水培驯化对吊兰修复铅污染能力的影响研究

发布时间：2020-05-07 10:39

【摘要】：随着现代化进程的不断推进,重金属通过各种途径进入环境。各个国家早已将重金属污染问题列为亟待解决的环境问题之一,大量学者针对该问题进行了实验研究。铅是“五毒”重金属元素之一,可从水体和土壤环境中通过食物链富集,极大地威胁人类的健康。从观赏植物中筛选超富集植物对重金属污染地区进行修复,成本低、易推广,且利于人体健康和环境的可持续发展,因此受到人们的广泛青睐。吊兰(Chlorophytum comosum)属于百合科吊兰属,生命力旺盛,四季常绿,是常见的观叶植物。研究显示,吊兰对多种重金属具有较强的耐性。因此本实验选用吊兰进行漂浮栽培实验,研究吊兰对水体铅污染(0,12,30,50,80,120,200mg/L)的耐性和吸收特性,以及含铅营养液驯化对吊兰修复铅污染土壤能力的影响,为铅污染废水修复过程中人工湿地植物的选择提供依据,同时为提高吊兰对铅污染土壤的修复效果提供好的思路。主要实验结果如下:(1)通过漂浮栽培实验研究发现,在两个测定期内(21d、42d)吊兰的鲜重增量、株高、新增根数、最长根长、CAT和SOD活性随铅处理浓度的升高,表现为先升高后下降的趋势;可溶性蛋白质含量呈上升趋势;MDA水平变化不显著;叶的富集系数逐渐减小;在水体铅污染物浓度达到50mg/L时,吊兰根部对铅的富集系数最大,分别达到348.69、198.94。(2)水培阶段吊兰的生长和对重金属铅的富集情况随水培时间的不同而有所差异。总体上,随着处理时间的延长,吊兰的鲜重、株高、根数和最长根长、CAT活性略微升高,SOD活性、可溶性蛋白含量显著升高,根部富集系数减小,叶富集系数增大。一定铅浓度驯化处理吊兰21d较42d具有以下特点:1)更能显著改善吊兰的生长;2)吊兰能够及时清除体内的活性氧自由基,细胞膜受损害程度小;3)吊兰根部对铅的富集能力更强。因此可将驯化21d的吊兰苗移栽至铅污染土壤中,进一步探讨水培驯化处理对吊兰修复土壤铅污染能力的影响。而42天的水培驯化,有利于吊兰形成对水体铅污染环境的适应机制,其中,50mg/LPb~(2+)水培驯化42d的吊兰苗对于应用于高浓度铅污染废水的人工湿地能够达到较好地修复效果。(3)水培铅驯化处理对吊兰在土壤中的生长产生了一定的影响。一方面抑制了吊兰的株高和叶绿素的合成,对吊兰的鲜重、根体积和根长表现为低浓度驯化促进生长、高浓度驯化抑制生长的作用;同时铅驯化处理缓解了吊兰在铅污染土壤中受到的伤害,表现为不同浓度铅驯化可不同程度地提高吊兰体内的可溶性蛋白含量,降低铅污染土壤中吊兰叶片的电导率、MDA含量、CAT和POD的活性等。(4)经驯化后的吊兰能显著改变铅污染土壤酶活性,表现为促进过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶活性,抑制蔗糖酶活性;对土壤酶活性影响的大小依次为:碱性磷酸酶脲酶蔗糖酶过氧化氢酶。驯化的吊兰移栽的土壤中铅的全量和有效态含量均低于对照组。(5)通过对土壤中吊兰(水培驯化21d)的生长指标、土壤酶活性以及土壤重金属全量和有效态含量进行方程拟合分析表明:提前用含铅营养液驯化,可缓解吊兰在铅污染土壤中受到的伤害,并可不同程度地提高吊兰对铅污染土壤的修复效果,其中122.94mg/L Pb~(2+)驯化处理21d的吊兰对铅污染土壤的修复效果更好。
【图文】：

铅胁迫

图 1 铅胁迫对吊兰过氧化氢酶（CAT）活性的影响 1 Effects of Pb2+pollution on the CAT activity of C. comosu

铅胁迫,动生,渗透势,可溶性蛋白

图 2 铅胁迫对吊兰超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响 2 Effects of Pb2+pollution on the SOD activity of C. comosum兰叶片可溶性蛋白含量的影响动生成一定量的可溶性蛋白以降低胞内渗透势，维持位代谢越旺盛（李洋等, 2015）。由图 3 可知，，与对照
【学位授予单位】：安徽师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X50;X173

【参考文献】