陽(yáng)宗海大型水生植物對(duì)砷的吸收富集特征及機(jī)理

1、陽(yáng)宗海大型水生植物對(duì)碑的吸收、富集特征及機(jī)理2008年5月，云南陽(yáng)宗海發(fā)生了種污染事件,水體中的種含量平均達(dá)0.117 mg-L-1,按湖泊庫(kù)容6億m3的水量計(jì)，入湖種量高達(dá)70 t。植物修復(fù)技術(shù)具有 經(jīng)濟(jì)有效和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注，在As污染水體篩選出對(duì)As具有高富集 能力的水生植物，并將其運(yùn)用于As污染水體的治理便顯得重要和迫切。本研究首先對(duì)云南陽(yáng)宗海大型水生植物進(jìn)行野外調(diào)查，初步篩選出對(duì)種具有 不同富集能力的水生植物，為陽(yáng)宗海等種污染水體的植物修復(fù)提供較適合的植物 種質(zhì)資源；其次，選取不同種富集能力的植物各1種黑藻(Hydrillavertic川ata (Linn. f.) Royl

2、e.)、金魚藻(Ceratophyllum demersum L.)、竹葉眼子菜(Potamogeton malaianusMiq.),通過室內(nèi)添加不同形態(tài)和價(jià)態(tài)種(As(IH)、As(V)和二甲基腫DMA的水培實(shí)驗(yàn)，研究植物對(duì)種吸收、分布和富集 規(guī)律,研究種在植物亞細(xì)胞的區(qū)隔化、主要酶活性 (抗氧化酶系)的變化機(jī)理及其 與種吸收和富集的關(guān)系；再次，選取同一種濃度進(jìn)一步研究影響植物吸收種的主 要因素(磷酸鹽、鐵鹽和pH)。結(jié)果表明：1.陽(yáng)宗海中的植物長(zhǎng)勢(shì)良好，未發(fā)現(xiàn)受 害癥狀。水體As嚴(yán)重污染,Pb輕度污染,Zn、Cu和Cd均未超過地表水田類標(biāo)準(zhǔn)(GB 38382002)。9種沉水植物同時(shí)對(duì)

3、As、Zn、Cu Cd Pb的富集系數(shù)(植物全株 重金屬含量與水中該元素含量的比值)遠(yuǎn)大于1,具有共富集特征。在平土含As 0.175 mg- L-1的水中，金魚藻、黑藻、小眼子菜、八藥水篩全 株 As平均含量分別為(150 ± 7.3)、(179 ±35)、(92 ±31)、(265 ±21)mg kg-1(干 重)，對(duì)As具有較強(qiáng)富集能力；對(duì)于8種濕生和挺水植物，北部采樣點(diǎn)的喜早蓮子 草、田棲稗、細(xì)葉小苦斐和長(zhǎng)芒稗對(duì) As,長(zhǎng)芒稗、細(xì)葉小苦斐、圓果雀稗、水蓼 和風(fēng)車草對(duì)Cd,海芋和圓果雀稗對(duì)Zn的富集系數(shù)(植物地上部重金屬含量與底泥 中該元素含量的比

4、值)以及圓果雀稗對(duì)Cd和Zn轉(zhuǎn)移系數(shù)(植物地上部重金屬含量 與根中該元素含量的比值)均大于1。聚類分析結(jié)果表明，金魚藻、黑藻、八藥水 篩、小眼子菜、穗狀狐尾藻 5種水生植物同時(shí)對(duì)As、Zn、Cu> Cd Pb具有較強(qiáng) 的吸收和富集能力，在重金屬?gòu)?fù)合污染水體修復(fù)中具有較大潛力。2.3,0和5.0 mg - L-1的As(田)和As( V)顯著抑制黑藻、金魚藻和竹葉眼 子菜生物量，其中As(IH)的抑制最明顯；3種植物對(duì)As(IH)的吸收最大，其次是 As( V )和DMA As(田)、As( V )和DMAt理下，黑藻對(duì)As的最大吸收量分別達(dá)到 (689.49 ±33.39)、(

5、375.7 ± 55.45)、(109.12 ± 8.63)mg - kg-1,均顯著高于金魚 藻和竹葉眼子菜；3種植物在濃度1.0 mg- L-1不同形態(tài)As培養(yǎng)條件下對(duì)As的 動(dòng)態(tài)吸收表明，黑藻、竹葉眼子菜對(duì)As(IH)和DMA金魚藻對(duì)As(V)的吸收在第 6 d后達(dá)到較高水平，金魚藻對(duì)As(IH)吸收在第2 d后就能達(dá)到較高水平，竹葉眼 子菜對(duì)As(V)的吸收在第4 d能達(dá)到較高水平；不同濃度 As(IH)和As(V)處 理,As在3種植物葉細(xì)胞各組分中主要分布在細(xì)胞壁和以液泡為主的細(xì)胞質(zhì)可溶 部分中，而在葉綠體和線粒體中As含量較少。3種植物不同DMAS度處理,As

6、主要分布在細(xì)胞壁，以液泡為主的細(xì)胞質(zhì)可溶 部分中分布較少。3,偏酸性條件(pH=5.0)能顯著提高黑藻、竹葉眼子菜對(duì) As(V) 的吸收，偏酸和偏堿(pH=9.0)環(huán)境顯著抑制黑藻對(duì)As(IH)的吸收；低濃度Fe2+ 顯著抑制竹葉眼子菜對(duì)As(IH)的吸收，不同濃度Fe2位理均顯著提高3種植物對(duì) As(V)的吸收。黑藻、金魚藻在高濃度(1.5 mg-L-1)Fe3+處理下能顯著提高其對(duì) As(IH)的吸收，不同濃度Fe3M理均顯著提高了金魚藻、竹葉眼子菜對(duì) As(V)的吸收；3 種不同濃度的磷酸鹽均顯著抑制了 3種植物對(duì)As(IH)的吸收。4.不同形態(tài)As處 理下，金魚藻超氧化物歧化酶(SOD劑過氧化物酶(POD)舌性顯著高于黑藻和竹葉 眼子菜，但高濃度As能顯著抑制金魚藻SOD舌性，不同As濃度均能顯著提高金魚 藻POD舌性，不同濃度As(IH)> As( V )處理，黑藻、金魚藻過氧化氫(CAT)活性顯 著高于竹葉眼子菜，高濃度As處理能顯著提高這兩種植物CAT活性；不同濃度 DM