文章编号:1005-376X(2007) 06-0582-02
Ch i n ese Journa l o fM icroeco l o gy , D ece m ber 2007, Vol 119No 16
=综 述>
汞对植物
母波, 韩善
(四川师范大学生命科
=关键词> 汞; 植物; 生理生化; 影响
=中图分类号>R378. 7 =文献标识码>A
由于的发展, 金属(H g 、Cd 、A s 、Cu 和A l) 污染越来越严重. 汞是一种极毒的金属元素, 其毒性于各金属之首。当植物体中汞的积累浓度达一定范围后, 通过与酶活性中的-S H 结合, 抑制酶的活性[1], 扰细胞的生理化过程[2], 轻则使植体内代谢过发生紊乱, 生长发育受阻, 重则可造成植物枯萎, 甚衰老死亡[3]。我国是仅于西牙和意大利的第三产汞大国, 汞的使十分普遍, 对环的污染也相当严重。国外学者此进行大量研究, 并取得许多果, 同时也发现了不少问。为了及时了解国内外的研究动态, 学习先进经验, 为保护生态环境, 防止汞害的进一步大, 故
叶绿体功与叶绿素有关。研究表明, 经H g 2+处理后萝卜绿a 和b 的含量都有所下降, 但二者下降的速度并不同, 叶绿素a 下降显快于叶绿素b , 导致叶素a 和b 的比值降低[3]。但也有人指出, Hg 2+不仅不使小麦叶绿素含量和光合作用速率低, 反而有一提高。只有当H g 2+浓度增大至一定的范后, 叶绿素含量开始明显下降[4]。STO BART 等[5]认为:汞使叶绿素含量下降原因可能有二, 一是它抑制原叶绿素酸酯还酶; 二是影响氨基-C -酮戊酸的合成。也有认, 绿素含量的减少还与叶片的发育有关, 叶期是由于H g 2+直接干了叶绿素的合成, 使叶素减少; 在叶期则主是H g 2+使细胞膜结构发生变化, 破坏了叶绿体的完整结构。亚胺(spd ) 是一种特殊的胺类物质, 它减轻的毒害。同时它又能提高类囊体的稳定性, 能阻止叶绿素从叶组织中丧[6]。因此, 汞处理导致叶绿素合成的不正
H g 2+不对叶绿素含量有影响, 而且全电子传递链及PS ?、PS ò活性也有抑制作用。KRAU SE [7]报道, 在室温条件下PS ò产生的荧光在685nm 有一峰值, 在740n m 有一宽的发射肩峰。用H g 2+理后的豌豆幼苗, 其叶片685n m 和740n m 处的荧光峰值显著降低。因此认为, 光发射峰的改变主要是由于H g 2+严重影响了光合上P S ò的作用中心及捕光素系统的叶绿素分子的结合态。MO STA-FA [8]发现, H g 2+能抑制单细胞藻类的全电子传递和PS ò介导的电子传递, 但对PS ?电子递速率没有影响。这是因它在不同位点阻断了子流动, 抑制PS ò的活性, 其作用位既包括PS ò的电子供体, 又包括电子受体端。XY LAE -NDER [9]进一指出, H g 2+对绿光合作用的影响PS ò应中心中D1蛋的代谢有关。在暗处用H g 2+处理菠菜离体类囊膜后发, H g 2+对类囊体膜PS ?的抑制作用较PS ò大, 抑制是多位点的。当H g 2+浓高后, PS ò的放氧活性和PS ?M V 光还活性以及全链电子传递活性都被严重抑。他, H g 2+变了类囊体膜结构, 破坏了PS ò作用中及色蛋白复合物的结合状态, 抑制了光能的吸收传递与分配, 但对叶片多肽组分却没有明显的影[10]。与此相反, 莼菜越冬芽在低浓度H g 2+处理时, 叶多肽组虽然变化不显, 但当浓度高后, 叶片光合膜多肽组分却出现了明显变化, 除67KD 多肽外, 其他多肽均产生同程度的降解。茎与叶片不同, 它经不浓度H g 2+处理后, 光合膜多肽组分却未明显的变化[11]。上述研究表明, 无
=收稿日期>2007-03-21
=作者简介>母波(1980-), 男, 助教, 胞生
院工作,
是低等的藻类, 经H g 2+处理后, 它
度的影响, 但影响的大小却不完全一样, 有的甚至差很大, 除与浓度关外, 可能
2 对植物
植物细胞膜系统是植物细胞和外环境进行物质交换和信息流的界面和屏障, 细胞进行正常生理功能的基础。ZHANG 等[12]以H g 2+处理小麦, 它根胞有相当稳定的膜去极化作用, 而且还伴随一段很时间的超极化现, 随着汞浓度的加, 膜的去极程度也增。同时, 它根细的水导(Hydrau lic Conducti v ity , Lp)
[13]
渗漏。C HR ISTOS 等报道, 南瓜根离体膜泡在H g 2+处理时, 微囊体和质小泡对水的渗透都降低, 对硼的渗透收也减。BAPU 等[14]发现, 汞还
2+
Cu 、C r 、N i 等含量下降, 说明H g 不仅对水的渗透吸有抑制作用, 而且还影响其它元素的渗透吸收。VA LLEE 等[15]认为, 汞可能是通过影响细胞膜上的磷脂而变细胞膜的透性。AK I H I RO 等[16]进一步利用膜片钳记录技术和定点诱方法证实, 膜通道白的Cys -155和Cys -190残基与细胞水渗透离子传有关的H g 2+活化点。由于H g 2+与亲水孔蛋白中的Cy s 残基结合, 导致通道极性或通道蛋白构象变, 而抑制细胞对水
由于植物受重属毒害, 细胞内生了大量的活性自由基, 膜中不饱和脂肪酸产生过化反应, 从而破坏了膜的结构和功能[17]。有人发现, 油菜以汞处理后, 随着H g 2+浓度的升高和处理时间的延长, 叶细胞的相对电导率逐渐加, 细胞膜透也趋变大。与此同时, 胞中由膜脂过氧化作用生的二醛(MDA ) 含也不断增高[18]。说明泵与其它重金属一样, 也能通过诱发自由基的产生破坏膜
植物细中可性蛋白含量的高低直反映了细胞内蛋白质合成、性及降解等状况。用H g 2+处理莼菜冬芽[11]后现, 它的细胞可溶性蛋白含量随处理浓度加而渐下降。VA LLEE 等[15]指出, H g 2+能增细胞内核糖体, 核糖体亚基及多聚核糖体的数量, 促进蛋白质合成。这一象产生可能是由于低浓的H g 2+作用DNA , 刺激了DNA 活, 促进了有关基因的表达。通过差别筛选H g 2+胁迫下菜豆叶片cDNA 库cDNA 序列同源分析发现, H g 2+强烈刺激Pv sr1基因的表达, 胁迫6h 内其mNRA 含量迅速增加[19]。Pv sr1基因编码的一种富含脯酸细胞壁蛋白(pro li ne -r i ch prote i n PRP ), 它参与细胞壁蛋白质之交联和壁的木质化过程。因此推测, P vsrl 蛋白可能参与了加固和修损伤胞壁, 增植物抵抗重金的防卫反应。Hg 2+胁迫能够强烈地刺激豆多泛激素(po l yub i quiti n) 基因, 提高了它的转录水平。这一研究与玉米等的多激素(po l yub i q -u iti n) 基因能因重属胁迫而被激活的结果一致, 明泛激素(ub i qu iti n) 在清除重金属损的蛋白质和介导植物的抗性方面有
4 对植物体内SOD, POD 和C AT 的影响
超氧歧化酶(SOD ), 过氧酶(POD ) 和过氧化氢(CAT ) 被统为植物护酶系统。SOD 和POD 在生物体内对氧自由基、过氧化物起消除作用, 抑制自由基膜脂的过氧化作用, 避免膜的损伤和破坏。不仅如此, 而且POD 还参与膜外活氧的产生。许多研究明, SOD 在适度逆诱导可增加其活性提高植物的适力。CAT 能够清植物中的H 2O 2, 阻H 2O 2在体内积累而限制潜在的氧伤害。一般认为, 植物细胞在着自
中国微生态学杂志 2007
者协调一, 能使自由基维持一个较低水平, 避免细胞受自由基毒害。研究证明, 汞能诱发植物产生由, 如0. -和H 2O 2等, 而且随着汞处理浓度的增加而增多[20]。满江片的H g 2+处理表明, 随着浓度的增高, SOD 活性逐渐增强, 当度超过一定范围时, S OD 活性则始降低。POD 和CAT 活性与SOD 一样, 也在低浓度时升高, 高度时下降, 虽然它们升高的速度远远如SOD, 但下降速却大快于SOD [21]。烟草中的POD 活性在所试的浓度范围内, 也随H g 2+浓度的增大而高, 与浓度呈显的正关[22]。小麦幼苗中的CAT 活性变化相对较慢, 如S OD 活性变化迅速, 其变化进程显著迟于SOD [23]。汞也能刺激萝幼苗产生POD, 并随的浓度增加而升, 但不同品种升高的幅度却不相同。不仅如此, 即使种, 经Hg 2+处理后, 它的根系与茎升高的幅度也不一样, 前者明于后者, 在着器官之间的差异[3, 8]。B ANDURSK I 等[24]还指出, POD 与植物的生育有, 随其发育程的增加而增加。其原因能是POD 具有I AA 化酶的特性, 能使生长素氧化受到破坏, 根生长开始严重抑制时的汞的浓度范围一致。然而, 对汞害反应不敏感的植物品, 在H g 2+理后, 它们的POD 同功酶带均未出现变化。由于植物对汞害的敏感与POD 同工酶变化间存在着一定的系, 因此可将POD 同工带的变化视为一种化指标, 用以检测对植物的损害程度和筛选耐汞植物
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重金属汞对植物生长效应的影响
重金属汞对植
第一章 绪论
1.1汞的
1.1.1汞
汞是中相当稀的一种元素,极少数的汞然中以纯金属的状态存在。朱砂(HgS)、氯硫汞矿、硫锑矿和其一些与朱砂相连的矿物是汞最常见的矿藏。世界上大约 50% 的汞来自班牙和意大利,其他主要产地是洛文尼亚、俄罗斯和美。 中国是界上汞矿资源比较丰富的国家之一。总保有储量汞 8.14 万吨,居世界第 3 。已探明储量的矿区 103 处,分布于 13 省(自治区),州省为多,其储量为全汞储量的 40% ,其次为陕西和川,以上 3 省汞储量占全国的 74% 。著名汞矿有贵州万山汞矿、务川矿、丹汞矿、铜仁汞矿以
日常生活
汞经常出在我们的日常生活中,与我们的生活切相关。我们对产品使用
*温度计:日常生活中我们经用水银温度计,一支普通的棒式或内标式玻璃温计约含汞 1 克,一支体温计打碎后外泄的汞全部蒸发后,可以使一间 15 平方大 3 米高的房间内空气汞的浓度达到 22.2 毫克 / 米。而一般认为,人汞浓度为 1.2 , 8.5 毫克 / 立方的环境中可很引起中毒。更有人指出,一支温度计的汞足以使至少 8 万
*血压计:一台台式血压计中含汞约 50 克,血计若不甚打碎导致流出会对
*荧:即日灯。荧光灯是一种民日常生活中普遍使用的照明备,既有良好的照明效果又约电能。荧光灯管内它利用汞蒸汽,通电后,汞蒸汽产生的紫外线光能能点亮荧光粉而发。 一支管径为 36 毫 米的粗管径荧光灯含汞量为 25 , 45 毫克,一支管径为 26 毫的细管径荧光灯含汞为 20 毫克,支管径为 10 毫米紧凑型荧光含汞量为 10 毫克。封闭灯管内的汞不会造成汞污染,但如果这些荧光灯被打破,从灯管中放出的
*电池:汞主要存一次性干电池中,是电池中电极的组成成分之一。根据国家有关规定,氧化汞电池已令禁止生产和销售。同时, 2001 年 1 1 日起,止在国内产各类汞含量于电池重量 0.025 ,的
1 月 1 起,凡进入国内市场销售的国内、外电池产品(含与电器具配套的电池),在体电池均需标注含量(例如:
年 1 月 1 日起,禁止在国内场经汞含量的池准
销汞含量大于电池重 0.025 ,的电池。自 2005 年 1 月 1 日起,禁止在国内生产汞含量于电池重量 0.0001 ,碱性锌锰电;自 2006 年 1 月 1 日起,禁止在国内经销
银汞合金:在医学领域, 一般常做为补材料是
采用银粉作补牙材料有一百多年的历史,它的成分是银、铜、锡、锌及水银。 苏格兰的研究人员对 180 牙医进行调查研究后发现,在这牙医的尿液指甲中,含量是正常人的 4 倍。者在用银汞合金牙后,银汞填充物产生的汞蒸气对
*化妆品:化妆品中的汞皮肤有较好的漂白作用,因此,具有漂白、祛斑作用的化妆品多含有汞。国家规定在化妆品中的汞含量不得过 1mg/kg ,但很多化妆品中汞含量都出超的现象。 2003 年春节前,建省商局在品质量监督抽查发现,在 5 种汞超标的化妆品中,超标
大气沉降
在工业区、城周围常可观察到随量增多,作物体内重金属量相应增加的现象。随着业的发展,土壤中汞的来源是多方面的,但近些年的研究表明,大气汞的沉降是壤中汞的一个来(方满凤,2000)。大气中粒径较细的气溶胶粒子可被远距离输送,而包含在其中的重金进远程运输。气中重金属定条下沉降到地,通过、湿沉降到达地的总量不仅受降水、降尘中元素浓度的制约,也受降水量、降量的
2点的不同,重金属年沉降量的变幅宽,如:镉
222365g/hm,砷为9—183g/hm,铜为112—344g/hm。们在生态系统重金属总入量中所比例因而异,最高可占总输入量的80%—90%(许嘉琳和杨
大气中重金属含量及存在形态对于的生长发育有重要影响。降到叶面上的重金属,部分可以在水的作用下淋失,淋失量占沉降量的百分率取决于元素被叶子结合、化的程度。铅很易淋失,因为它大部分是以植物表面沉积的形态存在,而、锌、镉只有很部能淋失,其大部分在降后进入植内部。重金入的径有两种,一种是代谢的,即由表皮透进入;另一种是代谢性的,即不以浓度梯度为基础的元素集。
后者可使离经过原生质膜进入细胞的原生质体。通过这途径,使植物组内重属含增高,
国外在70年代就已对大气汞沉降有了一定的研究(Wobeser,1976),但当时对其重视不足。到了90年代以后,由于工业废水排放造成的水体、土汞污染已得到有效治理,但某些地区土壤汞浓度却不断增加,研发(方满凤,2000)这是由大汞干湿沉造成。据报道(KLOKE,1984),许多工业发达国家大气沉降对土壤系统中重金属积贡献
2位。国内研究表明,大气沉降(包降水与降尘)入农
2大于通过灌溉输入的(1.85g/hm)(许嘉琳等,1995),王定勇等人采用室内模拟试验的方法,研究了大气汞染对土壤汞累积的影响,说明大气汞直接沉降与和被土壤吸 ,也可以为植物而土壤传。牟树森等研究现酸沉降地区汞对土壤、蔬菜、水体等
汞矿矿床类型碳酸盐岩型、碎屑岩型和岩浆型 3 种。碳酸盐岩型占主要地位,拥有汞储量 90% 以上,贵州山等特大型汞矿皆属此类型。其次为屑岩型。我知大多数汞床于中、下寒武纪层中(占量 80% 以上)。在前寒武纪、中生代、新生代也有汞
基本特性:?唯
?用途广泛
?应用历史悠久
?易吸收)易转)易迁移)易积)不易
汞是种毒性较的有色金属,俗称。在常温下是银白色发光的体,汞是室温下唯一的液体属。汞的熔点低,为—38.87,在356.95?沸腾。汞在熔化时,即开始有蒸,故在0?就有一的汞蒸汽,温度越高,蒸汽越多,在20?时,汞蒸汽压是0.0013毫米,此有较大的挥发性。汞比13.546(20?时),蒸汽空气重量的7倍,由于的表面张力很大,形成小滴,多沉淀在厂房和实验室的下部,汞蒸气被人吸入会使体健康
1.1.3化学特性:
汞具有溶解Na)K)Ag)Zn)Cd)Sn)Pb等许多金属的能力,并形成汞齐。汞与硫氯的结合能力较大,在常温能生成硫汞及氯汞。汞在自然界金属汞)无机汞和有机的形式存在,有机汞的毒性
1.2研究背景:
首先们先了一下土壤的重金属污染,壤的重金属污染主要是由于采矿)冶炼)电镀)化工)电)制等工业产生含重金属的废弃物进入土壤,以及污灌)农药)化肥)垃圾)粉煤灰和城市污泥的不合施用引起的。进入土的重金属会在土壤中积累,当其积累达到一定程度便会影响植物的发芽,开花结实率以及产等。严重时甚至会影响植物的亡,还会对植物系和地上部分氧化氢等酶产生影响。另一方面,如果土壤环境受到污会影响农副产品的品质,使食物链受到污染而引起对人类健康的危害。所土壤重属污染及其控制
随着界口的快速长,土地这一人类赖以生存的源承受着越来越大的压力。由于工业生产规和乡镇城市化的速发展,同因受到工三废和农用化学品的污染,在我国有相当数农田的土壤质量日趋下降。根据1998年计资料表明,1980年全国受三废污的农田面积267万hm?,1988年670万hm?,1998年达2000万hm?,约占耕地总面积的1?5 ,造成的经济损失达2 000亿元,其中由于重金属污染而起的粮减产达1 000万t?年。西方发达国其他发展国家也在类似的题2J土壤污往往具有危害性大和持续时长的特点 如何采用有救措施对污染土壤进行治理已引起全球的广泛关注。随着该领域研究的不断人及对其人力度的不断加大,土
土壤的重金属污染主要有以下途:含金属污水的农田灌溉,市污泥的农业利用,肥的使用,开矿冶炼引起的重金属污染等。土壤的有害金属污染不仅使土壤肥力退,使作物产量品质降低,而且恶化水环境,并通过食物链严重地威胁人类和动植物的命健康。随着我国人的断增加和对食需求量续上,改良并恢汞、锌、铅、镉、镍、铜金属污染土壤的生产力,已成为我国农业可持续发展和生环境
汞是危害植物生长的有毒素。在土壤中如果汞的含量过量,不能在植物体内残留,而且会对植物的生长发育产生明显的危害。汞能破植物叶片的叶绿素结构。由于叶片受到严伤害,可能使其生长缓,株矮小,根系受制,造成生障碍,降低产量。
重金属污染物会在中富集,对于其上的植物产生危害。但植物体内的重金属含量往往与土壤中重金的总量并不相关。因此,科学们对土壤金属的形了多种分类方。如,换态)碳酸盐合态)铁猛氧化物结合)有机
1.3.1汞
汞在自然界的含量很,岩石圈中汞的含量约为0.1 mg/Kg。土壤中汞的含量为0.01~0.3 mg/Kg,平均为0.03 mg/Kg。由于土壤的土矿物和有对汞的强烈吸附用,汞进土壤后,95%上能被土壤迅速吸附或固定,因此
土壤中的粘土矿物带负电荷,可以吸收以阳离子形态存在的汞,而以阴离子形态存在的汞也能被粘土矿物吸。不同的粘土矿物对汞的吸附能存在着差异,并且受PH因素的影响。究为粘矿物对汞的吸
腐殖质固定汞的能粘土矿物大的多。腐殖质是一些含有方向结构的化合物,,通过含酚羟基、羧基、羟基醌、烯醇基、磺酸基、氨、醌基、甲基等反基的作用,汞腐殖质螯或吸附,一般说,土壤腐殖质含量越高,土
植物对汞的吸收主要是通过根来的。很多情况下,汞化物在土壤中先转化为金汞或者甲基汞后才能被植物吸收。植物吸收和积累汞与汞的形态有关,其顺序为:氧化甲基汞,氧化乙基汞,醋酸苯汞,氧化汞,硫化汞。从这个顺可以看出,挥性、溶解度大的汞合容易被植物收。汞在各部的分布一般根,、叶,种子。这趋势是由于汞被植物吸收后,常与根上的蛋白质反应沉积
1.3.2汞在水以生
汞从污染源排入到天体,可立即与水体中的各种物质发生相互作用,这些物质包括溶解在水中的各种离子、分子和络配位体,悬浮在水中的有机物与无颗粒物,沉积物以水生物。由于以上质汞表出一定的亲和力,因而他们的相互做用决定了汞在水体
天然水体是由固相、水相、生相组成的
2+++2-m存在形态。在水相中,汞以Hg、Hg(OH)、 CHHg、CHHg(OH)、CHHgCl、CHHg m33365
+0为主要形态。在固相中,以Hg、Hg、HgS、CHHg(SR)、(CHHg)S为主要形态。332
2++在生物相中以Hg、CHHg、CHHgCH为主形。它
变化。
天然水体中除了溶解态离子汞,还存在络合态
--机态配位体Cl、OH对汞有络合用,络合物的成为汞
天然水体中还存在有或或少的有机物,它们包含的胺基、羧基等官能团都能与汞结合,形成稳定的有机络合物。水体中的悬物和地质对对汞也有强烈的媳妇作用,水中的悬能大量摄取解汞,从而束缚了的由活动力,当地质因素者环境化学因素改变而导致悬浮物沉
2+2+同时地质物中的化学物质也同样媳妇水中的Hg,若Hg被沉积物吸附固定,水中汞也向积物中转移。因此,在直接受污染的水体,即使质已达到,几甚至几千ppm的含量,水相的含汞量仍然很低,仅有
水体中汞的生物态迁移的量是有限,但由于在微生物的参与,沉积在水中的无机汞能变成剧毒的甲基汞,并且沉积物中生物合成的甲基汞能连续不断的释放到水体中。由于甲基汞具有强的亲脂力,因为水中低量的甲基汞能被水生生物吸收,通过生物的放大用胁人类的健康与全。此,汞的生态迁移过,实际主要是甲基的迁移累计过程,这与机汞在气、水中的迁移完全不同,它是一种危害人体健康与胁人
1.3.3植物对汞吸收
有资料证明,稻生长的“米汞”“土汞”之间生物吸收富集数为0.01。土壤中汞其化合物可以通过离子交换与植物的根蛋白进行结合,发生凝固反应。汞在作物不部位的累积顺序:根>叶>茎>种子。不同作物对汞的吸收和积累能力是不的,在粮食作物的序为:水稻>玉米>高>小麦。不土壤中汞的允许是有差别的,如酸性壤为0.5 ppm,石灰性土壤为1.5 ppm。如果土壤中的汞超过此值,就可能
1.4研究汞对植生长
表8: 汞在
级别 一级 二级 三级
土壤pH 自然背景 6.5 6.5~7.5 ,7.5 ,6.5
0.15 0.30 0.50 1.0 1.5 汞?
一级标准 为保护区域自然生态,维持自然景的土
二级标准 为保障农业生,维护
三级标准 为保障农林业产和植
1.4.1 Hg的危害特点研究
?汞对植物生长发的影
植物能直接通过根系吸收汞。很多情况下,汞化合物可能是在土壤中先转为金属汞或甲基汞后才被植物吸收。许多实验证明,植物根部容易吸收金属汞。SMAR认为植物从土壤中吸收的无机汞很少,但却吸收有机汞,质则较难被植吸利用。植吸收汞的条径是通过片吸收,叶片的气孔有收和排泄汞的能力。其中有机汞不仅可由喷药的面转
[61]从木质部、韧皮部输到体内,逐渐
汞是危害植物生长的元素。土中汞含量过高,不但能在植物体内累积,还对植物产生毒害。通常有机汞和无机汞化合物以及汞蒸气,都会引起植物汞中毒。植受汞蒸气毒害的症状是叶、茎、花瓣、花梗和蕾的花冠变成色黑色,严重时起子和幼蕾落。受汞污的豆类植和薄荷的叶子及茎会显暗色的斑点,并逐渐变黑,最后枯萎和过早落叶,而且
?汞对人体健康
人体消化道、吸道和皮肤三种途径吸收其化合物。一般有机汞化合物,有95,以上易被肠道吸收。于无机来说,离子型和金属型在肠道的吸收均低,其平均率仅为7,。属汞主要汞蒸汽经呼吸道吸入人体。汞蒸经肺泡吸收的量很高,泡吸收的汞占吸入汞量的75—85,。由于汞在金属中是属于脂溶性的,通过皮肤可达到某种程的吸而呈现毒性。汞化合物侵人体,被血液吸收后可速弥散到全身器。人体汞具有一定的毒和排毒能,血液和组织中蛋白质巯基可与汞迅速结合,并逐渐将汞集中到人体具有解毒功能的肝脏和肾脏,它们一排汞,面将汞暂时蓄积起
增加,内蓄积的汞也增加。在肾脏内蓄积的汞占体内总负荷的70%-85%,以肾质的含汞量最高。当重复触汞后,内金属硫蛋白与汞结合而耗竭时,就会引起肾脏损害,排汞的能力随之低。汞的性以有机汞化合物的毒性最大。甲汞的毒性多为是甲基汞入有机体,与-SH基集而形成硫醇盐,使一系列的-SH基酶的活性受到抑制,从而破坏了细胞的基本功和代,破坏了肝细胞的解毒作用,中断肝脏的解毒过程,害了肝脏合成蛋质功能和它的功能。另一方,甲基汞能细胞膜的通透性发生变化,导致细胞坏死,肾功能衰竭。甚至还引起神经系统的损害。此外,甲基汞会对胎儿产生较的毒性。 1.4.2研究植
植物修复是利用特定植物系吸收一种或几种重金属元素,并将其移、贮存到植物茎叶,然后收割茎叶,从而达到去除土壤重金属元素的的。植物挥发是指植物将其吸收与积累的金属元素转可挥发的形,挥发出植物的表,从可以对壤进行有效的修复,
不同植种汞具有不同的耐性 Estes等人报告, 生在455 ppm汞浓土上的欧剪股颖,其叶片中富汞达1.68 ppm时,植物体尚未显著害。温室内水培一甜茅植物, 发现叶片在大于100 ppm时才开始出现缺绿症状。植物对汞的高耐受性同汞在植物体内的存在态其分布有关。汞在植物体内县有两种结合性质。中大部分汞与细胞织紧密结合状态,不受乙醇或盐酸处理影响,而其余少部分汞可被水或盐酸除去在植细胞内, 无机汞的合还比有机汞牢固。细胞分分离结果证明, 物体内大部分汞是与细胞壁相结合的。苯汞乙酸与线粒体碎片的结台量高于无机,这种细胞内汞分上的差异可能是无机汞与苯汞乙酸对植物现程度毒性重要原因。Spurr等人根据细胞核处结合有大的研究进一步推测细胞核可能也是消除毒的部位之一。植物不同的代谢特影汞的耐性。信等人提出, 大米草对汞的高受性与其本身所具有的盐代谢等耐盐特征有关。大米草体内富含的阳离对汞的拮抗作用可以部分地消减汞对植物体的毒害。着汞害浓度增加,不仅植物体内过氧化物同工酶、抗坏血酸氧代酶活有所提高, 而且,水稻根系酶同工酶酶带数目l~5 ppm HgCl 浓度内多。此外,植物还可以通过形成
酸来消除所
所种植物:
(1)日
特征特性:该品种叶片肥,质嫩,风味好。种子无刺,株高30-60厘米,半直立,嫩绿。叶片呈长椭圆形,先端钝圆,平均叶片26厘米,叶宽13厘米左右,叶柄长13厘米。收获为13-16叶,单株重100-300亩产2000-2500斤左右。所种品种抗病)耐热)耐冬贮抽苔
种子质量:(执行标准:GB16715.2-1999)
纯度,95%;净度,98%;芽率,86%以上;水份,7%
(2)上海四季青
特性为证:本品植株矮箕直立,叶片绿色,椭圆形,抗病较强,耐肥,耐寒,种优,纤维少,水份多食较酥。单株重250克左右,亩产3000-3500公斤左右,全生育
栽培要点:全国各地春夏秋均可种,撒播条播可,管
种子质量:(执行标准:GB16715.5-1999)
纯度?95.0%,净度?98.0%,
(3)四
特征特性: 尖叶品种,可播种期长。叶片长披针形,色泽淡绿,长势强健,抗病性强。质地脆嫩,清香。单株可达0.3公斤,产可达4000公斤。以“质脆鲜嫩,香浓郁”受消费者喜爱,并以周期短,见效快被越来越
栽培要点: 宜四级栽培,育苗移栽苗载30天左右。适期定植,栽行株距20×20厘,因生快,应强肥水理。同时需提前
种子质量及有关证号: 纯度?90%,度?95%,芽?85%,
2.1实
2.1.1
?电子精密天平 AL204-1C型 梅特勒-托利多仪器(上海)
中国有限公司
?原子荧光光谱仪 XDY-1011A 廊坊物探所 中国
?恒温震荡箱 THZ-82 国华有限公司 中国
?电感耦合等离子质谱仪 X系列 美国电
?HgCl(0.1g/L,1.0mg/L) 优
?汞(CHCOO) (100g/L,10g/L) 优级纯 32
?浓硝酸 优级纯
2.2实验材料
2.2.1植物材料
青菜:适合壤土或砂壤土,适于粘壤,略
值6-7;
菠菜:适合壤土
油麦菜:适合壤土砂壤
喇叭花:适合壤土砂壤
2.2.2
选用取自陕西省潼关小金矿附近的褐土,在当地分别取距地30cm(T-30)、50cm(T-50)、70cm(T-70)、90cm(T-90)的土壤,剔除杂,用木棒将研细,过40筛,风干,备用。该的PH分别为(土:水为1:5),8.17(土:水为1:3);Hg含
花盆:形状见右图。高11cm,上边长15cm,下边
(1)供试土壤:供土壤取自小秦岭寺低村相对洁净的土壤耕作层(0-20cm)土壤,该表层土壤剖面呈棕色,粒状结构,疏松,有瓦片侵入体,强灰反应。样风干,剔除杂,用木棒大块研细,过60目筛备用。供试土壤的基本理化
(3)实验仪器:
主要实验
仪器和设备 规格型号 产地
原子荧光光谱仪 XDY-1011A 廊坊物探所
电子精密天平 AL204-1C型 梅特勒-托利多仪器有限公
司(上海 )
恒温震荡箱 THZ-82 国华有限公司
实验中还有各种常规玻璃仪器,而且所有玻璃器皿均使用水
2.2.3土壤对Hg的吸附
采用振荡平衡法进行吸附,将上述准备好的土样称取10g置于250mL三角瓶中,添加100mL 配置的不同浓度的Hg处理溶液,制一系列不同浓度的悬浊液,用康氏震荡器室温(24?)震荡3h,过去最初的液20mL,余滤液用测定Hg含量。Hg用XDY-1011A原子荧光光谱仪在长安
计算方法
在实验过程中,土壤吸附达到平状态时,土对重金
算方法为:
S =(C,C)×V /m 00
吸附率(%)= S× m×100 /(C× V) 00
式中:S:土对汞的吸附量(mg/kg);C:土壤溶液中的汞平衡浓(mg/L);C:壤中的溶液添浓度(mg/L);V:添
供试土样的
2.3试验方法
2.3.1 青菜、菜以
实验浓度设置
在本论文的实验中,采集的土为?类土壤(主要
菜园、果园、牧场等土壤,土壤量基本上植物和
类土壤执行的是环境质量二级标(为保障
值)。所以本实验污染液度的配置
(GB15618-1995)中的二级标
单独处理的
Hg(mg/L):2.0、5.0、10.0、20.0、50.0,以Hg计;
2.3.2 植物的生长情况、出芽况、生长高度 青的
T-30
Hg4月144月18421加入
0 2.5 3.0 3.5 4.5
2 2.5 3.0 3.8 4.5
5 2.5 3.0 4.0 4.6
10 2.8 3.5 4.0 5.0
20 2.8 3.5 4.5 5.5
50 1.5 2.5 3.5 3.8 T-50
Hg4月144月18421加入
0 3.0 3.5 4.0 5.5
2 3.0 3.5 4.0 5.5
5 3.5 4.0 4.5 6.0
10 3.0 3.8 4.5 6.5
20 4.0 4.5 5.0 6.5
50 4.0 4.5 5.0 6.0 T-90
Hg4月144月18421加入
0 2.0 2.5 4.0 6.0
2 3.0 3.5 4.5 7.0
5 3.5 4.0 5.0 6.0
10 2.8 3.5 4.5 5.5
20 3.0 4.0 5.5 6.5
50 2.5 3.0 5.0 6.0
青菜的出芽
T-30
Hg4月144月18421加入
0 18 21 21 21
2 22 28 28 28
5 27 33 33 33
10 25 28 28 28
20 9 11 11 11
50 13 22 22 22 T-50
Hg4月144月18421加入
0 25 30 30 30
2 22 26 26 26
5 31 38 38 38
10 23 34 34 34
20 25 36 36 36
50 28 34 34 34 T-90
Hg4月144月18421加入
0 23 29 29 29
2 9 29 29 29
5 20 30 30 30
10 12 27 27 27
20 10 24 24 24
50 18 25 25 25
菠菜的生长高度
T-30
Hg4月14H月18421加入
0 1.0 1.5 2.5 3.5
2 1.0 2.0 2.5 4.5
5 0.5 1.5 2.5 3.5
10 1.0 2.0 2.5 3.5
20 1.0 2.0 2.5 4.5
50 0.5 1.5 1.5 1.5 T-50
Hg4月144月18421加
0 1.0 1.5 2.5 4.5
2 1.5 2.0 3.0 5.5
5 1.0 1.5 2.0 5.5
10 1.5 2.5 3.5 6.0
20 1.0 1.5 2.5 5.0
50 1.0 1.5 2.5 3.5 T-70
Hg4月144月18421加入
0 1.0 2.0 3.5 4.5
2 1.0 2.0 3.5 6.0
5 1.5 2.5 4.0 5.5
10 1.5 2.5 3.5 5.5
20 1.0 2.0 3.5 5.5
50 1.0 2.5 3.5 4.0
菠菜的出芽
T-30
Hg4月144月18421加入
0 0 0 6 11
2 0 4 2 10
5 0 0 4 12
10 0 0 4 13
20 0 1 4 11
50 0 1 0 6 T-50
Hg4月144月18421加入
0 0 2 8 11
2 0 5 8 12
5 10 18 11 18
10 2 14 10 16
20 3 7 10 14
50 1 4 6 10 T-70
Hg4月144月18421加入
0 0 8 11 11
2 4 9 14 14
5 0 5 9 9
10 0 6 8 8
20 1 8 10 10
50 1 7 9 9
油麦菜的生长高
T-70
Hg4月144月18421加入
0 1.0 2.0 3.5 4.5
2 1.0 1.5 2.0 4.0
5 0.5 2.0 3.0 4.5
10 1.0 1.5 2.5 4.5
20 1.0 1.5 2.5 3.5
50 0.5 1.5 2.0 3.0 T-90
Hg4月144月18421加入
0 0.5 1.0 2.0 5.0
2 1.0 1.5 2.0 4.0
5 1.0 1.5 2.5 4.0
10 1.5 2.0 2.5 4.0
20 0.5 1.0 3.0 3.5
50 0.5 1.5 2.5 3.5
油麦菜的出
T-70
Hg4月144月18421加入
0 10 15 19 19
2 11 19 21 21
5 19 36 36 36
10 13 29 30 30
20 13 33 33 33
50 12 24 25 25 T-90
Hg4月144月18421加入
0 18 28 32 32
2 36 47 48 48
5 35 47 47 47
10 33 37 37 37
20 34 52 55 55
50 31 55 59 59
2.4叶
叶绿:分光光度法,用乙醇提取。取新鲜植物叶(或其它绿色组织)或干材料,擦净组织面污物,去除中脉剪碎。称剪碎的鲜样品1g,放入研钵中,加少量石英砂碳酸钙粉及3mL95,乙醇,研成均浆,再加乙醇10mL,继续研磨至组变白。静置3,5min。取滤纸1张置漏斗中,乙醇湿润,沿玻棒把提取液倒入漏斗,滤液流至50mL 棕色容量瓶中;用少量乙冲洗钵、研棒及残渣数次,最后同残一起倒入漏斗中。滴管吸取乙醇,将上的叶体色素全部洗入容瓶中。直至纸和残渣中无绿色为止。后用乙醇定容至50mL,摇匀。取叶绿体色素提取液在波长665nm和645nm下测吸光度,95,乙醇为空白
叶绿素a(mg/kg)=(12.71×Aa-2.59×Ab) ×V×稀释倍数/1.0(称样量)
叶绿素b(mg/kg)=(22.88×Ab-4.67× Aa)×V×稀释倍数/1.0(称样量)
叶绿素总量=叶绿素a+叶素b,其V为
叶绿素测出数据:(对菜茎叶
青菜 称重 665 645 叶绿叶绿总量
素a 素b T-30 对0时稀释0.801 0.318 0.832 0.314 1.146
5倍
0 2.8115 2.000 1.414 0.387 0.409
2 3.0896 1.952 1.056 0.357 0.243 0.601
5 4.7205 1.929 0.981 0.233 0.142 0.375
10 1.1579 1.208 0.471 0.610 0.222 0.832
20 1.1905 1.473 0.576 0.724 0.265 0.988
50 1.195 1.109 0.432 0.543 0.197 0.740
T-50 0 1.011 1.263 0.507 0.729 0.282 1.011
2 1.1328 1.394 0.555 0.719 0.273 0.992
5 1.1216 1.492 0.589 0.777 0.290 1.068
10 1.1948 1.61 0.648 0.786 0.306 1.092
20 1.4369 1.763 0.764 0.711 0.322 1.033
50 1.2128 1.605 0.675 0.769 0.328 1.097 T-90
0 1.056 1.143 0.455 0.632 0.240 0.872
2 1.0809 1.139 0.433 0.618 0.212 0.830
5 0.9722 1.466 0.587 0.880 0.339 1.219
10 1.0019 1.245 0.483 0.727 0.261 0.989
20 1.1675 1.516 0.6 0.759 0.285 1.043
50 1.0211 1.469 0.579 0.841 0.313 1.154 第三
土壤中汞污染是一不可逆的过程,汞在土壤中的停滞时间过长,植物或微生物不能降解,在作物可食部分积累后可通过食链传递给人动物,威胁人类健康。我们可以利用植物对的吸收富集作用,达到降低土
3.1 试
本次试验采用实验室内盆,所用土壤为小秦岭所采,且分别取距离面矿渣30cm,50cm,70cm以及90cm的土壤。取30cm壤在经过直径5mm的筛网筛选后,取筛颗粒均匀土6个花盆中,土壤重量均为1Kg。同法再分对50)70)90
表,加入汞的量
编号 1 2 3 4 5 6 加
加入汞以后,其与土壤混合均匀,然后将蔬菜的种子分别加入其,并浇水以保证其正常生。将花放于实室内,每天定
3.2实验结果:
青菜水份含量:
青菜水分 空盒 重
0 14.2403 0
2 15.7952 1.0078 15.8623 0.933419 93.34
5 15.6067 1.846 15.7309 0.932719 93.27
10 14.8222 2.331 14.9916 0.927327 92.73
20 13.9418 2.0216 14.0852 0.929066 92.91
50 13.7786 1.9333 13.9124 0.930792 93.08
从4月10号开始种植到H27号收割测量,各植物生长变化如前表示。在第20天将各植物叶用剪刀剪下,洗净泥土,用滤纸吸干表面水分,后用电子天平测量其重量,称量结果如表所。称取若干比管中,然后别其中加入10毫升酸解,24时后,水浴消解6小
Hg标准曲线的配置:分别取5个容量瓶并贴上标签,向其中加入20%HNO,3分别加入氧化剂防止Hg发。再向其中分别加入0.1μg/ml的Hg标准0.1)0.5)1.0)2.0)5.0ml,
使用仪器:
称量结果:
测量条件:汞的伏负高
炉温:138?,辅助电流:0;
0.1μg/ml
汞的标准:(mg?L)
含量 0 0.001 0.002 0.005
荧光值 0 122 221 590
荧光值 0 143 281 570
汞的标准曲线
700
600
500
400荧光值
荧光值300荧光值
200
100
0
00.0010.0020.005
汞含量
测试结果:
青菜 样重g A T3o 0 1.1205 243 2.10E-02 0.303
2 1.401 630 4.36E-02 0.633
5 2.1722 5*463 1.03E-01 1.49
10 2.3876 10*699 2.84E-01 4.12
20 2.5156 20*729 5.61E-01 5.64E-01 8.14
50 2.3131 100*423 7.09E-02 1.77E+00 25.54 T50 0 2.3548 431 1.77E-02 0.252
2 3.1443 854 2.63E-02 0.381
5 2.4622 5*211 4.15E-02 0.599
10 2.409 10*113 4.54E-02 0.655
20 2.4198 10*196 7.85E-02 8.09E-02 1.17
50 2.3693 100*125 5.11E-01 5.14E-01 7.42 T90 0 2.4872 203 7.91E-03 0.114
2 2.3117 384 1.61E-02 0.232
5 2.5577 5*239 4.53E-02 0.654
10 2.3799 10*127 5.17E-02 0.746
20 2.6025 10*619 -61 2.30E-01 2.33E-01 3.36
50 2.3931 20*1190 9.63E-01 9.66E-01 13.94 油麦菜 T70 0 0.9414 157 1.62E-02 0.234
2 0.8873 469 5.12E-02 0.739
5 1.9428 5*191 4.76E-02 0.687
10 2.1017 10*168 7.74E-02 1.12
20 1.2301 20*409 6.44E-01 6.49E-01 9.37
50 1.5877 50*267 8.15E-01 8.18E-01 11.76 T90 0 2.1887 273 1.21E-02 0.175
2 1.3655 795 5.64E-02 0.814
5 2.4301 5*216 4.31E-02 0.622
10 0.9674 10*138 1.38E-01 1.99
20 0.9906 20*102 2.00E-01 2.05E-01 2.96
50 0.7332 20*390 1.03E+00 1.04E+00 15 喇叭花 叶0 4.4017 222 4.89E-03 0.0706
5 3.8718 5*346 4.33E-02 0.625
10 3.9809 5*374 4.55E-02 0.657
20 4.2605 5*821 9.33E-02 9.47E-02 1.36
50 4.193 10*1659 3.83E-01 3.85E-01 5.56
灰灰菜 3.1403 10*1874 5.78E-01 8.34 对照 2.5682 157 5.92E-03 0.085
T30菠菜 2.5264 541 2.07E-02 0.299
0
2 1.568 1086 6.71E-02 0.968
5 0.8135 5*46 2.74E-02 0.395
10 0.7763 10*283 3.53E-01 5.09
20 0.455 20*225 9.58E-01 9.71E-01 14.01
50 0.2303 20*471 3.96E+00 3.99E+00 57.58
T50 0 1.226 210 1.66E-02 0.24
2 1.2276 819 6.46E-02 0.932
5 2.2529 5*217 4.67E-02 0.674
10 1.8609 10*207 1.08E-01 1.56
20 0.8896 20*291 6.34E-01 6.41E-01 9.25
50 0.4839 20*223 8.93E-01 9.05E-01 13.06
T70 0 2.4957 523 2.03E-02 0.293
2 2.5807 1641 6.16E-02 0.889
5 1.9442 5*124 3.09E-02 0.446
10 0.632 10*75 1.15E-01 1.66
20 0.5934 10*530 8.65E-01 8.75E-01 12.63
50 0.7187 20*474 1.28E+00 1.29E+00 18.61
喇叭花 花 0 1.9758 8 3.92E-04 0.005
5 2.3264 82*5 1122 1.71E-02 4.67E-02 0.674
10 2.6616 5*125 1132 2.27E-02 4.12E-02 0.595
20 2.4905 5*37 1077 7.20E-03 4.19E-02 0.605
50 1.5095 5*84 1457 2.70E-02 9.35E-02 1.35
第四章
4.1对部分
重金染土壤的物修复(Pyhtoreraetiation)是指通过植物系统其根系移去、挥发或稳定土环境中重金属污染物,或降低污染物中的重金属毒性,以期达到清除污染、复或治土壤为目的的一种技术。对重金属染土壤的修复方法如下:其一是用机械理添埋方;其二是使用一些物理的和化学的常规方法。这两种法可实现程度差,而且成高,果不理想。其三是生物学复(Bioremediafion)改良,该法主是利用微生物和物对重金污染的土壤进行修复关于生物方面的研究是借鉴微生物对土壤有机污染物修复方法,如对残留在土壤中的除草剂、杀虫剂降解,利用微生物处
是显著的 但生物并不能把重金属污染土壤中的金属元素从土壤中分离来,目前这一领域究的内主要集在用特种壤微生物作指示,用以评价土壤重金属
超积物(Hyperaccuraulator)是指对重金属元素的吸收量超过一植物100倍以上的植物。据积累属元素的种类,可以把超积累植物分为Cu超积累植物、Mn超积累物、Pb超积累植物、Cr超积累植物、Zn超积累植物等。超积累物多为十字花的庭荠属物(主要积累Ni)和遏蓝菜属植物 (主要积累Zn)。超积累植物的主要特是,物必须有高的忍耐重金属害的力 植物必须有很的重金属吸收和的能力,其在接近土壤重属含量水下,植株仍有较高的吸收率。一般超积累植物体内某一金属元素含量应大于一定标准,必须有较高的运输重金属能力。物吸收的金属元素大
通过本实验可以看在,在实置的各浓度下,各青菜均能正常的生长,明青菜对汞有较高的耐受性,同时青菜各部分对汞的富集系数又都比较高,其本身属于各地普遍种植的植物,生长周期短,如果过进一步的究技术处理,可将菜改良为的超积物。汞污染为严重的区域,可以利种植青菜进行植物修复。使土壤达到与其使用类的
表8: 汞在土
级别 一级 二级 三级
土壤pH 自然背景 6.5 6.5~7.5 ,7.5 ,6.5
0.15 0.30 0.50 1.0 1.5 汞?
一级标准 为保护区域自然生态,维持自然景的土
二级标准 为保障农业生,维护
三级标准 为保障农林业生产和植物正常长的土壤临界
自从工业革命以来,环境中汞度水平有了相当大的增长。直到20世纪80代初,汞问题开始引起广泛关注。目前,欧洲与北美地区的人为汞排放量已经有所降。以欧洲为例,人为永排放量已从1980年的860吨减少2000年的240左右。这方面是由汞排放采取相应的对性措施,另方面还由于在控制其他大气污染物排放,尤其是二化硫
但是,在世界其地区,随着日益增长的能源需求及工业生产规模,大气汞排量仍在不断增加,并尤以亚为甚。前亚洲的排放量已超过全球放总量的一半,雄踞全
以环保方式处理汞价非常昂贵。瑞典环境保护署已计算出处理汞的最终成本,为每公斤16美元,不包括收集和交通费。美国环保护署估,处理从炉排出的汞的本达每斤10000元 。因此,防止汞污染的最
面对日趋严峻的汞污染形势,结合我国情,我认为我国汞染
4.2.1 加强燃汞污染
煤燃烧是大气汞最主要的,而汞一旦进入大气将难以治理,最效的措施就是尽可能地减少汞的排放。我国的资源状况决定了以煤为主能源结构模式很难改变,因此在提高能源用率、调整结构的同时,理煤汞污染的最得施加强燃前和燃烧后的脱汞
究表明,采用一种新煤技术,能同时去除矿物相汞和有机相汞,去除率为40,,82,,燃烧后采用布袋除尘,对烟气中汞的脱除率可达58,。我国这方面研究尚处步阶段,政府应持、鼓励业和科研院所加相关领域的研究,为治理燃煤所致
4.2.2 削减工
目前,国多数汞行业已有替代产品或,如无汞电池、合成树脂材料、子式或液晶式体温计及力表、氖-氙无汞日光灯等 ,政府应运用法律和行政管理手段限制含汞产品的销售和使用,通过环境标志证等加强无汞产品的场推广力度。暂无替代技术的,有些有相当的减量空间。如不同的电石生产PVC企业之间,用量低的为1.2 g/t,高为2.0 g/t,可通过清产审核,强制性淘汰落工艺,减用汞量 引。加大环执法力度,严格限制含汞三废的排放。制定优惠政策,鼓励涉汞企业回收含废弃物环生产,最大程
4.2.3 加强宣传
同许多棘手环境问题一,汞污染的防治有赖于每个社会成员的积极支持与参与。因此,我们应加强汞污染危害的宣传教育和减汞污染知识的普及,使人们认识到解汞污染问必要性及紧性,引导消费者自觉买色无汞品,分类投弃垃,节约能源,科学消费,通过自身日常
汞污染对植物品质指标的影响
第41卷第12期
2007年12月
浙
江大
学学
报(工学版)
V01.4lNO.12
JournalofZhejiangUniversity(EngineeringScience)
Dec.2007
汞
孙
(1.环修复与生健康教育部重点实验,浙江大学环境与资源学院,浙江杭州310029;2.国林院亚热带林业究所,浙江富阳311400;3.浙江柑橘究,
摘要:通过盆栽试验,究了黄红壤和青紫泥上种植的白菜对不同质量分数汞的累积程度及其
的变化,如生物量、叶绿质量分数,以及在可食部的累积、可溶性糖、Vc和纤维素质量分数.
的形式加入,加入的质分数分别设置为0、0.25×10一、0.50×10~、1.00×10~、1.50×lo一、2.Oo×10一、3.oo×10一、6.00×10“共8个添水平.结果表明,白菜生物量和叶素质量在黄红壤中
但在青紫泥规律不显;白菜可食部汞的累积土壤全汞、有效汞质量分数有显著的相关性;可溶性糖质量摩尔浓随土壤质量分数的增而增加,vc质量分明显减小,两者都显示了较明显受
关键:汞;污染;植物;品质;重金属性;生物预警指标中图分
文献标识码:A
文章
Effectsofmercury
SUNChun—yanl2,SHI
(1.School
on
qualitiesofplant
Xue—gen3,WEIYou—zhan91,YANGXiao—e1,JINGYan—del
ofNaturalResourcesandEnvironmentSciences,MinistryofEducationKeyLaboratoryofEnvironment
Health,ZhejiangUniversity,Hangzhou310029,China;2.ResearchInstituteofSubtropical
RemediationandEcosystemForestry,ChineseAcademy
oJ’Forestry,Fuyang311400,China;3.ZhejiangCitrusInstitute,Huangyan318020,China)
Abstract:Potexperimentswerecarried
out
withcabbage(Brassica.campestrisssp.chinensisL.)tostudy
as
theeffectsofmercury(Hg)ontheirphysiologicalindicesandqualities,suchcontent,Hgaccumulationinediblepartcellulose.Hgwasapplied
as
biomass,chlorophyll(chl)
ofcabbage,and
at
contents
ofsolublesugar,vitamineC(Vc)and
mercurychloride
eight
differentlevelsintwodifferentsoils.Theresults
content
showedthatthecabbagebiomassandchlorophyllincreaseinsoil1otherthanin、soil2.Hgcabbageshootshassignificantrelationshipswithtionshipswere
not
contents
inthe
oftotalandavailableHginsoils,buttherela—
content
Onlylinear.Furthermore,soluble
a
sugar
shows
a
positivecorrelationwiththree
are
formsofHginbothsoils,butVcshowedadversitystress.SosolublesugarandVccabbagesystem.
negativecorrelation,indicatingthatcabbagesbeconsidered
as
encountering
can
indicators
to
Hgcontaminationinsoil—Hg—
Keywords:mercury;pollution;cabbage;quality;metaltoxicity;bioindicator
随着农业的发展和人类活动的加剧,汞
700
质量数与背景值相比较明显增高,有的甚至高出数百
汞环境及生物的危害是显著的.一
t.大气、水
体、土壤以及生物都相应的遭到不同程度的
收稿日:2007—07—19.浙江大学学报(工学版)网
基金目:国家“973”重点基础研究发展
作者简:孙春燕(1983一),女,山东东营人,硕士,从事植物修复资
通讯
万方数据
浙
江大
学学报(工学版)
第4l卷
度的汞可以引起植物芽率降低、光合作用减、生很少见.本实验着重研究在较低污染水平下,富集受抑制、品质变差甚至中毒死亡等[2J.同时,对人重金属能力较强小白菜生理和品质的变化、对汞体的免疫力、神经系统、生殖系统等造伤害,严重的富程度以及壤和植物对汞污染的预警标者则导致死亡;一方面,汞是具很强的物毒性等,旨在为该区域一般大田汞污染水平下的叶类的环境染物,其流性、发和高累积性,使其产、环境质量评价提
在各境介质间发生稀扩散、迁移传输和转化富集,对生态系统及人体健康存在着潜在
1材料与方法
’目前于汞污染的分布、污染程度、汞在人体、动植物的富集/分布规律及高剂量的汞对动
的毒害作研究较深[4],但对于农田汞污染水1.1.1供试土壤供试土壤样品共2个,均采自平下产品对汞的富程度以及该汞质量分数水平江省,是该省的主土类
对产品的生理生化、营养品质的影响等
O~20cm,采样地点和土壤性质
表1供试土壤基本性质
Tab.1
Propertiesoftested
soils
1.1.2
供试作物
小
1.3分析方法
L.),商品名为西子绿,由杭州市
1.3.1
土壤的测定
土
良种司提供.提,浴消煮,原子荧光法,仪
作条件:高压270V、灯电流30mA、载气流量300试验于2006年上半年玻璃室里进行.
土
X
10一、
8
mm、读数时间10S、延迟时间1S、读
0.50×10
6、1.OO×10一6、1.50×10一6、2.OO×10—6、
Peak.Area[53;有效汞采用0.1mol/L的盐酸浸提,3.00×10一、6.00×10
,
原子光测定,仪器条同上;土壤pH、有机质、全全W(Hg)(表2),然后用体积
N、效P、阳离子交换量CEC,均按
cm)盛过2mm筛的该风干土,
分析法L6j.
每盆2kg,同时每施2g尿素和2g磷酸二1.3.2植物的测定蔬菜中汞的
钾,与
机排.40d后收获,鲜样测定生量、Vc、可溶性号:
500
A;工作条件:采样深度为3.61
糖和
部汞的质量分数.
0.60
L/min、雾化气流量为0.92L/rain、分析压力
表2
白
为2.6×10~Pa、扩散压力为180Pa、
Tab.2
Contentoftotalmercuryinsoilsbeforeseedingcab—2.68×10_5
Pa、功率为l
390
W、数据采集方式为跳
bage
峰;Vc的测定用2—6二氯酚酚滴定法[71;纤维素用酸碱洗涤法可溶糖
本
crosoftExcel
2000和DPS(V3.01)软
2结果与分析
2.1汞对小白菜生物量的影响
随处理水平的增加,黄红壤上生长
万
方
第12期
孙
的根和地上部重呈增加趋势,各对照增加了物的生长有刺激作用的现象在铝镉中也有发73%、67%,在最大处理水平时达最高,其中根重在现[9].本试验研究发现,硼(叶绿素)在土壤低训(Hg)处理水平1.50×10“时已经对照达显著水平,有一定的增加现象,在土壤中添加叫(Hg)一20×在6.oo×10叫时与对照极显著水平(
106时较对照增加16%,后逐渐减小(表5).有这表3不同汞处理水平下小白菜单
些表
VariationofcabbagebiomasswithHgtreatments
的性,提高土壤养分状况,促进植物的生长,相
的物训(叶绿素)就会增加;而当叫(Hg)
w(Hg)/
青紫泥
根重/叶重/
根重/
叶重/
10—6
加
(g?盆-1)
(g?盆一1)
(g?盆一1)
硼(绿素)降低的现象[1….还
0.89abAB56.72aA√L
45.15abAB0.90abAB
48.06abAB汞可改变细胞质膜的透性,使更多的
物
L47.56abAB0.97aA35.55bcB
2.2
土壤全、有效汞质量分与小白菜叶中汞L49.62abAB0.73cC31.70cC质
L41.68bB
0.82bB
48.09abAB
2.2.1土壤全汞与有效汞质量分数的
L53.17aA0.92abB
49.25abAB
论红壤还是青紫泥,随着土壤全汞在土壤
一
54.01aA
0.72cC
43.18bB
分数的增加,有效W(Hg)均呈线性增加(黄红注:1)小写字母不同表示两者差异达显著水平P土壤有效汞>土壤总汞,说明Vc对叶片中的汞反应敏感,能是因为叶片中的参与到Vc合成过程中,与合成Vc的各种酶或其他物结合,从
2.5人体健康中汞的限量值
当没
X
10一,按所测含
水量75%计算,鲜样含b(Hg)为0.04×10—5和
0.02X
10一,低于国家规定的叶菜类鲜样
卫生标准0.10x
10‘(GBl5618—1995),
所选用的土壤为全土壤.而当加W(Hg)为0.25×10刈时,两种土壤白菜干样汞质量分数为0.84×105和0.60×10一,鲜样W(Hg)为0.16×105和0.12×10一,超过国家卫生标准.可见,在前土壤汞背景值条件下,少量外源汞的加会使得土壤的白菜超出国
3
结论
(1)土有效汞质分数与土壤全汞质量分线性相关;植物体内汞的质量分数与土壤全汞质量分数对数相,与土有效汞的质量数的关系因两种土壤性质等的差异而不一致,黄壤中
(2)从各汞量分数与植指标的线性相关分析可见:Vc和溶性糖质量摩尔浓度与各汞质量分数线性相关达极显著水平,所以在一定程度上这两种标可以作植物汞胁迫的预警标,但由于各土壤的理化性、植物遗传特性以及栽培管理措施的差,这个标预警含量的
万
方数据(3)在当前土壤汞背景值件下,少量外源汞的加入会使得该土壤上小白汞质量分数超出国家安全食用卫生标准,这要
参
El-1FENGXB,LIGH,QIUG
L.Apreliminarystudyonmar—
cury
contamination
to
theenvironmentfrom
artisanalzinc
smeltingusing
indigenousmethods
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●,In?◆-Ill●…●I●?¨_◆ill●¨◆1-●…●一Ⅲ●__●一…●¨◆l|●¨●¨_●,II●II◆¨_●nln-◆◆-Ih●-Ⅲ●Ill●II◆¨◆¨◆¨_●Ill●?Ill◆¨_●l|●¨_●-ul●-m4t.一●¨●__◆…●…●,11●…●?¨l●fll◆¨H●…◆¨_4t"Ill
Ill
下期论文摘要预登
模
陈
勇1,叶雨清2,孙炳楠1,楼文娟1,
3.
(1.江大学土木工程系,浙江杭州310027;2.浙江省交通规划设计研究院,浙江
摘要:采用建立随机数学程模型的方法对桥梁康监信息进行预测估计,并模型预测与实测结进行比较来判断桥梁是出现损伤或运行状态改变等情形,是评估桥梁运行状态一种较为有效的手段.针对江四桥实时健康监测系的监测数据,采用AR模型、ARMA模型以及灰色系统的GM(1,1)等随机型,进行数建模及预研究,结果表明当用合适的数学模型参数,预测和实际监测果十分吻.各个模型进行比较后发现,灰色模型只需要少量原始信息,而它的短步预测效果优于时序列模.
万方数据
汞
作者:作者单位:
孙春燕, 石学根, 魏幼璋, 杨肖娥, 荆延德, SUN Chun-yan, SHI Xue-gen, WEI You-zhang , YANG Xiao-e, JING Yan-de
孙春燕,SUN Chun-yan(环修与生态健康教育部重点实验室,浙江学环境与资源学院,浙江,杭州,310029;中国林科院亚热带林业研究所,浙江,富阳,311400), 石学根,SHI Xue-gen(浙江柑橘研所,浙江,黄岩,318020), 魏幼璋,杨肖娥,延德,WEI You-zhang,YANGXiao-e,JING Yan-de(环境修复生态健康育部重点实室,江
浙
JOURNAL OF ZHEJIANG UNIVERSITY(ENGINEERING SCIENCE)2007,41(12)0次
刊:英文刊名:年,卷(期):被引
参考文献(20条)
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相似文献(10条)
1.期刊论 王济. 王世杰. 欧阳自远. WANG Ji. WANG Shi-jie. OUYANG Zi-yuan 贵阳市层土壤中汞的环境地化学基线及污染研究 -农环境学
以土壤环境地球化研究为主线,在州省贵阳市8 046 km2研究区中,将土壤重金属元素汞的空间分规律与环境地球化学机理研相结合,建立区域土壤环境地球化基线,选用合适的判别指标判识自然作用程与人类活动程对土壤环境的影响,对487个样品的汞含量进行统计分析.果表明,贵阳市层土壤中重金元素汞的基线值为0.045 mg·kg-1,样品中汞元素含量大于0.530 mg·kg-1的样品可能遭受人污染的响.地质积指数分析结显示,贵阳市12%的表层土未受汞的污染,37%的表层土在无污染到中度污染之间,36%的中度污,11%的表层土壤介于中度污染到强污染之间,2%的强污染,1%的介于强污染到极强污染间.污染程度指分析显示,贵阳市56.1%的表土壤受到汞的污染,汞污染程度最为45.87,总污染程度大于0(即
2.位论文 郑冬梅 有色冶金-化工区污染格局、来源及生态效应研
有色冶金、氯碱生产是两典型的工业污染源。葫岛锌厂为亚洲第一大锌冶炼厂,以含汞矿为原料,每年都要向环境排放大量的含汞废气、废水、废渣,20056月起该厂废水回用。锦化工集团在1952~1998年间运行的水银电解装置向五里河排入了大量含废水和含汞盐泥,氯污染在1998年生技术改造后已经得控制,这两大污染源城市环境造成了巨的污。本论文研究了两个主要污染源地区土壤、水体、植物汞的空分布、河沉积物二次污及生效,探讨了不同污染源
汞在土壤中的含量比较高,呈明显富集状态,汞的量随深度增加而降低,土壤表层汞含量以锌炼厂和化厂及其近为中心,向外围辐降低,呈双中心分。木本植物汞的空间分布,以距离污染越近汞含量越高,反之则越来越低:不同月份树汞含量明显不同,10月>6>5月,表明随着植物的长汞含量逐渐累积。本植物根汞含量与根土汞含量有明显的相关性,同一植物,不同地点含量各不相同。不种植物各器官在不同地对汞的吸收能力易不。历史受纳氯碱污染的五里河水中汞量高,在化工桥(W3)汞水中汞含量达到最高,在化肥桥(W2)与化桥(W3)之间历史上为氯碱厂的排污口。仅受城市水的连河体上来看,含量并不高,而茨山介于二者之间,从茨山南桥(C4)开始,由于受锌冶炼厂的影响,水中汞含量明显升高。山河和五里河的甲基汞含量污染源附近较高。葫芦岛市里河层沉积物总汞含量为0.037~52.505mg·kg-1,最值出现在化工厂原氯碱车间排污口化工桥;葫芦岛市茨河表层沉积物中汞含为0.077~132.521mg·kg-1,值出现锌厂附近。五里河不同点沉积物自表层向下渐增加,茨山河、连山河水体汞含量具有一定的相关
河流沉积物中汞的形分布决定着沉积物中的稳定性,是河流汞污染的次生污源。修正BCR方汞形态主要以可氧化态形式存在;连续化学浸提法研究表明,化工污染沉积物形态强有机质结合态占的比例比较大,万山汞矿区残渣汞所占比例最高,过氧化氢态次之,腐殖酸结合态占第三位;锌冶炼染沉积物酸溶所占比最高。沉积物模拟扩散实验表明:沉积物中的汞按浓度梯经孔隙水从积物上覆水扩散,进而影
葫芦岛市自然降尘汞污染特征为工业染,重要污染源为冶炼烟气。通过不同环境介质、壤不同污染元素分布解析源的贡献表明:颗粒态主要影响范围6km左右,可以认为在两个污染源之间,在6km以内主受到锌冶炼排颗粒态汞响。而木本植物汞含在5.8km处现低值,在这距离外,木本植物汞含量又增加,可以看作锌冶炼放的大汞和氯碱染的壤释放的气态汞共
节肢动物飞蝗汞含为0.032~0.402mg·kg-1,中华蚱蜢汞含量为0.023~0.362 mg·kg-1,明显高于对照点汞含量,肢动物头、胸、腹汞含量具有明显的不同,腹>胸>头;胸、腹部具有一的相关关,头与胸部、腹部没相关关系。汞在亚飞蝗、中华蜢(级消费者)体内有一定的累积,在螳螂(二级费者)内达到高积,以看出,葫芦岛市污染存在一定的生
3.议论文 龙振坤. 李延吉. 吕春玲 氰化提金艺中金泥冶炼工段汞蒸气污染机理其
氰化提金工艺是一种十分成的黄金生产工艺。由于具有回收率高、对矿石适应性且能就地产金等优点,目前在我国已得到广泛的用。自然界中汞与金的关系十分密切,几乎在所有类型的金石中都有汞与金伴生。矿石中所的汞一直伴随金在整个产流程中并得到富集直至产出金泥工段,所富集的汞在金泥冶炼过中以汞蒸气的形式被释出来。汞是种剧毒物质,在国家环保法规中被为一类污染物。由于汞蒸无刺激性,人体感官不察觉,矿操作人员甚至是管理人员往往对金泥处理过程中汞蒸气的污染及其危害识不够。中通过对汞在金选矿生产程的富集及释放过程分析,定了其污染机理并提出相应
4.期刊论 郑冬梅. 孙丽娜. 张秀武. 王起. ZHENG Dongmei. SUN Lina. ZHANG xiuwu. WANG Qichao 化工污染河沿岸植物对砷、汞的累积作用比 -态
采集葫芦岛市五里沿岸9种常见植,测定植物及植物根土中的汞质量分,研究了汞、砷在植物体内的分布征,利用迁移系数、富集系探讨了植物对砷、汞的吸收与富集用以及可能的耐受机制.结果表明,植对砷、汞的吸收富集,因植物种类、位、金属的类型以及距离污染的远近而不.植物根部砷、平均质量分数别为2.434 mg·kg-1和0.583 mg·kg-1;植物叶部砷、平质量分数分别为1.888 mg·kg-1,0.1 50 mg·kg-1.叶汞质量分数从到低的顺序为:水蓼,芦苇,鬼针,曼陀罗,三棱草,苍耳,草,滨藜,东蒿;根汞质量分数从高到低依次为:三棱草,曼陀罗,滨藜,稗草,辽东蒿,芦苇,鬼针草,耳,水蓼;叶砷量分数从高到低的顺为:水蓼,藜,针草,苍耳,芦苇,三棱草,曼
australis)、曼陀罗(Datura stramonium)、苍耳(.Xanthium sibiricum.Patr.)、鬼针草(Bidens bipinnata)、滨藜(Atriplex patens)对砷吸收、集效果较好;水蓼(Polygonum hydropiper)对汞的转移能力较强.芦苇、鬼针草、水蓼等植向地上转移As、Hg能力较强,可选做植提取方式的污染土
5.位论文 蔡周荣 大厂铜坑矿
本论文通过广西大厂坑锡多金属矿区土壤汞污的研究,认为大厂铜坑矿区由于人为采矿而又不注意环保的因素,某地段汞含量己严重超标,对矿区居民的健康形了一定的影响,并对矿区汞污的防
汞具有与其它金不同的地球化特征:在地壳中的平均含量低(0.08×10-6);汞的溶点低(-38.87℃),常温下唯一呈液态的金属;汞子半径为1.27×10-10m(Hg+)和1.10x10-10m(Hg2+),后者与Cu、Ag、An、Zn等元素的子半径接近,使汞有可能以类质同象式进入含这些元素的矿物中;汞的饱和蒸汽压、发度和速率与温度变化有关,随温度升高而剧升高;在高条件下,汞的化合物、配物趋于不稳定,汞易于在气相富集。正是这种在金属里特的物理化性质及地球化学特征,使得汞具有独特的赋存方式及地球化学迁移模式,针对以上汞特性,作者在文中提出矿区汞的地化学迁移“五层”模式,即汞的迁移从岩浆、岩石和矿体、到土壤、到生物、
汞又是重属中毒性强的元素之一,很多汞的合物都具有毒性,汞通过食物链进入人体。血液和组织中的汞与蛋质及酶系统中的基结合,并能在脑组织中积累,抑制其功能,甚使其
通过对土壤品的测分析,认为大厂铜坑矿区壤汞污染类型是点源污染和面源污染的结合,来自深部的汞迁移地表积形成高背景值,而人为采矿及环保工的滞后使得铜坑汞的含量达污级
汞污染治理方法多,但要在复杂矿区地形环境找到一个合理的方案并不容,本文提出针对不同地段采用不同的防治方法,大面的山地采用植物修复法,庄稼土壤采用掩埋法和换法,污染严重段采化学改良法。通过上的一系列措可以大幅度降低土汞含量或者把汞转换为固定态,减少汞通过食链进入人的率,从而减少汞矿区居民人体的
6.刊论文 王志平. 王凤英. 乌日娜 重金属
本文从以几个方面论述了重金属汞的染与危害:重金属汞对水体的污染与危害;重金汞对壤的污染与害;重金属汞对大气的污染与危害:重属
7.期论文 孙淑兰. Sun Shulan 汞的来源、特性、用途对环的污染和对人类健康的危害 -上海计量测
文章以大量事实阐述了对环境的污染和人类健康的危,提醒制汞或使用汞的企业在利用汞创造财富的同时,要进一步增强环保意识,加大环力度.呼吁政府有关门,加大对生产汞产品使用汞产品企业的环保治理,重视对国健的危害,保
8.位论文 丁小 珠三角地区土壤与北江积物中汞污染现状与评价初步研
汞是一种非生命必需元素,可通过呼吸、皮肤吸收、饮食等途径进入人体,危害人类健康。无机可以通过甲化作用成毒性很强的甲基汞。自日本发生水俣(Minamata Disease)事件以来,汞污染一直引起全球持续关注。最近几年,化石燃料烧、金属冶炼工业生产等人为活动不向环境释放大量的汞,致区域性的汞污染不断加剧,也被公认为“全球性污物”。汞可在大—土壤—水体间交,土壤和沉积物不仅是境介质间汞交换的重源和汇,而且是汞甲基化的重要场所,因对土壤与沉积物中汞的研究具有重要意义。燃料燃烧、垃圾焚、水泥和瓷工、氯碱工业、电池生产等涉汞行业是人为汞染的重要。珠三角地区济发达,其GDP占国总量的约10%,且仍以每年约15%速度增长,能源消耗总量大且将进一步增加,垃焚烧厂家数量占全国总数的1/4,陶产量占全国的约1/2,涉汞行业多且数量大,导致其环境中可能有较高含量的汞,同时珠三地区独特的亚热带气候特点也有利于汞在不环境介质间迁移转化。北江是珠江域第二大水系,是沿线的韶关、远、肇庆和佛山市的要饮用水源地,流域内工污染源和矿区较多,有电子垃圾拆解基地,汞是环境中重要特征污染物之
为了解珠三角地土壤与北江沉物汞污染现状,评价其污染程度,探索汞化为甲基汞的影响因素,于2009年4~9月采了珠三角地区741个土壤样品和北江19个沉物样品,测了样品总汞(THg)和基汞(MeHg)含量,并分了THg、MeHg与土壤pH、有机质(OM)的相性,研究初步获得
1、珠三角地区表层土THg含量范围为16.72~3 324.41 ng·g-1,平均为278.01 ng·g-1。各城市表土壤THg含量:佛山>广州>江门>东莞>肇庆>珠海>惠州>中山>深圳,水分布以佛山、州大区域为高汞含量地带;垂直布从表层至底层THg含量逐级递减,主要在0~40 cm土壤中富,不同功能区THg含量:城市>农村,公园>生活区>业区>菜地>稻田>耕地。珠三角地区土壤MeHg量围为0.14~1.34ng·g-1,均值为0.31ng·g-1,各城市土壤样品MeHg含量均值差距不显,水布没有明显规律。单因子污染数法评价结果表明,珠三角地区土壤THg平均浓度为轻度污染,其中广州、佛为中度污染,深圳为未污染,其余城为轻微污染;珠角区土壤中MeHg平均浓度为中度污染,其中东莞、惠州、江门为轻度污染,其余城市为中度污染。单子潜在生态险评价结果表明,总上珠三角地土壤汞属于轻生态危害程度,中广和佛山属于中等生态危程度,深圳属于
2、相关性究表明,研区域土壤pH值与THg、MeHg含量没有明显的相关性,有机质与THg、MeHg含量显著相关,pH、有机与汞的甲基化率均有明显的相关性,表明的甲基化是一个复杂的过程,需在该域一步加强研
3、北江干流与支流沉积物THg含量范围为73.72~3 517.13 ng·g-1,平均浓度为607.62ng·g-1,THg空间分布与距离排污口远近有关,总体上距离越远含越低,韶关冶炼厂和大宝山矿区北江THg要污染点源。北江干流与支流沉积物MeHg含量范围为0.39~2.38ng·g-1,平均浓度1.30 ng·g-1,空间变化趋势与THg含量的变化趋势不一致。根据单因子污染指数法评价结,北江沉积物中THg、MeHg总体均属中度污染,但在部分靠近排点源的区域染较为严重。THg潜在态风评价结果表明北江沉积
4、珠三地区土壤甲基化比率变化范围为0.003%~1.51%,北江沉积物各采样点汞的甲化率变范围为0.024%~1.45%,差异较大,进一步研汞甲
9.期刊论文 张忠. 陈丽. 张宝贵. 陈业材. 胡静. ZHANG Zhong. CHEN Guo-li. ZHANG Bao-gui. CHEN Ye-cai. HU Jing 尿液、头发、指(趾)甲高铊汞砷是铊矿区污标志 -
铊矿区村民尿液、发和指(趾)甲中铊砷的含量高是矿区和村民受铊汞砷污染的标志,也判别汞铊病的标志.根据村民尿液中铊含量高低初步得出区别不程度汞铊病患者的标准Tl>1000×10-9、100×10-9~1000×10-9和<>
10.期论文 李小青. 蒋敬业. 叶荣. LI Xiao-qing. JIANG Jing-ye. YE Rong 黄石市城大
-
在对黄石市城大气汞、土壤中气汞含量进行测定的基础上,用内梅罗评价方法,对该地区的环境汞污染现状做了评价.评价结果显示,该地区大以及土壤受到污染,而且大汞和壤中气汞受污染地带同一地区,污染地带具有一定的地段性布特征.时对其污染原
本文链
授权使:北京矿冶研究总院(
下
重金属汞对植物生理活动的影响和钙离子的拮抗作用
第47卷增刊 2008年7月
中
ACTA SCIENTIARUM NATURALIUM UNIVERSITATIS SUNY ArI'sENI
VoL47Sup. JuL 2008
重
钙离子的拮抗作用+
李 恬,肖素勤,吴燕飞,王清,朱佳梅,刘 蝶,何炎明 (中山学生科学学院国家级生物学实验教学中心,东
摘 要:汞对植物各方的生理活动均有重响。植物吸收的汞大都积累在根部,这由于汞与植物根部 白质相结合的结果。汞也可诱发生物的染色体突变。富集在作物体内的进而通过食物链危害人体。人类的轻 度汞中毒可通过摄入含钙食品来缓。探讨了汞对植体细胞和殖细胞的影响,并研究了钙子对植物汞伤 害缓解作用。发现对植物细胞和生殖细胞均有严重影响,钙离子对植物叶细胞和殖细胞的伤害均有 高程的抗作用,但对根细的汞伤害没有明显的缓
关
中图分
重金属污染问题日益严,目前我国污水灌溉 及弃物等对农田已造成大面积的土壤污染。污 染不但可以使作减产,还可以使人类通过食用汞 污染的植物而在内富集汞元素,危害人体康。 汞离子是植物的非必需元素,是对植物生长和 发育毒性显著的污染物,虽然在长期的进过程 中,物亦相应生了多种抵抗重属毒害的防御 机制¨。J,但是当细胞的重金离子达到这种防 御体系的饱和程度后,细胞中的游离汞离会通过 同的途径干扰破坏细的常的代谢过 程H。J.导致植物生长异常直
医药工作者建议,食用含钙、铁食物治疗 轻度汞中毒,部分汞污染地区农民也通在耕地堆 放石灰的办法减少汞污染对作物的危害。本实验 过测试两种溶液(7.0=0.5%氯化汞溶液及//3= 0.5%化汞+=0.5%氯化钙溶)中处理过的 物和空白对照的植的根活性、叶绿体还原作用 和染色体诱变改三项理指标,察汞植物生 理活动的响和钙离子的拮
1材料与方法
1.1实验材料
水稻(Oryza sativa Linn)中山大学植物生 理学实验室提供。菠菜(印i删施oleracea L)和 韭菜(Allium tuberosum Rottl.)花购
1.2.1水稻根活力测定用lq'C法别测两 种溶液处理过的水稻根和空白对的根活力。 水稻根仔洗净,把地上部分从茎基部切除, 分别在叫=0.5%的氯化汞溶液和加=0.5%氯化汞 +0.5%氯化钙溶液中浸泡24h。对照组在自来水 中浸24h。将根放入角瓶中,入加=1% rITI’C溶,以浸没根为度,置处放16h,以 察着情况,比较三者的颜色深浅有何不同。 1.2.2菠菜叶体的还原用 观察两种液中 理的菠菜叶绿体和空对照的菠菜叶绿体的还
将带根菠菜的根分别1.O=0.5%的化汞溶 液和W=0.5%氯化汞+1IJ=0.5%化钙溶液中浸 泡24h。对照组在蒸馏水中浸泡24h。将3组菠 叶片各取1g,剪碎后分别放人研钵中,加石英砂 研磨成均浆,加20mL蒸馏,通过布过滤到烧 杯里。得叶体粗悬浮液。取管3只,分别加 3叶绿体粗悬浮液各2mL,蒸馏水8mL,埘= 0.1%2,6一二氯酚哚酚5—6滴,摇匀,光 线照射0.5h,比
1.2.3观察诱变染色体改选取处于减数分 裂期的花穗若干,剪5~8em的花序。一部分插 在自来水中作对,一部分插在'tO=0.5%的氯化 汞溶液,一部分插t‘,=0.5%的氯汞+tl,= 0.5%氯化钙液中,处理24h,在移到自来水中 恢复养24h。定,制片,镜检
?
基金项目:家基础科人才培养科学基金资助项(J0630652);教育部重点教改资助项目(200523);中山学 实验教学资项目(YJ2006008);中山大学实验室开基金
作者简:李恬(1986年),女,本科生;通讯联系人:何炎
万 方数据
112中山大学学报(自然科学版) 第47卷 2
2.11TrC法测定水稻根活力的结果
浸
呈色,这是由于1TrC被根系中脱氢酶还
其
的化汞溶液中浸泡过的水稻根受毒害十
埘=0.5%氯化汞+W=0.5%氯化钙溶液
植根部的汞毒害几乎没有拮抗作用。结
所示。
图1浸泡过三组水稻根的TTc溶液
(从到右:空白对照,埘=0.5%氯化汞+埘=0.5%氯化钙溶液,埘=O.5%
2.2叶绿体还原作用的测定结果
空白对照组的叶体粗悬浮液于5min后将蓝 色的2.6一二氯酚靛酚还原为无色,W=0.5%氯 化汞+W=0.5%化钙组的叶绿体粗悬浮液于9 min后将蓝色2.6一二酚靛酚还原为无色, 训=0.5%氯化汞组的叶绿体粗悬液可使2.6一二 氯酚靛酚钠颜色变浅,但30min后蓝仍不能完 全
图2,3说明汞对植光合作用有较大的影响, 钙可以较好地缓解汞对植物叶
图2在线下照射4rain后的组叶绿体粗悬浮液 (从左到右:卸=0.5%氯
图3在线下照射6rain后的组叶绿体粗悬浮液 (从左到右:埘=0.5%氯
2.3观察汞诱变染色体改组
空白对照组染色体几没有畸变现象。W= 0.5%氯化汞+彬=0.5%氯化组的微核率为 7.2%o(P<0.01),有一定的四分体、染色体团 聚、染色体桥染色体畸变现象。彬="0.5%氯化">0.01),有一定的四分体、染色体团><0.01),有较高染 色体畸变现象。可以出,叫="0.5%氯化汞对植" 物色体有大影响。i.i/="0.5%氯化汞+埘=" 0.5%氯化钙液对植物染体几无响,钙几="">0.01),有较高染>
3讨论
为了避免单毒害的扰,本实验所用的W= 0.5%氯化汞溶液及W=0.5%氯化汞+W=0.5%氯 化钙液均由来水配制。在r丌C法测定根活力 实验中,如果能加入琥珀酸、延胡
由此可以看出,汞对植物活力、光合作用、 生殖传等生理活动均有严重影响。钙离子对植 根的汞毒害几乎没有抗作用,对植物叶绿体的汞 毒害有较大的拮抗作用,对植物生殖细胞的汞毒害 很大的拈抗作用。植吸收的汞大都积累在根 部,据研究,这是由于汞与植物部蛋白质相结合 的果∽J。钙子不能缓根部汞毒害的原可 能是由于根部汞浓过高,毒害严重的故。汞 生遗传毒害的时间主要是在细胞分裂间期的DNA 和染色体制过程中,其作用可能是接的,而大 部分时问是间接的H’9—1|。汞损害叶绿
认为汞离子易与叶绿素酶活性中的一sH基结
增刊 李恬等:重金属汞对植物生理活的影响和钙离子的拮抗作
合,抑制酶的催化活性干扰细胞的正常代谢【9’12J。
钙子对汞的拮抗作用的机理目前还
有个可能的原因:钙离子改变了汞溶液
势,抑制植物对汞的吸收;钙离子与汞离
植吸收;钙离子促进植物排汞。虽然用
物毒害的措施还没有被广泛应用,机
楚,但部分汞污染【)(的人民通过在耕地堆
办减少汞污染对作物的危害,取得很好
目土壤汞污染的防治方法主要是:
技,生物修复,电解法。利用钙来减少
污,简便易行,还可以补充钙肥,抵御
染¨3|。但土壤钙含量过高会造成土壤板
土酸碱度,影响植物生长。利用钙离子
的污染虽然没有明确的理论支持,抑制
最钙浓度也有待探讨,但这种方法无疑
开
参考文献:
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机理
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The Effects of Heavy Mental Mercury on the Plant’S Physiological
Activity and the Antagonistic Effect of Calcium Ion
L/Tian,XIAO Su—qin,WU Yan-fei,WANG Xiao—qing,ZHU Jia—mei,LIU Die,HE Yan—ming
(School of Life Sciences,Sun Yat—sen University,Guangzhou 510275,China)
Abstract:Mercury has a serious effect on all
aspects
of plant’S physiological activity.Most of the mercury the
plants have absorbed is accumulated in the radicle,as a result of the combination of mercury and the protein from radicle,as study shows.Hg call cause chromosome mutations.The mercury that is concentrated and stored in the
crops can jeopardize human health and safety.Light hydrargyrism can be treated effectively by taking in food rich in calcium.This paper focuses on mercury’S seriOUS effect on
plant’S body cells and germ cells,and
examines the effects which calcium ions have on treating Hg’s harm t'o plants.Hg has a serious effect on plant’S body cells and germ cells as well;calcium ions’antagonistic effect on leaves cells and germ cells are quite effective against mercu-ry’S harm,but no 80effective as to the radicle cells.
Key words:plant;mercury;harm;calcium;antagonistic effect
万 方数据
重属汞对植物生理活动的影响和钙离子的
作者:李恬 , 素勤 , 吴燕飞 , 王小清 , 朱佳梅 , 刘蝶 , 何明 , LI Tian, XIAO Su-qin, WU Yan-fei, WANG Xiao-qing, ZHU Jia-mei, LIU Die, HE Yan-ming作者单:中山大学生命科学学院国家级生物学实验教中心,广东,广,510275刊名:中大学学报(自然
英文刊
2008,47(Z1)
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本文链
不同腐殖酸物质对土壤中汞的固定作用及植物吸收的影响
不
植物吸收的影响
第27卷第1期
2007年1月
环境科学
ActaScientiaeCircumstanfiae
V01.27.No.1
Jan.,2007
闰双堆,玉山,刘利军.等.2007.不同腐殖酸物质对土壤中汞的固定用
YanSD.BuYS,uuLJ,eta1.2007.Effectsofdifferenthumicacidmaterialsonmercuryfixation
insoilandmercuryabsorptionbyplant[J].Acts $cientiaeCircumstantiae.27(1):101—105
不腐殖酸物质对土壤中汞的固定作用及植
的影响
闫堆,卜玉山,刘利军,李红梅,
山
收稿日期.2006-Ol—l6修回日期:2006.09—28录用日期:2006.10.26 摘要:通过盆栽试研究了同腐殖酸物质对土有机结合态汞,全汞量及土壤汞生物有效性的影响.结果
显着增土壤中有机结合态汞和留在土壤中汞的含量,降低土壤中汞的发,从而有效降低土壤汞的生物有效性.与
腐殖酸质的对照CK:相比,加腐殖酸钠,提纯后的煤基腐殖酸,土壤殖,氨化风化煤,风化煤,褐煤,泥炭的处理油
收量分
关?词:腐殖酸物质;汞;生物有效性
文章号:0253-2468(2007)Ol?0101—05中圈分类号:X53
Effectsofdifferenthumicacidmaterialsonmercuryfixationinsoilandmercury absorptionbyplant
YANShuangdui,BUYushan',LIULijun,LIHongmei,LIBingxia
ShanxiAgricultureUniversity,CollegeofResourcesandEnvironmentScience.Taigu030801
Received16January2006;receivedinrevisedform28September2006;心
pted26Octeber2006
Abstract:ApotexperimentWas,conductedtostudytheeffectsofdifferenthumicacidmaterialsonorganiccombinedmercuryandtotalmercurycontentsin
soilandthebiologicalavailabilityofsoilmercury.Theresultsindicatedthatdifferenthumicacidmaterialssignificantlyincreasedorganiccombined
mercuryandremainedmercuryinsoil,reducedthevolatilityquantityofsoilmercury,andthereforedecreasedthebiologicalavailabilityofsoilmercury.
ComparingtoCK2,whichwa8onlyaddedwithHgC12,theabsorptionquantitiesofrapetomercuryintreatmentsaddedwithhumicacidsodium,purified
weatheringcoalhumicacid,soilhumicacid,ammonifiedweatheringcoal,weatheringcoal.lignitecoalandpeatdecreased73.62%,71.11%,
63.39%,40.05%,33.61%,22.26%,and5.66%respectively.
Keywords:hunfieacidmaterials;mercury;biologicalavailability
l
汞土壤中呈现多种形态,其中溶解态
态植物可吸收的形态(李波等,2002),土
酸以通过对汞的络合作用来影响土壤中
在形
同
eta1.,1976;Dirketa1.,1998;Wangreta1.,1997),
对机态汞的活性以及对矿物结合态汞的
的影也有所不同(姚爱军等,1999;2000a;
1995),其中富里酸与汞的络合稳定性差,
酸与汞络合稳定性高(爱军等,1999;2000a). 煤基腐殖酸物质与土壤腐殖酸
似处,而现有的研究结果多集中在土壤腐
土汞形态和生物有效性的影响方面,关于
殖物质对土壤汞的影响却未见报道.本文
同基腐殖酸物质对土壤汞的生物有效性
进研究,以期为汞污染土壤植物修复中利
物
基金项目:西省归
作者简介:同双堆(1976一),女,讲师(硕士),Te1:13383442897.E-mail:ysdllj@126.corn;通讯作
环境科学27卷
2材
供
含量360g?kg,,Hg含量0.0142mg?kg);褐煤
(山
420g?kg,,Hg含量0.0117mg?kg);风
西霍,Ca?,Mg2含量为12g?kg,,HA含
g?kg,,Hg含量0.0219mg?kg);氨化风
山西州风化煤500g和50gNH4HCO3混
后入1000mL细口瓶,用橡皮塞封口,密
15d);提纯风化煤腐殖酸(将山西霍州风化
mol?LNa0H溶解后过滤,滤液用过量1mol?L
HC1中和静置后过滤,并用去离子水洗涤到无CI一,
6o?烘干备用);腐殖酸钠(风化煤用1mol?L NaOH溶解后过滤,取滤液于60?烘干备用);同时 增加土壤腐殖酸(提取方法:取山西宁武芦山针 阔叶混交林林地表层腐殖土,用0.1mol?LNaOH 提取,HNO,酸分离得富里酸和胡敏酸盐溶液, 浓缩烘干备用,Hg含量0.0635mg?kg)以供比 较.所有供试殖酸都碎到80目下. 供试土壤取自山西业大学试验农场,
性褐土(pH7.8,CEC为15.08cmol?kg,,有机质含量11.2g?kg,,Hg含0.0535mg?kg).供试 植物为油菜,品种为上海青,由山省科
2.2试验方法
试验为盆栽试验,在山西农大学试验基地进 行.2个照和7个施加腐殖酸物质处理,CK. 为空对照,CK为加入HgCl但不施加腐殖酸物质 的对照.每个处理重复4次,单独设同1个小塑料 拱棚内.盆栽选18cm×22cm的塑盆,每盆装 过3mm筛的风干土4kg.在CK:和处理1—7中每 kg土壤中混入0.1%HgCI:溶液10mL,折合每kg 土加入Hg量为7.38mg,同时依照处理要求每 kg土壤含1.0g的腐殖酸计算加入土样中的腐殖酸 物质的量(见表1).2005年3月26日播种油,出 后盆留苗8株,5月11日收,共55d. 裹1盆栽
Table1Thetreatmentsofpotexperiment
2.3测定方法
油菜全的测定用HNO3-H:SO4-V2O消化;土 壤全用HNO,-H2SO-KMnO4消化;有
CuSO4-HC1溶液处理汞的品,SnCI:作还原剂, HNO,一HSO4化.消化液冷原子荧光测汞仪测 定.本研究汞
埘洫=(W哪t+W)一(?tn.+?trlp) 式中,W为不同处理的汞挥发量;埘为基础土壤的 全汞量;不同处理的汞加量;W为试验 结束后不同处理土壤的全汞含量;为不
由于腐酸物质中的汞含远低于基础土样, 而且加入量,不会影响到试验结果,所以在本研
2.4数据处理方法
原始据的整理采用Excel软件完成;异显 着性测验采用SAS
3
3.1煤基腐殖酸物质对土壤有机结合态汞含量的 影响
土中Hg的存在形态决定着其活性高
1期双堆等:不同腐殖酸物质对土壤中的固定作用及植物吸收的
而影响植物的吸收和植物的毒性.与CK:比,各 种供试煤基腐殖酸物质都不程度地增加了土壤 有机结合态汞的含量(见图1),除处理l(褐煤),处 理3(泥炭)外差异均达到显着水平(P<0.05),其中 处理5(提的煤基腐殖酸)处理6(殖酸钠)的 有机结合态含量最高,分别为1.89mg?kg,,1.88 mg-kg,,与其它腐殖酸物质相比也达到异显着 平(p<0.05).处理7(土壤
l8
1.6
1.4
1.2
1.0
物质的处理相比,其机结合态汞的含量着(P< 0.05)高于原料腐殖酸物质(炭,褐煤,风化煤)的 处理,与处理4(氨化风化煤)的含量近,却显着(P <0.05)低于处理5(提纯的煤腐殖酸)和处理6 (腐酸钠).以上结果表明,不同腐殖酸物质土 壤汞结合能力()有所不同,这可能与不同腐殖 酸原料或经过同处理纯的腐殖的分和结 构以及官能团种类和数量的差异
工工
B
r]DrI]D.
一DC.
『I]BC..
门..rI]'呈
CKICK2处理1处理2处3处理4处理5处理6处理7 田1不腐殖物质处理的?壤有机结台态汞含量(具相
性
Fig.1Thecontentoforganiccombinedmercuryinsoiltreatedwithdifferenthumicacidmateri
alsfThedatawith8?elettersarenotsignificantly
different(p《0.05).Sameinbellow~gnres) 3.2煤基腐殖酸物质对土壤汞残留和
与CK:相比,加入腐殖酸物质的处理土
留量的加均达到显着水(P<0.05),但处理1, 2,3(腐殖酸原料物质处理)的
理4,5,6,7(活或提纯的腐殖酸物质处理),处理 5(煤基腐殖酸处理)显着(p<0.05)高于处理7(土 壤腐酸)处理,而处7(土壤腐殖酸)与理4 (氨化风化煤),处理6(腐殖钠)的差异不
g
?
|口
<0.05)(图2).处理5土汞残量最高达 91.19%,比CK2增l0.84%.与CK2相比加入腐殖 酸物质的处理土壤汞挥发量显着(P<0.05)降, 其中处理5的挥发量最低,只有0.293mg?kg,,比 处理7(挥发量0.473mg-kg)低61.49%,差异 达着水平(P<0.05),处理7其它处相比差 异不显着.说明煤基腐殖酸可以有效降低土壤汞的 挥发,增土壤中的残量,特是土壤腐殖酸 相比,对土壤汞挥发的抑制作用
口土汞残留量(mg?g-)+土壤汞挥发量(mg?g-) :BCDBC^ABBCC—Z
'\b
c/.
工b一
._,
cd'\.』一cd上———-.
cd
\-L,一de一
一
ltll
CKlCK2处理1处理2处理3处理4处理5处
圈2同腐殖酸物质处理的土壤残留汞量和?壤汞挥发?(大写
留汞显着性差异;小写字母为土壤挥发汞的显着性
Fig.2Thecontentofvolatileandresidualmercuryinsoilwithdifferenthumicacidmaterials(
Capitallettersarethesignificantdifferencesofresidual
mercuryinsoil;Smalllettersathesignificantdifferencesofvolatilememuryofsoil)
3.3不同腐殖物质对油菜汞量与分配的影响 3.3.1不同腐殖物质对油菜植株汞含量的影响 与CK:相比,添腐殖酸物质处理的油菜植株汞 的吸收量均有同程度的降(见图3),且处理5 (提纯煤基腐殖酸),处理6(殖酸钠)的油菜汞吸 收量显着低于处理l,2,3(殖
一
置};事-,o.量口宕一譬巨
脯精啦新嚣
环境科学27卷
纯煤基腐殖酸),理6(腐殖酸钠)油菜植株汞含 量比CK:分别下降71.11%,73.62%,褐煤,风化煤, 泥炭的处理油菜汞吸收比CK分别下降22. 26%,33.61%和5.66%;处理5(纯煤基殖酸), 处理6(殖酸钠)的油菜吸收量也显着低于处 7(土壤腐殖酸),而处理1,2,3(料腐殖)的油 汞吸
工j-_B
工BCT
一
E
l门..『工]..r].厂-1.cKlcK2处理1处理2处理3处理4处理5
图3不同殖畦物质处理的油菜檀株汞吸
以上结果表明,煤基腐殖酸质可以有效降低 土汞的物有效性;提纯煤基腐酸和腐殖酸钠 较原腐殖酸物质和土壤腐殖汞的生物有效 性抑制作用更强,在原料腐殖酸物质中化煤对汞 的生物有效性抑制作较强.这可能与煤基腐酸 与汞的结合能力较土壤腐殖酸强或由于分子组成 的差异导致的对油菜的生理作有所异有. 在原腐殖酸物质中风化煤褐煤,泥炭相比,I-L/F 最大,羧基含最多,这青长乐,姚爱军等人对土 壤腐殖酸的研究结果(富里酸与汞的络合定性 差,灰色胡敏酸与汞络合稳
3.3.2不同腐殖酸对油根,茎叶汞吸收量分的 响通过对油菜茎叶和根的含量分析表明,Hg 在油菜根部的含量远大于叶,但由于根的生物量 小,根系汞总量占全株汞总量的例较小.不同腐 殖酸物质均可有效降低茎叶中汞的吸量,但对 根系中汞的吸收量的影响却有所不同(见图4),与 CK:相比,处理5(提纯煤腐殖)和处理6(腐殖 酸钠)中根汞吸收量显着降低(p<0.05),其的 腐酸物质处理中根汞含量反而有所提高.处理7 (土壤腐殖酸)的茎叶,根系汞吸收均高于处理5 和处理6,但着低于(p<0.05)其它的腐殖酸物质
cKlcK2处理1处理2处理3处理4处理5处理6处理7 圈4不同殖物质处理的油菜茎叶,根系汞吸收?(大字
着性差异;写字母为
llettersawthesignificantdifferencesofthemercury
contentsinstemsandleavesofrape;SmalllettersRrethesignificantdifferencesofthemercur
ycontentsinrootsofrape) 上结果表明.加入腐殖酸物的处理汞在根 系的配比例均高于CK,这可与腐殖酸物质具 有一定的生理活性,对多种酶能够产生同程度的 影响,阻滞了根系吸的汞向地上分运转;是 由于腐殖酸物质对汞的吸附和结合能力较强,从而 减少了壤汞的挥发,减少了茎对气汞的收 有关.入腐殖酸物质处理的系汞分配比例甚至 高CK,说明腐殖酸物质仅可以加入土壤的 离子态汞结合,也可以与部分矿物态汞发生作用生 成活更低的汞形,也说明了腐酸物质响了 油菜的生理活动,这些
OOOOO
啪瞄晰眦o
目
1期双堆等:不同腐殖酸物质对土壤中的固定作用及植物吸收的
4
1)在土壤施用腐殖类物质可以提高土壤 中机结合态汞的含量,使土壤中汞的挥发量有效 降低,经提纯或活处理过腐殖酸物质效果于 原料腐殖酸;化煤的效果优于褐煤和泥炭;基
2)腐殖酸类物质施用于土壤可以有
壤汞的生物有效性,其中施加提纯煤基腐
腐酸钠的处理的油菜植株汞吸收量比cK
降73.62%,71.11%,主要表现为油菜茎
吸收量显着降低.
致谢:本试验是在卜玉山教授的精心指导和亲切关
的,
有化中心的同志也给予了多方面的支持和帮助.
向
通讯者简介:卜玉山(1957一),
年在
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