镉对蓖麻耐性生理及营养元素吸收转运的影响

通过营养液栽培实验,研究了不同浓度Cd(0、25、50、100、200μmol·L-1)处理对能源植物蓖麻生长、生理特性、Cd积累以及营养元素吸收的影响.结果表明,200μmol·L-1的Cd处理使叶片、茎部鲜重和植株总鲜重分别下降了63.68%、55.21%和52.69%,根系鲜重则无显著变化;叶片过氧化氢和丙二醛含量分别提高了3.81和2.22倍,产生了明显的氧化胁迫作用;酸溶性巯基、还原型谷胱甘肽和植物络合素含量分别提高了1.73、12.63和1.62倍,GSH对于蓖麻Cd胁迫具有显著的缓解作用.根系Cd积累量和植株总积累量分别增加了3.15和2.41倍,蓖麻主要将Cd富集在其根系,有助于减轻Cd对地上部的毒害.Cd抑制蓖麻植株K和Ca的吸收,促进根系和茎部P吸收,高浓度Cd抑制P向叶片的转运;植株Zn和Cu含量、根系和茎部Mg含量表现为低促高抑,植株Mn含量及根系Fe含量表现为低抑高促.可见,Cd处理对不同营养元素的吸收有着不同的影响,应根据Cd胁迫条件下不同营养元素吸收特性来合理调控其供应.     

重金属Cd胁迫条件下水生植物生长和吸收特征分析

为探究重金属Cd胁迫对6种水生植物生长及水质净化的影响,文章以金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、美人蕉(Canna indica L.)、黄菖蒲(I. pseudacorus)、水芙蓉(Pistia stratiotes)、穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum Linn.)、凤眼莲(Eichhornia crassipes)等6种水生植物为研究对象,测定其对不同浓度Cd污染水体的净化能力及Cd胁迫条件下水生植物的生长特征。结果显示,Cd胁迫下6种水生植物的存活率为100%,Cd胁迫抑制了水生植物的生物量积累和营养元素含量,且低浓度条件下水生植物生物量的平均增长率为最高(24%);Cd主要积累于水生植物的根部,Cd胁迫下水生植物根茎叶Cd的胁迫浓度与植物体内磷元素和钾元素含量呈负相关,胁迫的分界点为1 mg/L。单一水生植物中凤眼莲(85.6%)、水芙蓉(82.7%)和美人蕉(78.8%)的净化率较好;组合水生植物中B4(金鱼藻+黄菖蒲+凤眼莲)和B6(穗花狐尾藻+美人蕉+凤眼莲)的净化效果最佳;结合水生植物在园林景观中的效果,可以将上述植物作为Cd污染修复的潜在物种,应用到人工湿地、生态浮床等设计中去。     

Cd胁迫对受驯杜氏盐藻生长影响的研究

研究了经低浓度Zn和Cd驯化的杜氏盐藻(Dunaliella tertiolecta)在不同浓度Cd胁迫条件下的生长状况,并通过微分脉冲极谱法测定了微藻细胞的Cd吸收量.结果表明经Zn驯化的杜氏盐藻生长力和耐受力要强于Cd驯化藻,二者的半抑制浓度(IC50)分别为29和 26 μmol/L;最大比生长率都出现在低浓度Cd胁迫组,分别为0.36和0.24.暴露实验结束后,各个浓度组收获藻细胞干重在13.46～51.90和9.90～54.33 mg/L,藻细胞的Cd吸收量则分别在20.17～144.58和93.67～180.64 μg /109 cells.Cd驯化杜氏藻相对更易吸收富集重金属,且金属Cd一旦进入细胞体就很难代谢去除.两种金属驯化藻体内的Cd吸收量与收获的生物量干重具有一定的线性关系.     

富营养化对两种海洋微藻吸收铜和镉的影响

采用室内模拟实验的方法,研究了不同氮、磷浓度下中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)吸收重金属Cu和Cd的变化情况。结果表明,10 h的吸收实验中,两种藻对Cu和Cd的吸收量随培养时间呈增长趋势。塔玛亚历山大藻和中肋骨条藻对Cd的吸收速率都与藻生长速率表现出很好的相关性。N浓度的增加显著促进了两种藻对Cu和Cd的吸收。P浓度的增加促进了中肋骨条藻对Cu的吸收,中肋骨条藻对Cd的吸收受P影响不大。P对塔玛亚历山大藻吸收Cu和Cd的影响也不显著。此外,本研究还表明,当外界Cu浓度100 g/L,Cd浓度20 g/L时,两种藻对Cu和Cd的吸收量随介质中Cu和Cd浓度的升高呈直线增加趋势,说明本实验设置的低、高浓度重金属处理中,藻类的生理状态并未发生明显改变,实验结果准确可靠。     

低浓度Cd暴露对金鱼藻营养元素吸收与植物络合素(PCs)合成的影响

采用溶液培养方式,研究了水环境低浓度Cd(0.01～0.64 μmol/L)不同暴露时间段下,金鱼藻(Ceratophyllum demersum)体内营养元素的吸收状况和植物络合素(PCs)的响应规律.结果表明,Cd促进了微量营养元素Cu、Zn的吸收,抑制了Mn的吸收,对Fe的吸收无明显影响.金鱼藻对Cd表现出明显的吸收和积累效应,0.08　μmol/L Cd胁迫对金鱼藻生长产生了抑制作用.Cd暴露期间各处理组PCs诱导量与Cd处理浓度存在显著的响应关系,处理前期(7　d)当Cd浓度≥0.02　μmol/L时,表现为显著的诱导效应(p<0.05).随着暴露时间的延长,PCs诱导量有下降趋势,但仍明显高于对照.各不同处理时间段下PCs诱导量与Cd处理浓度存在良好的剂量效应关系.胁迫7 d时呈线性关系,胁迫14 d和21 d均表现为抛物线型.回归分析显示金鱼藻体内PCs的合成水平与Cd的生物毒性存在极显著的正相关关系.表明PCs可作为Cd胁迫的一项敏感的生化指标(biochemical indicator)用来评价和预测实际水环境中Cd的污染.     

Cd/Sb/Pb复合污染对竺麻生长及吸收富集特征的影响

通过盆栽试验,分析了不同浓度Cd/Sb/Pb复合作用下苎麻的生长响应及重金属吸收、富集和迁移特征变化。结果表明,低浓度Cd/Sb/Pb复合处理对苎麻生长及生物量没有产生明显影响,而高浓度条件下则产生明显抑制效应,株高变矮,茎粗变细及生物量明显减少。苎麻体内Cd、Pb和Sb吸收量与污染土壤具有直接相关性,随复合处理浓度增加明显增大。至最高污染浓度处理时,苎麻体内重金属吸收量以Cd>Sb>Pb,地上部含量分别达335.74 mg/kg、157.55 mg/kg和92.31 mg/kg。复合处理下苎麻地上部对Cd、Sb和Pb的富集系数分别在0.67~0.88、0.13~0.17和0.05~0.06之间,均表现为随复合处理浓度增加而减少变化。苎麻Cd、Sb和Pb的转运系数分别为0.81~0.92、0.38~0.46和0.53~0.73,其中Cd、Sb的转运系数随复合处理浓度增加而增大,Pb则随复合处理浓度增加而减少。苎麻对重金属Cd/Sb/Pb复合污染具有较好吸收累积及转运能力,相比生物量小的植物而言,是目前修复重金属Cd/Sb/Pb复合污染的理想植物。     

3种浮床植物生长特性及氮、磷吸收的优化配置研究

选取美人蕉、再力花和千屈菜3种当地常见植物作为研究对象,构建上海市淀山湖富营养化治理生态浮床工程,对3种植物的生长特性、氮磷吸收能力的优化配置进行比较研究.结果表明,成活率为:美人蕉83.33%,再力花83.33%,千屈菜为76.67%.除千屈菜外,其他2种植物基本没有出现病虫害,收割时再力花和美人蕉两种植物的生物量较移栽时均有明显增加,分别为3.65kg/株和2.40kg/株;3种植物对水体TN、TP的吸收能力差异显著(P￡0.05),单位面积磷吸收量排序为美人蕉>再力花>千屈菜;单位面积氮吸收量大小排序为再力花>美人蕉>千屈菜.美人蕉与再力花栽种面积比为4:3时,混作浮床系统比单种美人蕉时磷吸收量低7.72g/m2,但是氮吸收量却高85.42g/m2,所以此种面积搭配的浮床系统能够在保证较高水平磷吸收量的条件下,具有比单种美人蕉的浮床系统更强的氮去除能力;美人蕉与再力花栽种面积比为3:4时,混作浮床系统较单种再力花时氮吸收量降低21.09g/m2,磷吸收量高出7.72g/m2,故此面积搭配的混作浮床系统能够在保证氮吸收量较高的同时,比单种再力花的浮床系统吸收更多的磷.     

锌对小麦吸收镉、砷的影响研究

该文采用盆栽试验,研究了镉(Cd)、砷(As)污染条件下,施用不同剂量锌(Zn)对小麦生物量及小麦地上部对Cd、As吸收量的影响。研究结果表明,施用Zn肥浓度不超过20 mg/kg时,Zn肥浓度的增加会促进小麦植株的生长;当施用Zn肥浓度达到40 mg/kg时,小麦总生物量较对照没有明显差异。Zn肥的施用降低了小麦籽粒及秸秆中Cd的浓度,而且Zn肥浓度越高对小麦地上部Cd吸收的抑制率就越大;低浓度Zn肥对小麦生物体内As的浓度没有显著影响,当Zn肥浓度达到40 mg/kg时,小麦籽粒及秸秆中As浓度均有明显降低。     

硒对镉胁迫下菠菜生理特性、元素含量及镉吸收转运的影响

为了探讨硒(Se)对菠菜中的镉(Cd)胁迫造成毒害的缓解作用,采用盆栽试验,研究了不同浓度Se(0、0.5、2.0、4.0 mg·L-1)对不同浓度Cd(0.5和2.0 mg·kg-1)胁迫下菠菜生理特性、元素含量及Cd吸收转运的影响.结果表明:不同浓度的Se可使丙二醛(MDA)积累量显著降低,最佳作用下分别为两种浓度Cd单一胁迫下的53.93%和41.79%;不同浓度的Se可以缓解Cd胁迫对菠菜地上部和根部的抑制作用,最佳缓解条件下,菠菜地上部和根部的鲜重分别为两种浓度Cd单一胁迫时的1.13倍、1.29倍和1.31倍、1.37倍,干重分别为1.78倍、2.09倍和3.03倍、4.36倍;叶绿素含量显著提高,在最佳缓解浓度下分别是两种浓度Cd单一胁迫时的1.51倍和1.35倍;与两种浓度Cd单一胁迫相比,最佳缓解浓度下超氧化物歧化酶(SOD)活性分别提高了36.0%和42.8%;外源Se可以使地上部和根部的K、Na、Ca和Mg等元素的含量不同程度的增加;施Se可以有效的抑制菠菜根部对Cd的吸收、富集和向地上部的转运,使菠菜地上部和根部Cd含量显著降低,分别为两种浓度Cd单一胁迫下的65.77%、75.92%和46.11%、70.01%,表明外源Se能有效的减轻Cd胁迫对菠菜的毒害作用.对本研究所用的两种浓度Cd来说,最佳的缓解浓度为2.0 mg·L-1和4.0 mg·L-1.     

紫花苜蓿吸收水溶液中Cd2+过程的阳离子交换

采用水培方法,研究了紫花苜蓿吸收水溶液中Cd2＋时根系与水环境的阳离子交换.考察了紫花苜蓿分别在0、1、2、4、8、12、24、72 h对0～10 mg.L-1 Cd2＋体系中Cd2＋的吸收效果,体系中Na＋、K＋、Mg2＋、Ca2＋、NH 4＋阳离子的浓度变化,以及溶液pH变化.并以SPSS 13.0多重线性回归建立Cd2＋吸收量与阳离子变化量模型.结果表明,紫花苜蓿对体系中Cd2＋有一定吸收作用,72 h时对0.1、1、5、10 mg.L-1 Cd2＋的吸收率分别为85.86%、52.14%、15.97%、7.81%;紫花苜蓿对Cd2＋的吸收过程存在阳离子交换作用,除NH 4＋外体系中Na＋、K＋、Mg2＋、Ca2＋离子浓度随时间均有一定的增大,分别增加了11.30%～61.72%、21.44%～98.73%、24.09%～48.90%、37.04%～191.96%;准二级动力学模型可以较好地描述体系中Na＋、K＋、Mg2＋、Ca2＋的变化规律,在Cd2＋浓度为1、5、10 mg.L-1时准二级动力学模型对NH 4＋变化规律的拟合也是合适的;紫花苜蓿对Cd2＋吸收过程中体系pH下降,H＋可能作为Cd2＋竞争离子,影响紫花苜蓿根系对Cd2＋的吸收能力;三元线性回归方程证明紫花苜蓿对Cd2＋吸收量主要与Ca2＋、Mg2＋、Na＋变化量有关,且其交换主要发生在Cd2＋与二价阳离子之间.     

脱水污泥在美人蕉种植中的应用

在脱水污泥施用量分别为0,165,330,495和660 t/hm2时对美人蕉生长情况的影响进行了研究,同时研究了污泥的施用和美人蕉的种植对土壤中重金属含量的影响. 结果表明:当污泥的施用量为660 t/hm2时,美人蕉无法生长;当污泥的施用量在165～495 t/hm2时,美人蕉获得了良好的生长响应. 污泥的施用使土壤中重金属含量增加,但通过美人蕉的种植,可以降低土壤中的w(Cd)和w(Ni),以及部分降低w(Zn),说明美人蕉可以用于污泥的修复研究;污泥的施用还增加了土壤中营养物质的含量,能够改良贫瘠土壤.      

潜流-垂直流改进型人工湿地处理河道水的研究

针对微污染河道水C/N比不足和磷浓度低的问题,将传统人工湿地改进后用于处理。改进后的人工湿地包含潜流段和垂直流段,潜流段填充沸石和腐木,其中腐木作为补充碳源,垂直流段填充水泥砖块,并种植美人蕉。试验结果表明:改进型人工湿地脱氮除磷效果良好,氮的去除主要发生在潜流段,氨氮和总氮的去除率达到90%以上,填充的补充碳源不会恶化水质;磷的去除主要发生在垂直流段,水泥砖块具有良好的去除低浓度磷的性能,但其寿命不长,需要及时的更换;美人蕉对湿地脱氮影响非常小。     

中国村镇生活垃圾的养分与重金属含量特征及其农用潜力分析

对全国12个省份72个典型村镇进行了生活垃圾采样调查,系统分析了我国农村生活垃圾的基本理化特性、养分含量与重金属特征及其农用潜力。研究表明:我国典型村镇生活垃圾含水率为(53.68±8.84)%,p H为7.11±0.56,有机质含量为(49.04±10.49)%,C/N约为43∶1,C/P约为144∶1。除C/N略高外,其余特性均适合进行堆肥化处置。我国典型村镇生活垃圾中重金属As、Hg、Pb、Cd、Cr,Cu和Zn含量分别为(7.645±8.729),(0.737±0.480),(21.798±17.606),(3.356±11.012),(108.632±84.011),(36.834±10.905),(80.093±42.237)mg/kg。与国内相关标准相比,只有Hg、Cd超标,最大超标率分别为29.17%、43.75%;与欧美相关标准相比,仅有Cd、Cr超标,最大超标率分别为25.69%、37.50%。     

镉对洋葱根生长和细胞分裂的影响

研究了不同浓度氯化镉溶液对洋葱根的生长,细胞分裂和染色体形态的影响.结果表明,随Cd~(2+)浓度增加,根的生长速率递减;随处理时间延长,每单位时间的根生长速度递减或停止,根尖细胞有丝分裂指数随Cd~(2+)的浓度增高和处理时间延长而递减.不同浓度Cd~(2+)都能引起染色体畸变,恢复培养后均能恢复生长,染色体畸变率降低     

生态滤池中植物对生活污水净化能力的影响及其微生物群落组成

生态滤池处理效果受到许多因素影响,不同植物类型导致生态滤池净化效果有明显差异。为提高生态滤池在贵州省农村适用性,研究了生态滤池中3种本地湿地植物(风车草、美人蕉、菖蒲)在不同配置条件下对生活污水中主要污染物包括COD、NH₃-N、TN、TP的去除效果,通过比较不同植物配置下主要污染物的去除率,筛选出生态滤池技术在贵州省可以达到最佳污水净化效果的植物配置。结果表明:菖蒲冬季耐寒性好,其对COD、NH₃-N及TP的去除效果最佳,去除率分别可达88%、92%以及47%;风车草与菖蒲组合TN去除能力最佳,可达49%。滤池内存在的主要微生物群落组成类似,为Proteobacteria(变形菌门)、Chloroflexi(绿弯菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)为主,硝化细菌群落多样性较低,以氨氧化细菌为主;反硝化细菌种类较多,存在部分好氧反硝化细菌。     

4种浮床植物吸收水体氮磷能力试验研究

选取美人蕉、黄菖蒲、再力花和千屈菜4种常见植物作为研究对象,建立淀山湖富营养化防治植物浮床试验工程,对其生长特性和氮磷吸收能力进行试验研究. 结果表明,采用上下层尼龙网固定种植方式有利于浮床植物的快速生长繁殖,美人蕉和再力花的成活率均为83.33%,高于千屈菜的76.67%和黄菖蒲的53.33%. 11月收割时美人蕉和再力花的分蘖数分别达到64株和78株,生物量（鲜重）分别为32.0 kg/株和38.6 kg/株. 美人蕉和再力花体内氮磷含量分布均为茎叶>根系,美人蕉茎叶和根系单位干物质量中氮、磷含量比分别为1.40和1.21,再力花则分别为1.59和1.08. 植物体内的氮磷累积量差异主要来自于生物量的差异,再力花对氮的吸收能力最强,收割时氮获得量达到457.11 g/m²,美人蕉对磷的吸收能力最强,收割时磷获得量达到41.29 g/m²,美人蕉茎叶氮、磷吸收量分别为根系的2.17倍和1.86倍;再力花分别为1.73倍和1.17倍. 美人蕉和再力花可以作为淀山湖水体富营养化防治的浮床栽培备选植物来进行推广应用.     

汞镉对水稻叶片光合作用的影响

栽培在Cd浓度0,0.01、0.05、0.1、1、5ppm和Hg浓度0、0.1、0.5、1、3、5ppm的荷格兰德溶液中的水稻,其叶片光合强度随处理浓度和叶片金属含量增加而明显地下降。用不同浓度Cd、Hg处理的植株,在拔节期光合比率(即处理叶片光合强度为对照叶片光合强度的百分比,下同)分别减少17—43%和22—66%。到了盛花期,各处理叶片光合比率有所提高,低浓度处理的尤为显著,这是成年植株对重金属逐渐产生抗性的结果。Cd使叶片逐渐褪绿,破坏叶绿素结构;Hg抑制根系正常生长,妨碍水分吸收,从而抑制光合作用。初步看出在光合比率约减少50%时,叶片的表面伤害巳很突出,可达到严重受害的界限。光合比率下降导致了产量及千粒重的降低。     

临水河表层沉积物中的重金属污染评价

选取临水河底部表层沉积物为研究对象,采用地质累积指数、潜在生态危害指数对其重金属污染进行评价。结果表明:沉积物Cr、Cd、Cu、Pb的含量介于203.971~412.363 mg/kg,浓度由高到低依次为Cr>Cu>Pb>Cd;Cd、Cu、Pb的空间变异系数较大,依次为82.8%、65.1%和43.1%,表明这3种重金属可能存在点源污染;Cr的空间变异系数较小,为28.2%,说明该重金属可能存在面源污染。地质累积指数表明:Cd和Cr的污染等级分别为3~5级和1~2级,为中度污染到极强度污染,Cu和Pb无污染。潜在生态危害指数RI值为280.54~879.27,污染程度为中等污染至很强污染。Cd为河流表层沉积物重金属污染的最大贡献者。     

崇明岛滨岸滩地植物系统中重金属元素的分布累积与相互关系

以滩地几种常见大型植物为研究对象,系统地分析了Cd及Ni在芦苇、海三棱草和互花米草系统中的分布与累积,以及Cd,Ni,K及Ca 4种重金属元素在芦苇中的相互关系.结果表明:Cd及Ni在芦苇、海三棱草和互花米草根部的累积程度较高,约占总量的50%以上.w(Cd)在3种植物不同器官中均为根>茎>叶. 3种植物等量的地下部分中互花米草的阳离子交换量(CEC)可能最高; 互花米草各器官对Cd及Ni的累积能力均强于芦苇和海三棱草. 芦苇地下部分对K及Ca的吸收可以促进Ni的吸收与累积,但同时对Cd的吸收与累积却有一定的阻碍作用;茎中K及Ca与Ni及Cd均表现为一定的拮抗作用;在芦苇体中营养元素K及Ca呈一定的协同作用. 以w(Cd)及w(Ni)在上海市土壤分级标准中的相关背景值为参考,崇明岛滨岸滩地植物系统根际土壤中的w(Cd)及w(Ni)整体上处于清洁水平.      

3种景观植物对城市河道污染水体的净化效果

以美人蕉、绿萝、马丽安3种景观植物为试材,制成生态浮床,研究3种植物以及无植物浮床对城市污染水体中氮、磷的净化效果,试验共持续46 d. 结果表明:3种植物在污染水体中能保持较强的生命力,试验结束时,其株高、根长及生物量均有显著增加,增长率表现为美人蕉>马丽安>绿萝;美人蕉、绿萝、马丽安对水体中TN的去除率分别为93.95%,90.25%和92.60%,远高于对照组的去除率(60.44%);3种植物对水体中NH₄+-N的去除率分别为98.06%,95.07%和97.61%,其中美人蕉、绿萝组NH₄+-N的主要去除途径为硝化反应,马丽安组NH₄+-N去除主要是通过氨挥发以及硝化反应等,而对照组NH₄+-N去除率(81.62%)较高的主要原因为氨的挥发;美人蕉、绿萝组ρ(NO₃--N)呈先增加后减少的趋势,而马丽安和对照组ρ(NO₃--N)增幅不大,各试验组ρ(NO3--N)变化与水体硝化、反硝化反应以及植物吸收有关;3种植物对水体中TP和COD_Mn均有明显的去除效果,去除率显著大于对照组. 试验表明, 3种植物对污染水体均有很好的净化效果和一定的景观价值,可作为城市河道污染水体治理的优良物种而推广使用.