模拟酸雨对水稻叶片质膜H~+-ATPase与质膜过氧化的影响

在水培条件下研究酸雨(pH值为2.5~5.5)对水稻叶片质膜过氧化与H+-ATPase活性的影响。结果表明,与对照相比,pH≥3.5酸雨处理下的水稻叶片质膜H+-ATPase活性、质膜透性、丙二醛(MDA)含量、过氧化氢(H2O2)含量和过氧化氢酶(CAT)活性(pH=3.5下CAT活性除外)无显著变化(p0.05);pH≤3.0处理组质膜H+-ATPase活性随酸雨pH值降低呈先升后降趋势,其余指标随pH值降低而增大,表明质膜H+-ATPase活性受抑使质膜过氧化加剧。在恢复期,pH≥3.5处理组各指标仍无显著变化(p0.05);pH=3.0组各指标变幅减小,H+-ATPase与CAT活性恢复至CK(对照),表明植物自修复使质膜过氧化减轻;pH=2.5组H+-ATPase活性仍低于CK,质膜透性和MDA含量不仅高于CK且高于胁迫期,表明质膜H+-ATPase活性受抑使质膜过氧化持续。在高强度酸雨(pH≤3.0)的胁迫下,水稻叶片质膜H+-ATPase活性的变化与质膜过氧化程度密切相关。     

模拟酸雨对水稻叶片质膜H^+-ATPase与质膜过氧化的影响北大核心CSCD

在水培条件下研究酸雨(pH值为2.5~5.5)对水稻叶片质膜过氧化与H+-ATPase活性的影响。结果表明,与对照相比,pH≥3.5酸雨处理下的水稻叶片质膜H+-ATPase活性、质膜透性、丙二醛(MDA)含量、过氧化氢(H2O2)含量和过氧化氢酶(CAT)活性(pH=3.5下CAT活性除外)无显著变化(p<0.05);pH≤3.0处理组质膜H+-ATPase活性随酸雨pH值降低呈先升后降趋势,其余指标随pH值降低而增大,表明质膜H+-ATPase活性受抑使质膜过氧化加剧。在恢复期,pH≥3.5处理组各指标仍无显著变化(p<0.05);pH=3.0组各指标变幅减小,H+-ATPase与CAT活性恢复至CK(对照),表明植物自修复使质膜过氧化减轻;pH=2.5组H+-ATPase活性仍低于CK,质膜透性和MDA含量不仅高于CK且高于胁迫期,表明质膜H+-ATPase活性受抑使质膜过氧化持续。在高强度酸雨(pH≤3.0)的胁迫下,水稻叶片质膜H+-ATPase活性的变化与质膜过氧化程度密切相关。     

酸化土壤与镉对大豆萌发种子抗氧化保护酶的复合影响

为探索酸化土壤与镉对大豆萌发种子抗氧化保护酶的复合影响,采用种子常规萌发试验的方法,模拟pH=5.93和pH=2.5的酸化土壤,并用0.182 mg·L-1和20 mg·L-1的Cd2+处理大豆种子,测定不同酸化土壤及镉浓度胁迫对大豆萌发种子过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)和质膜透性的影响.结果表明,轻度酸化土壤(pH=5.93)或低质量浓度镉(0.182 mg·L-1)可激活POD与CAT活性,降低MDA含量及质膜透性,且与胁时相关;复合处理上述效应更显著,但随胁时延长4指标变幅加大,膜系统恢复时间推后.重度酸化土壤(pH=2.5)与高质量浓度镉(20 mg·L-1)胁迫下的POD与CAT活性随胁时延长而降低,MDA含量及质膜透性则随胁时延长而升高;低-高、高-高复合处理时,4指标随胁时延长变幅更大,7 d时偏离CK更显著,且CAT、MDA和质膜透性峰值推后.由此可见,酸化土壤与镉复合污染可加剧对种子萌发的伤害,二者存在协同作用.     

两种不同抗性作物对酸雨胁迫的响应

为明晰植物渗透调节在抗酸性机制中的作用,考察了模拟酸雨对抗酸性作物水稻(Oryza sativa)和酸敏感性作物大豆(Glycine max)幼苗株高、叶片含水量、渗透势、脯氨酸含量和质膜H+-ATPase活性的影响。结果表明,酸雨(p H=2.5~5.0)喷施5 d后,水稻和大豆幼苗的耐受阈值为p H=4.0和5.0;恢复5 d后,p H=2.5组水稻和p H=3.0组大豆含水量和株高仍未恢复到对照水平。动态测定结果显示,酸雨(p H=4.5和3.0)胁迫初期(第3 d),水稻脯氨酸含量应激升高,调控渗透势下降;随胁迫时间延长(第5 d),脯氨酸含量升高不足以维持稳定的渗透势,质膜H+-ATPase活性升高,调控胞内外渗透平衡。研究表明,酸雨胁迫下水稻脯氨酸和质膜H+-ATPase的渗透调节能力强于大豆,这是水稻抗酸性强于大豆的内在机制之一。     

酸雨对水稻不同生育期叶片叶绿体ATP酶的影响

酸雨对植物生长发育具有显著影响。然而,不同生长阶段植物对逆境胁迫的响应存在差异。以模拟酸雨胁迫水稻(Oryza sativa)(孕穗期、灌浆期),利用植物生理生化方法测定了水稻叶肉细胞叶绿体Mg2+-ATPase活性及其基因表达量、光合磷酸化活性、ATP含量、植株相对生长速率(RGR)和叶片净光合速率(Pn),研究酸雨胁迫下孕穗期、灌浆期水稻叶绿体ATP酶的变化及其对植物光合作用影响的机理。结果表明,p H=4.5酸雨使孕穗期水稻RGR、Pn、叶片ATP质量比和光合磷酸化活性均显著提高,灌浆期上述指标变化不明显;p H=3.5和p H=2.5酸雨使上述指标均下降,且随酸雨p H值降低,变幅增加。p H=4.5酸雨使孕穗期、灌浆期水稻ATP合酶基因表达量及Mg2+-ATPase活性升高;p H=3.5和p H=2.5的酸雨使孕穗期、灌浆期水稻ATP酶基因表达量减少,造成Mg2+-ATPase活性降低,且随酸雨p H值降低变幅增加。可以认为,酸雨通过影响ATP酶转录水平,改变Mg2+-ATPase活性、光合磷酸化活性和叶片ATP质量比,进而影响Pn,并最终影响植物生长发育。酸雨胁迫对孕穗期水稻生长发育及光合作用有低促高抑的剂量效应,而低强度酸雨对灌浆期水稻影响不明显。与灌浆期相比,孕穗期对酸雨胁迫较敏感,表明植物不同生长发育阶段对酸雨胁迫响应存在差异,此发现应成为评价酸雨影响植物的一个因素。     

酸雨胁迫对水稻萌发种子能量代谢的影响

为探讨酸雨对水稻种子萌发时能量代谢的影响,采用pH=2.0、2.5、3.0、4.0、5.0的模拟酸雨处理水稻(宁粳1号)种子,研究不同强度酸雨胁迫对水稻种子呼吸速率、CAT活性、呼吸商、线粒体蛋白与ATP含量及能荷的影响.结果表明,酸雨(AR)连续作用7 d后,随着pH值的降低,酸雨对水稻种子造成的伤害增强,而水稻种子的呼吸作用与能量代谢减弱.酸雨胁迫强度与水稻萌发种子各呼吸指标间呈剂量-效应关系,具体表现为酸雨胁迫强度增大时,呼吸速率下降,线粒体蛋白含量减少,ATP含量降低,能荷呈下降趋势且降幅随AR胁迫强度的增加而增大.研究表明,酸雨胁迫下种子能量代谢受到抑制是抑制种子萌发的原因之一.     

水稻种子萌发时酸雨对可溶性蛋白与脯氨酸含量的影响

为研究水稻种子在萌发时酸雨对可溶性蛋白和脯氨酸含量的影响,观察不同强度的模拟酸雨(pH值为 2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5和5.0)和胁迫时间在不同酸度时(pH值为2.5和4.0)对种子的可溶性蛋白和脯氨酸含量的影响.强度试验显示,随酸雨胁迫强度增加,可溶性蛋白含量经历了升降转变过程,其中pH值为4.5、3.0和2.5时,蛋白质含量是CK(对照,pH=7.0)的147.98%、111.50%和73.69%; 但脯氨酸含量持续上升,pH值为4.5、3.0和2.5时,脯氨酸含量是CK的118.85%、128.28%和183.61%.时间试验表明,AR胁迫解除后,种子细胞中可溶性蛋白与脯氨酸含量逐渐恢复CK水平,在非致死酸雨强度(pH≥2.5)和胁迫时间(t≤5 d)条件下,水稻种子的可溶性蛋白与脯氨酸含量分别是CK的101.6%和117.6%.可溶性蛋白与脯氨酸的恢复,表明水稻种子具有自我修复损伤细胞结构的能力,减轻了酸雨对种子萌发的伤害.这一结果可为正确判断水稻生产中酸雨的危害程度提供一定参考,从而采取合理的防治措施.     

酸雨胁迫对水稻和高粱种子萌发的影响

酸雨对作物种子萌发的生态效应是影响农业生产的重要问题,为揭示酸雨影响种子的萌发机理,本文以水稻(Oryzasatival)"宁梗1号"和高粱(Sorghum vulare)"黄土高粱"为试验种子,采用不同酸性强度的模拟酸雨处理两类种子.定时测定酸雨胁迫强度对种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、异状发芽率、呼吸速率和呼吸商的影响.结果表明,当酸雨胁迫强度pH=2.0～2.5时,因胁迫强度过高.水稻和高粱种子皆不萌发;当酸雨胁迫强度pH≥3.0时,两类抗性种子5项萌发指标的变化幅度均为高粱大于水稻;高粱的酸雨伤害阈值为pH=3.5～4.0,水稻为pH=3.0～3.5;当胁迫强度pH≥2.5时,两类抗性种子呼吸速率和呼吸商2项生理指标的变化幅度为高粱大于水稻、水稻和高粱种子的生理反应阈值为pH≥2.0,萌发反应阈值为pH≥3.0,说明水稻对酸雨的抗性强于高粱;2类抗性种子对酸雨胁迫强度的耐受性差异是其抗性分异的根本原因.     

3个品种水稻种子萌发对酸雨胁迫的响应

为了探索不同水稻种植区水稻品种对酸雨胁迫的响应规律,采用室内实验方法研究pH值为2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、5.0的模拟酸雨对隆安优8、天协1、协优57水稻品种种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和异状发芽率5个指标的影响.结果表明:酸雨持续胁迫7d后,上述3个品种的发芽势(率)、发芽(活力)指数随胁迫强度增加(pH值为5.0～3.0)呈先增后减的变化,pH值为2.5时种子仅有异状发芽,pH值为2.0时均不发芽;3者的发芽势(率)、发芽(活力)指数等均与胁迫时间(1～7d)呈显著负相关(异状发芽率呈正相关).综合分析认为,酸雨对3个水稻品种的伤害阈限为pH值2.5～3.5;一定胁强(pH值为2.5)下,3类种子上述5项萌发指标与CK呈显著差异的胁时不同:隆安优8、协优57(4d,2d,2d,2d,4d)大于或等天协1(3d,2d,2d,2d,3d),表明3者对酸雨的抗性存在一定差异,即隆安优8、协优57大于天协1.     

模拟酸雨对大豆幼苗光合光反应的影响

以大豆幼苗为试材,采用水培试验方法研究了酸雨对大豆幼苗的生长及光合光反应影响的剂量效应和时间效应.结果表明:当酸雨pH≤4.0时,各生长指标显著低于对照( p <0.05),且胁迫酸度越高,降幅越大;大豆幼苗的叶绿素质量比、净光合速率、Mg2+ -ATP酶活性、Hill反应活性、PSⅡ最大光化学效率均随酸雨酸度的增加而降低,呈明显的剂量-效应关系,其中Hill反应活性对净光合速率的影响最为显著.动态试验结果显示,酸雨(pH=3.0/pH=4.0)对大豆幼苗光反应的抑制效应因植物的自修复能力而随时间推移逐渐减轻,但各光合参数修复程度不同.这表明光反应各环节对酸雨的敏感性存在差异,其中以Mg2+ -ATP酶最为敏感,恢复程度最低.     

不同pH值下含铁矿物对硫酸侵蚀混凝土的影响研究

硫酸侵蚀为混凝土耐久性损伤的一个重要方面.在硫酸盐侵蚀过程中,含铁矿物等侵蚀产物不断形成,导致混凝土材料形成不同程度的腐蚀.为研究不同pH值环境下含铁矿物对混凝土结构腐蚀的影响,在实验室配置了pH值为2.0、3.0和4.0的稀硫酸溶液,结合不同洗刷作用方式来模拟酸雨环境,采用室内长期浸泡试验方法对混凝土试件进行不同程度...     

附着态TiO2光催化降解壬基酚的研究

采用sol-gel法制备TiO2薄膜,以该薄膜为催化剂,研究了在H2O2存在的条件下,对内分泌干扰物质壬基酚的光催化降解反应。分别研究了pH值、H2O2的加入量,壬基酚的初始浓度以及光照时间对降解反应的影响。结果表明：在pH=5,30mg／L的H2O2中对初始质量浓度为20mg／L壬基酚的溶液光照180min有较好的降解效果。     

大豆种子萌发对镉与模拟酸雨胁迫的响应

为了解土壤中镉(Cd)与酸雨对作物种子萌发的环境生物学效应,采用种子常规萌发试验研究了不同浓度的Cd~(2+)溶液与模拟酸雨复合污染对大豆种子萌发过程中发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数变化的影响.结果表明,Cd~(2+)对大豆种子萌发的毒害作用比酸雨明显,是构成复合污染的主要因素.Cd~(2+)和酸雨复合污染对大豆种子发芽率和发芽势有显著的正交互作用效应,即存在协同作用.Cd~(2+)与酸雨复合污染对大豆种子发芽指数和活力指数都有影响,但不表现出显著的交互作用效应,表明复合污染对这两项指标是两种污染物单因素效应的简单叠加.综合考虑,Cd~(2+)与酸雨复合污染对大豆种子萌发表现出明显的协同作用.     

Fenton氧化法处理焦化废水的影响因素研究

采用Fenton试剂氧化法处理某钢铁厂焦化废水,对影响Fenton试剂处理焦化废水效果的因素进行分析,包括H_2O_2投加量、n[Fe~(2+)]∶m[H_2O_2]、p H值、反应温度、反应时间等。结果表明,对于该焦化废水最佳反应条件为:H_2O_2投加量50 m L/L(即每升水样投加量为50 m L),n[Fe~(2+)]∶m[H_2O_2]=1∶10,p H=3,反应温度为30℃,反应时间30 min,废水COD去除率可达到70%~79%。该研究为高浓度难降解废水处理提供了数据支持。     

阻挡放电联合金属氧化物催化降解H2S的研究

采用介质阻挡放电联合金属氧化物催化降解气态H2S,考察了单组分及复合金属氧化物催化剂、催化剂与低温等离子体结合方式对H2S及副产物O3去除性能的影响,分析了等离子体联合Mn复合金属氧化物催化降解H2S机理。结果表明,金属负载量相同条件下,电压低于22kV时,Mn复合金属氧化物对H2S的催化活性高于单组分Mn金属氧化物,催化活性及对O3的分解能力从大到小依次为:Ag+Mn、Cu+Mn、Fe+Mn、Mn。当电压为18 kV时,Ag+Mn、Cu+Mn、Fe+Mn复合催化剂分别比单组分Mn催化剂对H2S的去除效率提高了近10%、6%、4%。等离子体后催化区域中Mn催化剂催化氧化H2S的效率明显低于等离子体催化区域。Mn催化剂在等离子体后催化区域中能有效催化分解O3。随着电压的升高,Mn金属氧化物在等离子体后催化区域对H2S催化作用逐渐增强。在电压22 kV时,等离子体联合后催化比单独等离子体作用时,H2S去除效率提高了近11%。     

US/Fenton试剂协同处理焦化废水的研究

采用US (超声波)协同Fenton试剂氧化法处理焦化废水,考察了H2O2投加量、Fe2 投加量、废水的pH、反应时间和超声波功率对处理效果的影响,确定了最佳工艺条件.结果表明,在H2O2投加量7.0 g/L;Fe2 投加量500 mg/L;pH=3.0; 反应时间 40 min; 超声波功率 600 W 的条件下,COD、NH3-N、CN-和色度的去除率分别达95.8%、71.3%、69.5%和75.2%,出水COD降至41.0 mg/L.在相同条件下,US/Fenton试剂协同法的处理效率比单独Fenton试剂氧化法的处理效率提高了约20%,且反应时间显著缩短.     

Cu/γ-Al2O3的制备及对活性艳红X-3B的脱色性能研究

为实现活性染料X-3B废水在常温常压下高效地脱色,以过渡金属为活性组分、活性氧化铝(γ-Al_2O_3)为载体,采用等体积浸渍法制备了一系列M/γ-Al_2O_3(M=Cu2+、Fe3+、Zn2+、Mn2+)负载型催化剂,并考察其对活性艳红X-3B模拟染料废水的脱色性能,同时考察了活性组分、焙烧温度、负载量、催化剂投加量、氧化剂用量及pH值等因素对活性艳红X-3B脱色性能的影响规律。结果表明,常温常压下,以Cu2+为活性组分,焙烧温度为350℃、负载量为4%(质量分数)、氧化剂H_2O_2浓度为58 mmol/L、催化剂投加量为1.2 g/L、pH值为5~7、反应50 min时,催化剂对活性艳红X-3B废水的脱色效果最佳,脱色率可达95%以上。平行试验表明,Cu2+的存在可增加载体表面的吸附中心,H_2O_2可分解产生HO·,当两者共存时,活性艳红X-3B在催化剂表面主要发生化学吸附与催化氧化两种反应过程,且染料在Cu/γ-Al_2O_3上发生的吸附作用明显大于H_2O_2分解产生HO·而引发的催化氧化作用。动力学试验表明,活性艳红X-3B反应过程动力学模型与初始质量浓度有关,大于等于200 mg/L时,符合准一级动力学方程。     

武汉市酸雨分布规律及其成因分析

综合了近几年武汉市酸雨以及大气环境的监测结果，对该市的酸雨污染现状进行了分析。武汉市的酸雨主要发生在偏西南方向，降水pH值由西向东和由南向北逐渐增大。武汉市的降水具有硫酸型特征，形成酸雨的主要致酸物质为SO2。由于大气稳定度的影响，武汉市的酸雨多出现在冬季。