文獻(xiàn)綜述鄭德富1

1、重金屬銅和鋅復(fù)合作用油菜的研究重金屬銅和鋅復(fù)合作用油菜的研究摘要：摘要：Cu和Zn作為植物必需的微量養(yǎng)分在植物的生理代謝上都起著重要的作用。研究表明，植物體內(nèi)Cu和Zn缺乏或過(guò)剩都會(huì)導(dǎo)致其生長(zhǎng)發(fā)育受阻。Zn是150多種酶的重要組成部分，缺少Cu會(huì)影響細(xì)胞色素氧化酶正常功能的發(fā)揮。生物體攝入的Cu和Zn量超過(guò)一定范圍之后，其毒性就會(huì)表現(xiàn)出來(lái)。本文考察油菜在相同生長(zhǎng)期下，土壤中金屬銅和鋅離子攝入量不同時(shí)，比較單一離子和復(fù)合離子在油菜體內(nèi)的蓄

2、積情況，討論重金屬銅和鋅離子在蔬菜中的蓄積和遷移，以及銅和鋅復(fù)合作用的效應(yīng)。關(guān)鍵字：關(guān)鍵字：銅（Cu）鋅（Zn）復(fù)合作用油菜蓄積一一引言引言油菜(Brassicachinensis)在我國(guó)東北、西北、華東、華中、華南和西南地區(qū)均有大量栽培，是我國(guó)冬種的主要油料作物之一。我國(guó)油菜種植面積約占油料作物種植面積的13，其總產(chǎn)量為106t。大多數(shù)情況下，土壤重金屬污染常常是兩種或兩種以上元素同時(shí)作用形成的復(fù)合污染，如污泥土地利用、污水灌溉等往往

3、是多元素同時(shí)進(jìn)入土壤一植物系統(tǒng)。元素間的聯(lián)合作用對(duì)作物的產(chǎn)量及元素在作物體內(nèi)的再分配有著至關(guān)重要的影響。重金屬?gòu)?fù)合作用分為協(xié)同、競(jìng)爭(zhēng)、加和、屏蔽等聯(lián)合作用。已有的研究在重金屬污染土壤上的作物，莖、葉中的重金屬含量明顯高于籽實(shí)中的含量。對(duì)于葉菜類作物而言，其可食部分為地上部分，在這一部分重金屬的累積量很大，對(duì)人體健康有著潛在的巨大威脅。所以研究土壤中重金屬?gòu)?fù)合污染對(duì)蔬菜生長(zhǎng)行為和累積特性的影響具有重要的理論和實(shí)際意義。[1]基于此，本文探

4、討了分析銅和鋅離子在蔬菜中蓄積和遷移變化規(guī)律，探索復(fù)合效應(yīng)的機(jī)理等。由油菜生長(zhǎng)發(fā)育、油菜地上部分產(chǎn)量和植株體內(nèi)污染物含量上的差異，揭示復(fù)合污染及其生態(tài)效應(yīng)機(jī)理，為評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量及采取污染防治措施提供科學(xué)依據(jù)。二正文部分二正文部分1油菜1.1簡(jiǎn)介世界油菜主要分布在亞洲、歐洲和北美洲。油菜有兩個(gè)起源中心，白菜型和芥菜型的起源中心在中國(guó)和印度，甘藍(lán)型油菜的起源中心在歐洲。我國(guó)油菜以長(zhǎng)江、黃淮流域生產(chǎn)為主，以六盤山和太岳山為界線，大致分為冬油菜和

5、春油菜兩大產(chǎn)區(qū)。六盤山以東和延河以南，太岳山以東為冬油菜區(qū)；六盤山以西和延河以北，太岳山以西為春油菜區(qū)。1.2分類油菜屬十字花科蕓薹屬一年或越年植物。按植物學(xué)特征、遺傳親緣關(guān)系和農(nóng)藝性狀分為白菜型、芥菜型和甘藍(lán)型三大類。其中白菜型油菜俗稱小油菜，染色體20（aa），植株矮小，葉色深綠色至淡綠，上部薹莖葉無(wú)柄，葉基部全抱莖，典型異花授粉作物。角果肥大，種子千粒重2～3g左右，種子含油量35%～45%，生育期較短，約150～200d，易感化

6、學(xué)肥料的大量使用，以及大氣污染微粒的沉降等。其中污水農(nóng)灌是重要原因之一，目前我國(guó)污水灌溉面積約330萬(wàn)hm2，有64.8%的面積遭受重金屬污染，其中輕度污染面積約為46.7%、中度污染9.7%、重度污染8.4%。另?yè)?jù)國(guó)家環(huán)?？偩志珠L(zhǎng)周生賢2006年7月表示，全國(guó)每年因重金屬污染的糧食達(dá)1200萬(wàn)噸，造成的直接經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)200億元人民幣。某些肥料如磷肥及農(nóng)藥如殺蟲劑等大量施用也增加了土壤中鎘、銅等的含量，牲畜糞便等有機(jī)肥也是農(nóng)田重金屬污

7、染源之一。3.重金屬銅和鋅特性介紹3.1鋅元素的簡(jiǎn)介[2]中國(guó)主要土壤類型鋅的平均含量為8711mgkg，鋅是自然界分布較廣的金屬，主要以硫化鋅和氧化鋅狀態(tài)存在，在地殼巖石圈中鋅的平均含量為7105。普通土壤鋅的總含量在1106～3104，平均值5105。鋅通過(guò)土壤和植物進(jìn)入食物鏈，直接或通過(guò)動(dòng)物間接進(jìn)入人類的膳食中。在植物體內(nèi)，鋅是多種脫氫酶、蛋白酶、肽酶的必要組成部分，因此鋅影響到植物體內(nèi)的許多代謝過(guò)程，鋅還參于生長(zhǎng)素的代謝和光合作

8、用中CO2的水合作用，促進(jìn)蛋白質(zhì)代謝。天然土壤中的鋅主要來(lái)源于母巖。巖石圈平均含鋅約80mgkg。鋅污染土壤中鋅含量可高達(dá)每公斤幾千甚至幾萬(wàn)毫克。土壤中的鋅除來(lái)自巖石母質(zhì)外，還來(lái)自大氣沉降、農(nóng)用污泥垃圾、農(nóng)用化學(xué)品、鉛鋅礦尾砂等。煤和其它化石燃料以及有色金屬的冶煉是大氣中鋅的主要來(lái)源。火山噴發(fā)和氣溶膠塵埃也可引起鋅污染。而一些地質(zhì)異常地區(qū)的土壤和鉛鋅礦周圍的土壤常常受到鋅的污染。3.2銅元素簡(jiǎn)介銅是生物必需的營(yíng)養(yǎng)元素，適量的銅對(duì)人和動(dòng)植

9、物都是有益的；但過(guò)量的銅對(duì)生物的生長(zhǎng)發(fā)育造成危害。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，銅的用途越來(lái)越廣泛，用量不斷增加，含銅污染物排放越來(lái)越多，對(duì)土壤環(huán)境的污染也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。因此，近年來(lái)對(duì)土壤植物系統(tǒng)銅污染的研究與治理引起了人們的重視。銅元素的來(lái)源包括含銅礦的開采和冶煉廠三廢的排放、含銅農(nóng)業(yè)化學(xué)物質(zhì)（含銅殺真菌劑和化肥）和有機(jī)肥（污泥、豬糞、廄肥和堆肥）的施用，這些可使農(nóng)田土壤含銅量達(dá)到原始土壤的幾倍乃至幾十倍，對(duì)植物和土壤微生物產(chǎn)生毒害。[9

10、]4重金屬銅鋅在蔬菜中的蓄積遷移4.1鋅在植物體內(nèi)的蓄積葉志鴻的試驗(yàn)(1990)表明高鋅廢水引起了寬葉香蒲根系活力降低，葉片脯氨酸含量增加，葉片生長(zhǎng)期縮短。Foy(1978)認(rèn)為鋅污染造成植物矮化的原因是重金屬對(duì)植物的特殊毒害，在植物體內(nèi)與其他養(yǎng)分起拮抗作用，并抑制了根在土壤中的分布；根的生長(zhǎng)和分布一旦受到抑制，植物對(duì)養(yǎng)分如磷、鉀、鐵等的吸收就會(huì)減少，限制生長(zhǎng)的水平。4.2銅在植物體內(nèi)的蓄積盡管銅是毒性很強(qiáng)的金屬元素，但仍有許多植物可以

11、在Cu離子污染相當(dāng)嚴(yán)重的環(huán)境下生長(zhǎng)，也有些植物體內(nèi)Cu離子積累量可以達(dá)到足以殺死多數(shù)其它植物的水平，并能正常生長(zhǎng)，如Aeolanthusbifmifolius的一個(gè)品種體內(nèi)Cu離子積累可達(dá)13700mgkg。這說(shuō)明植物存在某些耐銅機(jī)制，使之能在高濃度的Cu離子污染環(huán)境下存活。根據(jù)王狄等人的研究表明Cu2在植物體內(nèi)不是均勻分布的，而是有的部位濃度高些，有的低些。這里的部位既指不同的器官或組織，也指不同的細(xì)胞或細(xì)胞的不同結(jié)構(gòu)。植物中的Cu2