苔藓植物的快繁及对氡的富集特性研究

发布时间：2020-11-16 07:34

　　 针对铀尾矿及周边环境气载放射性氡污染控制与治理的关键技术问题,本论文以生长于某铀尾矿区的4种野生型苔藓植物为材料,通过鉴定并研究其快速繁殖技术;经过不同梯度浓度铀胁迫、不同处置时间等处理,分析4种苔藓植物对铀尾矿氡源主体核素之一的U富集方式及富集量,测定其抗氧化酶(SOD、POD及CAT)的活性并分析其富集特性;使用FD-216环境氡测量仪分别测定4种苔藓植物覆盖铀尾矿表面8小时内的氡浓度的变化,分析吸附氡气后苔藓叶片显微结构及富集特性。旨在能够在短时间内培育出大量苔藓植物覆盖铀尾矿区表面,为铀尾矿及周边环境气载放射性氡污染的控制与治理提供一定的参考。主要研究结果如下:(1)从铀尾矿区采集的4种野生型苔藓植物通过对比分析其显微与宏观群落结构,结合《中国苔藓志》1~10卷中的种属描述进行鉴定,分别鉴定为:(1)小灰藓,原名灰藓原变种(Hypnum cupressiforme L.ex Hedw.var.cupressiforme),属于灰藓目,灰藓亚科,灰藓属;(2)大灰藓,原名多型灰藓(Hypnum plumaeforme),属于灰藓目,灰藓亚科,灰藓属;(3)尖叶匍灯藓(Plagiomnium acutum(Lindb.)T.Kop.),属于真藓目,提灯藓科,匍灯藓属;(4)鳞叶藓(Taxiphyllum taxirameum(Mitt.)Fleisch.[Stereodon taxirameus Mitt.]),属于灰藓目,灰藓亚科,鳞叶藓属。在光照强度36μmol photons·m~(-2)·s~(-1)、光照时间16 h、湿度75%均固定的条件下,得到最适合用于苔藓植物快速繁殖的因素与水平组合:小灰藓(pH 6.5、20℃、赤玉土、芸苔素内酯20 mg·L~(-1))、大灰藓(pH 5.5、20℃、赤玉土、芸苔素内酯20 mg·L~(-1))、尖叶匍灯藓(pH 5.5、20℃、赤玉土、芸苔素内酯40 mg·L~(-1))、鳞叶藓(pH 6.5、20℃、赤玉土、胺鲜脂5 mg·L~(-1))。(2)铀尾矿氡的释出来源于放射性核素铀、钍、镭等的衰变,其中以铀的衰变为主。通过野生驯化型苔藓植物对铀的吸附富集,可从源头上控制或减少氡的释放总量。4种苔藓植物的U富集量与铀胁迫浓度及处理时间呈正相关,其吸附富集U的能力与铀胁迫浓度及处理时间呈负相关,且铀胁迫浓度对苔藓植物吸附富集U能力的影响程度大于时间。苔藓植物对U的吸附富集方式是以胞外富集为主,胞内吸收为辅,其U总富集量达到116.15μg·g~(-1)~169.03μg·g~(-1),其U富集能力:小灰藓鳞叶藓尖叶匍灯藓大灰藓。4种苔藓植物SOD活性与铀胁迫浓度呈负相关,与铀胁迫时间呈正相关;POD及CAT活性与低浓度梯度(≤100 mg·L~(-1))铀胁迫呈正相关,与高浓度梯度(≥100 mg·L~(-1))铀胁迫呈负相关,与铀胁迫时间呈负相关。4种苔藓植物SOD应激性和铀胁迫浓度的关系与其活性变化趋势相反,POD及CAT应激性和铀胁迫浓度的关系与其活性变化趋势相同,3种抗氧化酶应激性与铀胁迫时间呈负相关,且铀胁迫时间对抗氧化酶应激性的影响程度大于浓度,其应激性:大灰藓尖叶匍灯藓鳞叶藓小灰藓。抗逆性:小灰藓鳞叶藓尖叶匍灯藓大灰藓。(3)铀尾矿野外研究苔藓植物对氡气的控制与治理能力因苔藓植物种类的不同而不同,铀尾矿表面覆盖苔藓植物对氡气释放的控制能力:大灰藓小灰藓尖叶匍灯藓鳞叶藓。在8 h内,单位体积密闭空间内氡气浓度(200 Bq·m~(-3))下降:44.88%~76.82%,其对氡气释放的治理效果极显著。苔藓植物对氡有一定的富集能力,并因其吸水特性,富集到环境中的氡。苔藓植物有无受驯化、叶片表面积、叶片粗糙程度、吸水性都是影响苔藓植物吸附富集氡的能力的因素。
【学位单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：Q948
【部分图文】：

西南科技大学硕士学位论文14中的小灰藓，原名灰藓原变种（HypnumcupressiformeL.exHedw.var.cupressiforme）[130]。图2-11号苔藓显微结构与宏观群落照片Figure2-1No.1mossmicrostructureandmacrocommunityphotos由图2-22号苔藓植物显微结构与宏观群落图可知，其植物体型大，黄绿色或绿色。茎匍匐或直立，大多直立；规则或不规则羽状分枝；分枝平铺或倾立，扁平或近圆柱形。假鳞毛少数，黄绿色，丝状或披针形。叶缘平展，尖端具细齿。叶细胞狭长线性。枝叶与茎叶同型。可随处生根。与《中国苔藓志》卷8中灰藓目，灰藓亚科，灰藓属描述一致，故鉴定2号苔藓为灰藓目，灰藓亚科，灰藓属中的大灰藓，原名多型灰藓（Hypnumplumaeforme）[131]。图2-22号苔藓显微结构与宏观群落照片Figure2-2No.2mossmicrostructureandmacrocommunityphotos由图2-33号苔藓植物显微结构与宏观群落图可知，其植物体疏松丛生，多呈鲜绿色有光泽。茎匍匐或直立，大多直立，营养枝匍匐或呈弓形弯曲，疏生叶，着地部位密

西南科技大学硕士学位论文14中的小灰藓，原名灰藓原变种（HypnumcupressiformeL.exHedw.var.cupressiforme）[130]。图2-11号苔藓显微结构与宏观群落照片Figure2-1No.1mossmicrostructureandmacrocommunityphotos由图2-22号苔藓植物显微结构与宏观群落图可知，其植物体型大，黄绿色或绿色。茎匍匐或直立，大多直立；规则或不规则羽状分枝；分枝平铺或倾立，扁平或近圆柱形。假鳞毛少数，黄绿色，丝状或披针形。叶缘平展，尖端具细齿。叶细胞狭长线性。枝叶与茎叶同型。可随处生根。与《中国苔藓志》卷8中灰藓目，灰藓亚科，灰藓属描述一致，故鉴定2号苔藓为灰藓目，灰藓亚科，灰藓属中的大灰藓，原名多型灰藓（Hypnumplumaeforme）[131]。图2-22号苔藓显微结构与宏观群落照片Figure2-2No.2mossmicrostructureandmacrocommunityphotos由图2-33号苔藓植物显微结构与宏观群落图可知，其植物体疏松丛生，多呈鲜绿色有光泽。茎匍匐或直立，大多直立，营养枝匍匐或呈弓形弯曲，疏生叶，着地部位密

野生型苔藓植物的筛癣鉴定及快速繁殖研究15生黄棕色假根；生殖枝直立，叶多集生于上段，下部疏生小分枝，小枝斜伸或弯曲。叶片呈卵状阔披针形、椭圆形或卵圆形，叶基狭缩，先端渐尖；叶缘具明显的分化边，边中上部具单列锯齿；中肋平滑，长达叶尖。叶细胞呈不规则的多边形，细胞壁保与《中国苔藓志》卷4中真藓目，提灯藓科，匍灯藓属描述一致，故鉴定3号苔藓为真藓目，提灯藓科，匍灯藓属中的尖叶匍灯藓（Plagiomniumacutum(Lindb.)T.Kop.）[132]。图2-33号苔藓显微结构与宏观群落照片Figure2-3No.3mossmicrostructureandmacrocommunityphotos由图2-44号苔藓植物显微结构与宏观群落图可知，其植物体中等大小，黄绿色，稍具光泽。茎匍匐，分支少；假鳞毛三角形。茎叶和枝叶斜展，呈两列状扁平排列，卵圆状披针形，先端宽，渐尖，基部一侧常内折，两侧不对称，略下延，内凹。叶中部细胞狭长菱形，狭长线性或狭菱形。与《中国苔藓志》卷8中的灰藓目，灰藓亚科，鳞叶藓属描述一致，故鉴定4号苔藓为灰藓目，灰藓亚科，鳞叶藓属中的鳞叶藓（Taxiphyllumtaxirameum(Mitt.)Fleisch.[StereodontaxirameusMitt.]）[133]。图2-44号苔藓显微结构与宏观群落照片Figure2-4No.4mossmicrostructureandmacrocommunityphotos
【参考文献】

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本文编号：2885802