芦苇、菖蒲和水葱对水体中Zn2+的富集效应研究

采用水培方法,在不同ZnCl2浓度(0mg/L、50mg/L、100mg/L、300mg/L、800mg/L、1500mg/L和2500mg/L)处理的水体中,对湿地植物芦苇(Phragmites australis)、菖蒲(Acorus calamus)和水葱(Scirpus tabernaemontani)进行培养,研究植物的不同部位对Zn2+的积累能力。结果表明,在相同ZnCl2浓度处理下的水体中,水葱、菖蒲和芦苇体内的平均Zn2+积累浓度存在差异,菖蒲体内的Zn2+积累浓度最高。在不同ZnCl2浓度处理下的水体中,水葱体内的平均Zn2+积累浓度在ZnCl2浓度为1500mg/L时最高,为31050.84mg/kg(植物地上部分为10206.67mg/kg,地下部分为20844.17mg/kg);菖蒲和芦苇体内的平均Zn2+积累浓度则在ZnCl2浓度为2500mg/L时最高,分别为54130.67mg/kg(地上部分为16774.00mg/kg,地下部分为37356.67mg/kg)和25423.34mg/kg(地上部分为4506.67mg/kg,地下部分为20916.67mg/kg)。这3种植物都可以作为利用植物修复重金属污染水体的遴选物种。其中,菖蒲对Zn2+的吸收能力明显高于水葱和芦苇。     

铅、锌及其复合胁迫对花菖蒲幼苗生长及生理抗性的影响

通过水培方法,研究了铅(Pn)和锌(Zn)及其复合胁迫对花菖蒲(Iris ensata)幼苗生长与生理指标的影响.将花菖蒲栽植于300 mL培养瓶中,以1/2 Hoagland营养液培养7d,在0.5 mmol/L Pb+l mmol/L Pb处理下,花菖蒲幼苗地上部干重与对照组相比差异显著;其他处理与对照处理相比差异不显著;在所有Pb和Zn及其复合胁迫处理下,花菖蒲地下部干重与对照处理相比没有显著差异.除了在1 mmol/L Zn处理下,花菖蒲光合色素含量与对照处理相比没有显著差异之外,其他处理的光合色素含量都比对照处理有所减少.高浓度Pb和Pb+Zn的复合胁迫对花菖蒲幼苗地上部的过氧化物酶活性诱导能力很强,在0.5 mmol/LPb+1 mmol/LZn复合胁迫下,花菖蒲幼苗地上部的过氧化物酶活性最高,比对照处理高81.8％;而其超氧物歧化酶活性在高浓度Pb和Zn处理下受到一定抑制;在0.5 mmol/LZn胁迫下,花菖蒲地上部超氧物歧化酶活性最高,是对照处理的1.1倍.除单因子Zn处理外,花菖蒲植株地上部丙二醛的含量与对照处理相比都显著上升.研究结果说明,过氧化物酶在花菖蒲抗单因子Pb和Zn及其复合胁迫中起到了非常重要的作用,花菖蒲对Pb和Zn具有较强的耐受性,可以用于修复Pb和Zn及其复合污染的环境.     

铅、镉及其复合胁迫对黄菖蒲幼苗生长和生理抗性的影响

采用液体培养法,研究了铅(Pb)和镉(Cd)及其复合胁迫对黄菖蒲(Iris pseudacorus)幼苗生长及生理的响应。将黄菖蒲幼苗培养于250mL培养瓶中,以1/2Hoagland营养液预培养7d后,然后进行500mg/LPb、25mg/LCd和500mg/LPb+25mg/LCd复合胁迫处理,28d后测定幼苗的各项生长及生理指标。结果表明,在500mg/LPb和25mg/LCd+500mg/LPb胁迫下,黄菖蒲幼苗地上部和地下部干重与对照相比都显著下降,所有处理的地下部干重与对照处理相比都显著下降;在所有处理下,幼苗的叶绿素a含量都下降;在500mg/LPb和25mg/LCd+500mg/LPb处理下,幼苗的叶绿素b和胡萝卜素含量下降都不显著;在500mg/LPb和25mg/LCd+500mg/LPb处理下,幼苗根和叶中的丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量和过氧化物酶(POD)活性都增加,但是在25mg/LCd处理下,幼苗根和叶中的POD活性和叶中的MDA含量都显著减少。Pb和Cd可以有效诱导黄菖蒲幼苗Pro的合成,能提高黄菖蒲幼苗的抗性。     

重金属铅和镉对溪荪生理特性的影响

采用水培法,研究重金属铅和镉及其复合胁迫对溪荪(Iris sanguine)生理特性的影响。结果表明,在500mg/L铅和500mg/L铅+25 mg/L镉复合胁迫下,溪荪的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量增加,其中,叶绿素a含量增加显著(p<0.05);在25 mg/L镉胁迫下,溪荪的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均减少,其中叶绿素a含量减少显著(p<0.05);25 mg/L镉胁迫增大了溪荪地上部分细胞膜的透性,比对照升高了27%,并使丙二醛含量增加到对照的1.19倍;在500mg/L铅胁迫下,丙二醛含量有所上升,但与对照相比差异不显著,说明在该实验浓度下,溪荪对铅的耐性比对镉的耐性强;在500mg/L铅+25 mg/L镉复合胁迫下,无论溪荪地上部分(叶片)还是地下部分(根茎和根)的丙二醛含量都明显增加,说明复合胁迫给溪荪细胞膜带来很大的伤害;铅和镉胁迫对溪荪过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响相似,所有污染处理都对溪荪的地下部分酶活性起明显的促进作用,而对溪荪地上部分的酶活性有明显抑制作用。过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性在溪荪耐铅和镉胁迫中起到了非常重要的作用。     

抗性真菌对Pb2+、Zn2+和Cu2+的吸附特性研究

从铜陵市某矿区土壤中筛选出1株对重金属Pb2+、Zn2+和Cu2+具有抗性的真菌,命名为TL-3。以TL-3为实验菌株,在不同pH值、不同金属离子初始浓度、不同菌体量以及不同吸附时间条件下对Pb2+、Zn2+和Cu2+进行吸附实验,研究其吸附特性与对不同金属离子的吸附能力。结果表明,TL-3对Pb2+、Zn2+和Cu2+的最佳pH值为5.0。在最佳条件下,吸附量在Pb2+,Zn2+和Cu2+的初始浓度分别为200mg/L、300mg/L和200mg/L达到最大,分别为20.61mg/g,23.17mg/g和17.46mg/g。TL-3对三种重金属的吸附均在20h达到吸附平衡。     

芦苇根茎和根对造纸废水中铜的吸收

为了研究芦苇(Phragmites australis)根茎和根对造纸废水中铜的吸收能力,于2015年4月20日~10月22日,以辽河口湿地灌溉造纸废水的芦苇根茎和根为研究对象,在芦苇不同生长期,分别灌溉化学需氧量质量浓度为50 mg/L、175 mg/L和300 mg/L的造纸废水,测定芦苇根茎和根的生物量,以及重金属铜的含量。结果表明,在芦苇各个生长时期,灌溉不同浓度造纸废水后,芦苇根茎的生物量都高于根,当废水中化学需氧量质量浓度为175 mg/L时,根茎与根的生物量差异最显著;根中单位质量铜含量和总铜含量都高于根茎;当废水中化学需氧量质量浓度为175 mg/L时,芦苇根中的单位质量铜含量在快速生长期最大,为104.03 mg/kg,芦苇根茎中的铜含量在成熟期最大,为152.32 kg/km~2。     

海马齿对锌的耐性与富集特征

为了了解盐生植物海马齿(Sesuvium portulacastrum)对Zn的耐性和富集特征,采用1/2 Hoagland营养液水培实验,进行不同质量浓度Zn处理(0 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L、50 mg/L、90 mg/L和300 mg/L)30 d后,测定海马齿的株高、叶面积和生物量;并测定其根、茎和叶的Fe、Mg、Cu和Zn含量;计算耐性指数、富集系数、转运系数和移除率。结果表明,Zn质量浓度为0~50 mg/L时,海马齿能正常生长;当Zn质量浓度大于50 mg/L时,海马齿生长受到抑制;当Zn质量浓度大于90 mg/L时,海马齿出现死亡,完全致死的Zn质量浓度为300 mg/L。Zn处理显著抑制了根部对Fe的吸收,促进了叶对Mg的吸收。海马齿Zn含量最高的部位为根。海马齿的Zn富集系数远大于1,转运系数小于1。海马齿对Zn的移除作用主要体现在生物量大且富集能力强的地上部分。海马齿适用于修复Zn质量浓度小于90 mg/L水域的污染。     

不同湿地植物对三江平原农田退水重金属的去除效果

选取黑龙江三江国家级自然保护区4种常见的湿地植物臌囊苔草Carex schmidtii、芦苇Phragmites australis、水葱Scirpus validus、香蒲Typha orientalis,设置15种不同的人工湿地,研究不同处理对当地农田退水Cr、Pb、Cu、Zn的去除效果。结果表明:随着时间的延长,水体中Cr、Pb、Cu、Zn的含量都在降低。实验结束时,15种人工湿地对Cr、Pb、Cu、Zn的平均累积去除率分别为91.82%、54.33%、12.92%、72.61%,对Cr、Pb、Cu、Zn的累积去除率最高的人工湿地分别为:臌囊苔草+芦苇+水葱(95.45%)、臌囊苔草+芦苇+香蒲(68.39%)、臌囊苔草+芦苇+水葱+香蒲(22.22%)、臌囊苔草+香蒲(81.63%)。Cr、Cu的平均累积去除率与植物数量呈线性关系,即植物为1~4种时,湿地植物种类组成数量越多,Cr、Cu的平均累积去除率越高。     

在芦苇不同生长期灌溉造纸废水的成熟芦苇秆纤维形态

为了研究造纸废水中化学需氧量含量对芦苇(Phragmites australis)秆纤维形态的影响,于2015年4月28日~10月28日,以辽宁省双台河口湿地灌溉造纸废水的芦苇秆为实验材料,在芦苇的不同生长期,灌溉化学需氧量质量浓度为300 mg/L、175 mg/L和50 mg/L的造纸废水,芦苇成熟后,测定芦苇秆纤维的长度、宽度和长宽比。研究结果表明,成熟芦苇秆的纤维长度、宽度和长宽比随着水中化学需氧量含量的增加而增大。在芦苇的快速生长期灌溉化学需氧量质量浓度300 mg/L的废水,成熟芦苇秆的纤维长度、宽度和长宽比都达到最大值,分别为1.49 mm、10.35μm和143.96。造纸废水中的化学需氧量质量浓度(x)与成熟芦苇秆纤维长度(y_1)(r=0.414)、宽度(y_2)(r=0.340)和长宽比(y_3)(r=0.715)都线性正相关,其关系式分别为y_1=0.001x+0.845,y_2=0.006x+7.057和y_3=0.039x+118.508。     

两种温度下鄱阳湖3种典型植物茎和叶残体降解过程中水中的氮和磷含量变化

于2015年10月15~17日,割取鄱阳湖3种典型植物灰化薹草(Carex cinerascens)、虉草(Phalaris arundinacea)和芦苇(Phragmites australis)地上部分,采集其茎和叶,在实验室内,在20℃和35℃条件下,在植物茎和叶残体在水中的降解过程中,测定植物残体释放到水中的氮、磷营养盐(全氮、全磷、氨氮、硝态氮、磷酸盐)的含量和降解残液p H。研究结果表明,在35℃条件下,在芦苇茎和叶残体降解过程中,水中总氮、硝态氮、氨氮和总磷质量浓度分别在实验的第24天、第24天、第30天和第30天达到最大值,分别为361.40 mg/L、168.17 mg/L、123.35 mg/L和51.95 mg/L;在20℃条件下,其质量浓度分别在实验的第24天、第12天、第18天和第30天达到最大值,分别为221.45 mg/L、57.75 mg/L、85.76 mg/L和37.00 mg/L。在35℃条件下,在灰化薹草茎和叶残体降解过程中,水中总氮、硝态氮、氨氮、总磷和磷酸盐含量在实验的第18天、第12天、第18天、第30天、第30天达到最大值,分别为147.02 mg/L、65.35 mg/L、46.69 mg/L、46.40 mg/L和21.00 mg/L;在20℃条件下,水中总氮、硝态氮和氨氮含量在实验的第24天达到最大值,分别为127.21 mg/L、72.37 mg/L和46.86 mg/L;水中总磷含量在实验的第30天达到最大值,为55.20 mg/L;水中磷酸盐含量在实验的第18天达到最大值,为19.32 mg/L。在35℃条件下,虉草茎和叶残体降解过程中,水中总氮、硝态氮、氨氮、总磷和磷酸盐质量浓度分别在实验的第18天、第12天、第18天、第30天和第18天达到最大值,分别为281.56 mg/L、105.55 mg/L、97.96 mg/L、89.30 mg/L和63.69 mg/L;在20℃条件下,其分别在实验的第30天、第30天、第18天、第12天和第18天达到最大值,分别287.95 mg/L、99.10 mg/L、108.41 mg/L、77.95 mg/L和49.38 mg/L。温度对芦苇茎和叶残体释放营养盐含量尤其是总氮和氨氮含量影响显著,但是,温度对虉草和灰化薹草茎和叶残体向水中释放的营养盐含量影响不明显。