Cd2+复合处理对苦楝生物量的积累和幼苗的生长具有一定促进作用;p H=4.5和低剂量Cd2+(≤60 mg·kg~(-1))单一及复合处理下,株高和干重变化不显著(p0.05),叶色、叶绿素含量、相对电导率和丙二醛含量也无明显变化;而强酸雨(p H=3.5)和高剂量Cd2+(≥90 mg·kg~(-1))处理下,叶片发黄卷曲,叶绿素含量下降,相对电导率和丙二醛含量增大,且酸雨和Cd2+复合处理较单一酸雨和单一Cd2+处理毒害作用更明显,表现为复合叠加效应;随酸雨强度和Cd2+剂量的增加,可溶性糖含量下降,可溶性蛋白和游离脯氨酸含量先升后降,二者峰值均出现在p H=4.5和60 mg·kg~(-1)Cd2+处理,且Cd2+剂量≤120 mg·kg~(-1)时,各酸雨梯度下可溶性蛋白和脯氨酸含量均高于CK.综上认为,在Cd2+剂量≤60 mg·kg~(-1)、酸雨p H≥4.5的区域,苦楝可以正常生长且保持较大生物量,可将其作为Cd污染典型酸雨区的绿化和修复树种.     

铋-镧复合氧化物的制备与光催化活性

以同时含La(Ⅲ)和B(iⅢ)的双金属配合物BiLa(dtpa)(NO3).3.5H2O为前驱体,通过500℃的热分解制得铋-镧复合氧化物Bi0.775La0.225O1.5,并利用XRD、SEM和UV-Vis漫反射等分析手段研究灼烧时间对样品的结构及光吸收特性的影响。以甲基橙模拟废水的光催化降解为模型,研究不同灼烧时间对铋-镧复合氧化物光催化活性的影响。结果表明,热分解所得铋-镧复合氧化物样品呈疏松多孔结构,对光具有较宽的吸收范围,在紫外光区具有较好的光催化活性,灼烧时间影响样品的粒径和形貌以及光催化效果,在20 mg/L甲基橙溶液中添加灼烧1 h和4 h所得的催化剂样品1 g/L,光照4 h后甲基橙褪色率分别达95%和91%。     

中空纤维膜生物反应器处理VOCs废气

采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜生物反应器(HFMBR)对二甲苯、乙酸乙酯单一废气以及复合废气的净化性能进行了研究。结果表明:HFMBR处理单一气态污染物,气体停留时间t控制为10 s,二甲苯进口浓度为1 882 mg/m3时,降解效率(RE)为69%,最大生化降解量ECmax为469.7 g/(m3·h);而乙酸乙酯进口浓度为1 944 mg/m3时,RE为80%,ECmax为559.9 g/(m3·h)。HFMBR处理复合废气,气体停留时间t控制为10 s,复合气体中二甲苯、乙酸乙酯浓度各为1 920 mg/m3、2 017 mg/m3时,二甲苯RE仅为44%,ECmax下降至301.1 g/(m3·h);而乙酸乙酯的RE为70%,ECmax仍高达509.7 g/(m3·h)。高浓度乙酸乙酯的存在对二甲苯产生了抑制作用,而二甲苯几乎不对乙酸乙酯产生影响。     

酸雨对3种木本植物的胁迫效应

以对酸雨胁迫伤害敏感程度不同的桃树（Prunus persica）、蜡梅（Chimonanthus praecox）和木犀（Osmanthus fragrana）3种典型木本植物为试材,研究了不同pH值的模拟酸雨对3种木本植物叶片叶绿素含量,细胞质膜透性（L％）,脯氨酸（Pro）及丙二醛（MDA）含量的影响,以及光、暗条件对酸雨胁迫伤害的作用。结果表明,在酸雨胁迫下,抗性植物水犀的4项生理生化指标的变幅最小,其次是蜡梅,敏感植物桃树的4项生理生化指标的变幅最高,而光、暗处理对酸雨胁迫下3种木本植物叶片叶绿素含量影响不明显。     

水稻、小麦和油菜种子萌发POD与CAT对酸雨胁迫的响应

研究了pH 2.5～5.0模拟酸雨对水稻(O.sativa)、小麦(T.aestivum)和油菜(B.chinensis var.oleifera)种子萌发过程中POD、CAT活性影响.静态与动态实验结果表明,酸雨胁迫下,3类种子萌发时CAT与POD活性的变化幅度是水稻(28.8%,31.7%)<小麦(34.7%,48.3%)<油菜(79.3%,50.0%);CAT与POD与CK达到差异显著水平(p<0.05)的胁迫强度是水稻(pH3.5)>小麦(pH4.0)>油菜(pH5.0),说明保护酶抗酸雨能力是水稻>小麦>油菜.相同胁迫强度下,水稻、小麦和油菜种子CAT变幅     

黑麦草-丛枝菌根对不同番茄品种抗氧化酶活性、镉积累及化学形态的影响

采用盆栽试验研究了重金属Cd(20 mg·kg-1)污染下,黑麦草-丛枝菌根对2个番茄品种生长、叶和根丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活性、Cd积累及化学形态的影响.结果表明,番茄果实干重和植株总干重、叶和根抗氧化酶活性及丙二醛含量、植株各部位Cd含量及积累量在不同品种和处理间的差异达到显著性水平.黑麦草和丛枝菌根单一或复合修复显著提高了2个番茄品种的果实、根、茎、叶及总干重,降低了叶和根的MDA含量及过氧化氢酶(CAT)、超过氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性.黑麦草和丛枝菌根单一或复合修复降低了2个番茄品种果实中Cd提取总量和各形态Cd含量,降幅分别为19.4%~52.4%、31.0%~75.2%、19.7%~59.1%、3.1%~48.2%、20.0%~65.0%、40.7%~100.0%和15.2%~50.0%.Cd主要积累在番茄的叶和茎,果实和根积累较少.黑麦草和丛枝菌根单一或复合修复不同程度降低了番茄果实、叶、茎和根中的Cd含量;减少了茎Cd积累量和植株全Cd量."Cd+黑麦草+丛枝菌根"处理还减少了2个番茄品种果实的Cd积累量,降幅分别为42.9%和43.7%.供试2个番茄品种,以"洛贝琪"对Cd的耐性和抗性较强,果实Cd含量和积累量及植株Cd总积累量则以"洛贝琪"<"德福mm-8".     

模拟酸雨和Zn复合污染对蚕豆生长及其生理生化特性的影响

通过盆栽试验研究了模拟酸雨和Zn复合污染对蚕豆生长及其生理生化特性的影响．结果表明,与对照相比,在酸雨和Zn复合污染下,蚕豆株高和叶绿素均有不同程度的下降;蚕豆叶和根中的MDA含量上升,SOD活性下降,POD活性则是先升后降．MDA含量和SOD活性变化能较好地反映蚕豆受酸雨和Zn污染的状况．同时,酸雨和Zn的复合污染比其中任何一种单一污染对蚕豆造成的伤害更严重．     

外源亚精胺缓解荇菜(Nymphoides peltatum)Cr6+毒害的生理研究

研究了不同浓度的Cr^6 胁迫下，荇菜叶中叶绿素含量、可溶性蛋白含量、O2^-产生速率、保护酶——超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的动态变化及外施亚精胺后对上述各指标的影响．结果表明：(1)单一Cr^6 处理下，叶绿素和可溶性蛋白含量在Cr^6 浓度为1mg／L时达到最大值，而后迅速下降；外施亚精胺(Spd)可显著提高二者的含量，延缓它们的下降速度．(2)单一Cr^6 处理下，SOD、POD、CAT活性分别在2、4、2mg／L Cr^6 处理下达到最大值．而后下降；外施亚精胺可提高这三种保护酶的活性，使其上升或稳定时期变长，从而降低O2^-等活性氧的产生速率．由此可见外源亚精胺可缓解Cr^6 对荇菜的胁迫效应．     

模拟酸雨对水稻叶片质膜H+-ATPase活性与胞内Ca2+浓度的影响

在水培条件下研究了模拟酸雨(pH=2.5～5.5)对水稻叶片胞内Ca2+浓度和质膜H+-ATPase活性的影响.结果表明:与对照组(CK)相比,酸雨处理5 d(胁迫期)后,pH=5.5和5.0处理组的水稻叶片胞内H+浓度、质膜H+-ATPase活性、胞内Ca2+浓度、质膜Ca2+-ATPase活性无显著变化;pH=4.0和3.5处理组各指标显著升高,且H+-ATPase活性随Ca2+浓度升高而上升;pH=3.0和2.5处理组各指标显著降低,此时胞内Ca2+缺失,对H+-ATPase活性的调节作用受到限制.经正常条件培养5 d(恢复期)后,pH=4.0和3.5处理组各指标均恢复至CK的处理水平,表明H+-ATPase活性受到Ca2+调控已恢复到正常;pH=3.0和2.5处理组的Ca2+浓度高于CK及胁迫期,H+-ATPase活性低于CK但高于胁迫期,表明H+-ATPase活性受Ca2+调控得到部分恢复.因此,酸雨胁迫下胞内Ca2+对质膜H+-ATPase活性有一定调节作用,且受酸雨强度的制约.     

Ca2+浸种对酸雨伤害玉米幼苗的影响

通过砂培实验,研究了钙浸种对酸雨伤害玉米幼苗的防护效应.结果表明,酸雨胁迫下,玉米幼苗叶绿素含量减少,叶绿素a/b比值下降,叶片汁液的pH值降低,SOD(超氧化物歧化酶)活性先升高,而在pH值2.5的酸雨胁迫下转而下降,CAT(过氧化氢酶)活性水平下降,POD(过氧化物酶)活性明显增加,脂质过氧化加剧；而在同一强度酸雨胁迫下,经CaCl     

生物模板法制备FePMo_(12)/SiO_2复合材料及光催化特性

以磷钼酸铁为活性组分,茶花花粉为生物模板剂,采用生物模板法和溶胶-凝胶技术制备了具有微椭球结构的FePMo_(12)/SiO_2复合材料。采用SEM、XRD、N_2物理吸附等手段表征了FePMo_(12)/SiO_2的微观形貌和结构。结果表明:制备的FePMo_(12)/SiO_2复合材料保持了模板剂的微结构,且孔径分布较宽,使其具有较大的比表面积115.95 m~2/g。在模拟太阳光照射下,FePMo_(12)/SiO_2可以有效的应用于水中酸性大红3R(AR3R)的降解。在AR3R初始浓度为100 mg/L,溶液pH为3.0,催化剂的用量为0.3 g/L,反应75 min后,AR3R的降解率达到88.6%。FePMo_(12)/SiO_2光催化剂可重复使用,稳定性较好。     

铀(Ⅵ)胁迫下菖蒲根叶生理生化指标变化及分析

实验室水培条件下研究不同铀(Ⅵ)浓度(0、0.1、1、5、10、20 mg/L)胁迫下菖蒲的叶片光合色素,可溶性蛋白质(叶部),叶部丙二醛(MDA)含量变化;根部和叶部抗氧化酶(POD,CAT和SOD)活性;根、叶部植物络合素(PCs)及其合成底物谷胱甘肽(GSH)的变化。实验结果表明,低浓度铀(0.1~5 mg/L)处理下光合色素和可溶性蛋白质较对照组增高(P0.01);高浓度铀(10、20 mg/L)实验组MDA水平与对照组相比显著增高(P0.01),质膜遭到严重破坏;低浓度铀(0.1~5 mg/L)下过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性显著增高(P0.01),且根部POD活性高于叶部;高浓度铀下SOD活性低于对照组平均水平,SOD合成受到抑制。低浓度铀下高活性水平的POD和CAT可能是菖蒲抗铀胁迫的主要手段,PCs和GSH含量无显著变化的可能原因是此时抗氧化酶系统发挥主要作用;高浓度铀下PCs显著增加并与铀元素形成低毒螯合物起到解毒作用。     

絮凝污泥制备光催化剂及降解活性艳红K-2BP研究

利用絮凝污泥制备复合光催化剂,研究了其对模拟染料废水活性艳红K-2BP的光催化降解效率,并采用X射线衍射仪对其进行了结果表征。详细考察了催化剂煅烧温度、催化剂中钛含量、催化剂投加量、溶液pH值等不同条件对活性艳红K-2BP染料废水的光催化降解效果。实验结果表明,聚硅硫酸钛的n(Ti)∶n(Si)=5∶1,投加量为200mg/L,絮凝pH=5时的絮凝污泥在600℃煅烧2h制得复合光催化剂具有较高活性,当复合光催化剂投加量为500mg/L,光催化反应pH为4时光催化活性最好,此时对50mg/L的活性艳红K-2BP的降解率可达到97.2%。     

铜、砷单一及复合污染对黑藻的毒性效应

通过室内模拟试验,研究了铜(Cu)、五价砷〔As(Ⅴ)〕单一及复合污染对黑藻〔Hydrilla verticillata (L.f.) Royle〕生长、富集Cu和As的能力以及对超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响.毒性测试结果表明,Cu和As(Ⅴ)对黑藻的4 d-EC₅₀分别为2和12 μmol/L,单一Cu对黑藻的毒性远高于As(Ⅴ). 复合污染试验结果表明,对于5 μmol/L As(Ⅴ)处理组,低浓度Cu〔c(Cu)<2 μmol/L〕的加入,促进了植物生长,降低了植物体内的As总量〔w(As)〕,同时降低了植物体中占主要部分的三价砷的含量(w〔As(Ⅲ)〕). 对于Cu处理组,As(Ⅴ)的加入同样抑制了黑藻对Cu的富集,SOD活性也高于单一Cu处理,可见在低浓度Cu处理下,Cu和As(Ⅴ)之间存在拮抗作用;而高浓度Cu〔c(Cu)≥2 μmol/L〕的加入,虽然植物对Cu和As(Ⅴ)的富集与单一Cu和As(Ⅴ)处理相比均显著降低,但植物生长受到抑制,SOD活性与单一处理相比也显著降低(P<0.05),因此高浓度Cu处理下,二者对黑藻毒性起协同作用. 总之,黑藻具有应用于处理低浓度Cu和As(Ⅴ)单一及复合污染水体的潜力.