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种苗过滤去除水中重金属镉的初步研究

王燕燕  
【摘要】:植物修复技术是以植物忍耐和超量积累某种或某些污染物的理论为基础,利用植物及其共存微生物体系清除环境中污染物的一门新兴环境污染治理技术。目前,利用植物修复水体重金属污染主要是应用植物的根际过滤作用以及种苗过滤作用。 本文以玉米、向日葵、蓖麻为试验材料,将砂培种苗移植至含镉1mg·L-1、2mg·L-1、5mg·L-1和10mg·L-1的处理液中,以不含镉的溶液为对照。随后分别对8h、24h、48h和72h种苗去除溶液中镉状况,72h种苗根、茎、叶中镉积累量,以及72h处理后种苗的几种生理生化指标变化情况进行研究。结果表明: (1)随着处理时间的延长,溶液中镉含量逐渐降低,去除速率也逐渐减慢,去除过程主要集中在前48h。三种作物种苗在72h时对Cd的去除率基本上都能达到80%以上,显示出良好的去除效果。低浓度Cd溶液(1mg·L-1和2mg·L-1)中向日葵和蓖麻种苗的去除效果要好于玉米种苗;而对于较高浓度Cd溶液(5mg·L-1和10mg·L-1),去除效果为:蓖麻玉米向日葵。向日葵更适用于去除污染水体中低浓度的镉。 (2)从种苗各器官单位质量镉积累量看,种苗从溶液中吸收的镉绝大部分集中在根部,尤其是在1mg·L-1和2mg·L-1处理液中的种苗,其茎叶中的镉含量极低。可见,根际过滤是种苗去除水中镉的主要机制。由各浓度单位质量种苗(根)镉含量以及根部生物富集系数分析得出,三种作物种苗对镉的富集能力大小顺序为:向日葵蓖麻玉米。 (3)在不同镉处理浓度下,三种作物种苗的叶片质膜透性、根系活力、叶绿素含量和游离脯氨酸含量等生理生化指标均有不同程度的变化,以5mg·L-1和10mg·L-1镉处理下的变化更为显著。通过对种苗的镉积累量和生理生化指标变化的综合分析认为,三种作物种苗对镉都有一定的耐受性,而向日葵和蓖麻的耐受性比玉米的强。 可见,玉米、蓖麻、向日葵种苗能通过根际过滤作用快速、有效地去除水中重金属镉,并通过积累游离脯氨酸等生理生化机制的调节减轻Cd的毒害,在短期内对镉有很强的耐受性。陆生植物以其发达的根系在水体重金属污染植物修复中具有良好的应用前景。


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