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香薷植物对Cu、Pb的耐性积累特性及对污水中重金属的去除效率研究

田生科  
【摘要】:重金属污染环境植物修复研究是近几年国内外环境治理的热点和前沿领域,它利用某些耐性或超积累植物从土壤中超量吸收转移一种或几种重金属的特性,从而达到减少土壤中重金属含量之目的。铜和铅污染土壤的植物修复机理远未清楚,因此,研究不同植物对铜和铅的耐性和吸收特性及其在两种重金属共同作用下的响应及金属积累特性,对丰富植物修复理论,保障我国环境生态健康都具有重要意义。本研究以两种香薷植物—海州香薷(E. splendens)和紫花香薷(E. argyi)为试验材料,采用水培的方法,较为系统地研究了铜胁迫对海州香薷和紫花香薷根系形态、光合特性及铜富集的影响,海州香薷和紫花香薷对铅胁迫的响应,海州香薷对铜铅复合污染的反应及香薷植物对重金属污染水体去除效率。取得的主要研究结果如下: 1.通过水培试验,研究了在不同Cu浓度处理条件下海州香薷和紫花香薷根系形态、光合特性以及植物各器官铜含量和累积量间的差异。结果表明:低浓度Cu处理(50μmol/L=对海州香薷的生长有一定的促进作用,但随着Cu浓度(100-500μmol/L)增加,表现出一定的负效应,海州香薷在500μmol/L Cu处理时植株干重、根系长度、根系表面积、根体积和侧根、叶绿素含量、胞间CO_2浓度(Ci)、光合速率(Pn)和蒸腾速率明显受到抑制,与对照相比差异达显著或者极显著水平。紫花香薷在50μmol/L Cu处理时根系生长、叶绿素和光合作用就受到严重抑制,而当浓度再增加时,根系形态的各项指标则无明显变化。紫花香薷在Cu≥50μmol/L处理,而海州香薷在500μmol/L Cu处理时,叶片荧光参数Fv/Fm、Fo/Fm、F′v/F′m、Φ_(PsⅡ)和ETR明显降低,Fo显著升高。不同Cu浓度处理条件下,海州香薷地上部铜含量明显高于紫花香薷。 2.通过水培试验,研究了两种香薷对Pb胁迫的反应以及添加EDTA对Pb积累的影响。Pb处理8天后,海州香薷的根长、根表面积和根体积随Pb处理浓度的增加明显下降,下降趋势较紫花香薷明显,但根平均直径变化不大。相比于紫花香薷,海州香薷直径小于0.2mm根的根长随Pb处理浓度的增加显著降低。海州香薷直径小于0.1mm的根在Pb≥10mg/L处理下即受到影响,而紫花香薷则耐性稍强,在Pb≥25mg


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