構樹葉部累積重金屬的季節(jié)特征及保護酶的適應機制研究.pdf

1、構樹是銻礦區(qū)土壤中的超耐受植物,對其富集特征和適應機制的研究能直接反映植物對重金屬元素的富集能力,并能為礦區(qū)污染土壤修復和生態(tài)環(huán)境提供理論基礎。本研究以冷水江銻礦區(qū)為研究樣區(qū),以人工栽種4a生構樹為植物樣本,分別在4、6、9、11月進行連續(xù)野外采樣,采取室內(nèi)測定相結合的方法,依據(jù)銻礦區(qū)土壤銻、鉛、鎘和鋅元素在不同季節(jié)總量與化學形態(tài)動態(tài)變化的分析結果,以及構樹葉片銻、鉛、鎘和鋅元素含量在春夏秋冬四季的變化狀況,系統(tǒng)說明構樹對銻礦區(qū)重金屬銻

2、、鉛、鎘和鋅的季節(jié)富集特征,并從構樹生理方面闡述構樹對重金屬污染的適應機制及抗性研究。主要研究內(nèi)容包括:
　　 (1)運用Tessier連續(xù)提取法對銻礦區(qū)土壤中的銻,鉛、鎘和鋅不同形態(tài)含量進行測定和計算,得出銻,鉛、鎘和鋅總量為湖南背景值的140、9、400和1.76倍,銻礦區(qū)土壤嚴重受到銻、鉛和鎘元素的污染,鋅元素輕度污染。
　　 (2)對銻礦區(qū)土壤中銻、鉛、鎘和鋅元素的水溶態(tài),可交換態(tài),碳酸鹽結合態(tài),鐵錳氧化態(tài),有機

3、結合態(tài)與殘渣態(tài)與總量的比例進行分析,結果表明,銻礦區(qū)土壤中的銻、鉛、鎘和鋅都主要是以殘渣態(tài)存在；銻各形態(tài)按比例大小排列為:殘渣態(tài)>鐵錳氧化態(tài)>有機結合態(tài)>碳酸鹽結合態(tài)>可交換態(tài)>水溶態(tài)；鉛元素按其大小排列為:殘渣態(tài)>可交換態(tài)>有機結合態(tài)>鐵錳氧氧化態(tài)>碳酸鹽結合態(tài)；鋅元素各形態(tài)比例排列為:殘渣態(tài)>有機結合態(tài)>鐵錳氧化態(tài)>碳酸鹽結合態(tài)>可交換態(tài)。鎘各形態(tài)按其大小排列為:殘渣態(tài)>碳酸鹽結合態(tài)>可交換態(tài)>鐵錳氧化態(tài)>有機結合態(tài)。
　　

4、 對表層(0-20cm)、中層(20-40cm)與底層土壤(40-60cm)之間銻、鉛、鎘和鋅的含量進行比較得出:銻礦區(qū)土壤的銻,鉛、鎘和鋅污染都為外源污染,主要富集在表層土壤,并且含量隨著土層深度加深而減少。
　　 (3)對銻礦區(qū)土壤中的銻,鉛、鎘和鋅各形態(tài)在不同季度時的含量進行比較,結果表明:銻礦區(qū)土壤中銻元素的水溶態(tài),可交換態(tài),碳酸鹽結合態(tài)與鐵錳氧化態(tài)隨著春夏秋冬呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢,銻元素的有機結合態(tài)與殘渣態(tài)呈現(xiàn)先上升而后下

5、降趨勢；鉛元素可交換態(tài),碳酸鹽結態(tài),殘渣態(tài)呈持續(xù)上升狀態(tài),鐵錳氧化態(tài)與有機結合態(tài)呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢；鎘殘渣態(tài)與有機結合態(tài)呈現(xiàn)持續(xù)上升狀態(tài),而可交換態(tài),碳酸鹽結合態(tài)與鐵錳氧化態(tài)為先上升后下降趨勢。鋅可交換態(tài)、碳酸鹽結合態(tài)和鐵錳氧化態(tài)隨四季持續(xù)上升趨勢,而殘渣態(tài)與有機結合態(tài)呈持續(xù)下降趨勢。
　　 結合方差分析表明,銻,鉛、鎘和鋅有效態(tài)含量四季變化有著極顯著差異,殘渣態(tài)與有機結合態(tài)無顯著差異。
　　 (4)以無污染土壤中構

6、樹葉片含量為對照,運用原子吸收光度法,對銻礦區(qū)構樹葉片中銻,鉛、鎘和鋅在春夏秋冬季度中的含量進行測定比較。結果表明:銻礦區(qū)構樹葉片中四季的重金屬含量明顯高于對照；銻元素與鉛元素四季變化趨勢都是呈現(xiàn)先上升而后下降并在秋季是達到最大值；鎘和鋅元素隨四季呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢。方差分析表明,在銻礦區(qū)構樹與對照重金屬含量以及四季變化規(guī)律有著極顯著的差異。
　　 構樹對銻元素的富集系數(shù)接近于1,其和鉛富集系數(shù)在秋季時達到最大,而鎘和鋅的富集系數(shù)

7、在冬季達到最大。結合不同季節(jié)土壤中各形態(tài)含量進行相關分析表明,構樹葉片銻,鉛、鎘含量與土壤中其水溶態(tài),可交換態(tài),碳酸鹽結合態(tài)和鐵錳氧化態(tài)呈極顯著相關,葉片鋅元素含量與可交換態(tài)與碳酸鹽結合態(tài)有顯著相關,與有機結合態(tài)和殘渣態(tài)無相關性。
　　 (5)以無污染土壤構樹為對照,對構樹不同季節(jié)的SOD、POD、CAT酶活性與MDA含量進行測定與比較。結果表明,銻礦區(qū)構樹的各酶活性與MDA含量明顯高于對照,構樹葉片中的POD,SOD,CAT酶

8、活性隨四季呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,在秋季達到最大值,而MDA含量則隨四季中呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢。方差分析表明,銻礦區(qū)構樹與對照含量以及四季變化趨勢有著極顯著差異,SOD,POD,CAT酶活性,銻礦區(qū)構樹為了適應土壤重金屬的污染而提高葉片保護酶活性,為維持正常生命活動,是抵抗外界環(huán)境污染的抗性因子。
　　 相關分析表明:銻礦區(qū)構樹的POD、SOD、CAT酶活性與土壤中銻元素可交換態(tài)和碳酸鹽結合態(tài)有顯著相關性,與銻有機結合態(tài)呈負相關,與