酸雨和重金属复合胁迫对绿豆生长发育的影响

 2022-01-17 11:01

论文总字数:14884字

目 录

1. 引言 1

1.1酸雨 1

1.2重金属污染 1

1.3酸雨与重金属污染对植物的影响 2

2.实验材料与方法 3

2.1实验材料 3

2.2实验测试方法 4

2.2.1种子发芽率 4

2.2.2种子发芽势 4

2.2.3蒸腾速率] 4

2.2.4叶绿素 5

2.2.5可溶性糖 5

2.2.6可溶性蛋白 5

2.2.7粗纤维 6

2.2.8抗坏血酸 7

3.实验结果与数据分析 7

3.1酸雨和重金属对种子发芽率的影响 7

3.2酸雨和重金属对发芽势的影响 8

3.3酸雨和重金属对蒸腾速率的影响 9

3.4酸雨和重金属对叶绿素的影响 10

3.5酸雨和重金属对可溶性糖的影响 10

3.6酸雨和重金属对可溶性蛋白的影响 11

3.7酸雨和重金属对粗纤维的影响 12

3.8酸雨和重金属对维生素C的影响 13

4.结论 13

参考文献..................................................................................................................15

酸雨和重金属复合胁迫对绿豆生长发育的影响

马先尧

ABSTRACT: In this paper,We take experimental simulation to measure index such as the germination rate, transpiration, chlorophyll, soluble sugar, soluble protein, crude fiber and vitamin C. Experimental results show: (1)Acid rain can promote the production of seeds germination, transpiration, soluble protein and vitamin C.It has inhibitory effect on soluble sugar and chlorophyll.It has the effect of promoting the coarse fiber and vitamin C;(2)The heavy metals have a preinhibitory effect on germination, soluble sugar and soluble protein.Under certain condition , it inhibit transpiration rates, vitamin C, and chlorophyll and promote the coarse fiber ;(3)Acid rain and heavy metal compound stress showed that most of the indicators of mung bean showed the phenomenon of promoting reinhibition, but it had a inhibitory effect on transpiration rate and chlorophyll.

Keywords:acid rain; heavy metals; germination rate; chlorophyll; soluble sugar.

引言

1.1酸雨

酸雨是指PH小于5.6的雨雪或其他形式的降水,主要是由于人类向大气中排放大量酸性物质所造成的。其酸性物质主要来源于化石燃料的燃烧,也有部分来自于大自然,例如海洋雾沫夹带硫酸、细菌分解产生硫化物、火山喷发二氧化硫气体等等。改革开放后国家发展迅速,工农业发展产生的酸性物质大大增加,直接导致了酸雨的形成。赵艳霞[1]等通过对中国气象局全国酸雨监测网酸雨观测站的数据进行分析,发现我国酸雨区主要分布在长江以南的广大地区。Xie Zhiqing[2]等也对中国严重酸雨时间、空间的可变性进行了研究。

近年来,张新民【3】等通过研究由于大量含硫量高的煤的燃烧,造成了空气中硫氧化物含量上升,形成了以硫酸型酸雨为主的降雨,并正往硫酸-硝酸混合型转变,显示出一定的恶化趋势。宋国君[4]等对中国酸雨政策进行了初步评估研究,发现我国酸雨控制体系已经初步建立,不仅促进了火电厂燃煤的脱硫工程建设,还使单位燃煤SO2排放量得到了有效控制。但是由于我国处于经济告诉发展期,由于政府管理体制落后、工厂减排成本过高、排污收费不合理、补贴不够精准等等因素,短时间内过年酸雨仍有恶化的可能性,需要引起足够重视。

1.2重金属污染

重金属污染是指由重金属或其化合物造成的环境污染。主要原因在于人类不注意废气处理、采矿不注意防止二次污染、以及农药的大量使用等等。重金属经过不同途径进入到人体以后,会和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用,使其失去活性,破坏人体神经系统、骨骼系统、免疫系统等。当重金属在人体内含量超过人体所能耐受的限度时,就会引起人体中毒或者死亡。周建军[5]对我国土壤污染重金属污染现状进行了分析,发现我国土壤重金属污染形势非常严峻。认为我国应当开展土地调查、防控以及修复工作,具有很好的战略眼光。

重金属在土壤中由于不能被微生物所分解,导致其在土壤中能存在很长时间。由于其可能与土壤中的配位体生成络合物或者螯合物,使土壤中的重金属元素具有了更大的迁移活性和溶解度。土壤中的重金属通过迁移可能会污染水源,或者进入动植物体内,最终通过食物链进入到人体内,从而对人体健康造成威胁。

根据宋伟[6]等的研究,我国耕地重金属污染面积已经达到了全国耕地面积的六分之一,将污染耕地划分污染级别分析可知,大部分污染土地还处于尚清洁阶段,但是随着一年一年重金属污染加重,必须引起足够重视。众多重金属污染中,Cd元素污染的比例远超其他元素。根据其结果不难看出,河北、山西、辽宁、陕西、江苏、云南、重庆、广西、四川等地为土壤重金属污染主要地区,其中辽宁和山西的耕地土壤重金属污染尤为严重。

1.3酸雨与重金属污染对植物的影响

目前国内外目前普遍认为酸雨对植物的伤害表现在两个方面,一方面是酸雨对植物具有直接伤害作用,另一方面就是酸雨会使土壤酸化,对植物的生长发育产生间接影响。Cao Hongfang[7]等人曾对广、广西两省受酸雨影响的农作物进行过研究,发现酸雨的直接淋溶对农作物的损害较大。董莲春[8]等研究了不同酸雨梯度下酸雨处理对茶树幼苗叶绿素荧光和光合特性的影响,通过在每个梯度下分别设计地上处理、全淋处理和土壤处理,测定其叶绿素荧光和光合特性。最终可以看出,酸雨对于植物的作用机理并不是一成不变的,会随着浓度而改变,当酸雨产生重度胁迫时,直接和间接作用都存在;而中、轻度酸雨胁迫下,主要是通过土壤酸化后对植物起间接作用。梁骏[9]等以油菜为样品,模拟了不同梯度酸雨对油菜生长发育、产量以及品质的影响。通过分析结果发现酸雨对油菜的株高、叶面积生长产生了抑制作用,对油菜的生长发育产生了较大影响,油菜体内的粗脂肪含量、可溶性糖、叶单面鲜重由于酸雨的影响有了不同程度的降低。可见酸雨对于植物的品质以及各方面指标的影响不容忽视。

土壤中重金属含量超标,对植物的影响主要包括影响植物的生长发育、各种生理生化指标改变、植物产品品质降低、毒害植物超微结构等等。马骁瑾[10]等在太谷县周围的蔬菜地,进行了土壤重金属污染的研究。通过采集蔬菜地的蔬菜样品,分别测定蔬菜体内的重金属含量。结果表明:玛钢厂对周围的蔬菜种植产生了很重要的影响,对蔬菜的品质造成的严重威胁,蔬菜销往市场被人们购买食用可能会对人体产生毒害作用,需要进行重金属污染治理。 王瑾丰,宋小飞[11]等人研究了电子垃圾拆解区周围的重金属污染情况。通过取样拆解区的空心菜,测定其重金属含量,分析其重金属迁移性。最终通过研究发现,重金属含量分布规律是根gt;茎gt;叶,受污染的空心菜叶片中叶绿素含量明显降低,受污染的空心菜有可能会对食用的人造成毒害。重金属污染对于植物的影响也时刻威胁着人类,Qin Fanxin[12]]也对重金属对人体健康的风险评价做过研究,对于防治人体重金属污染具有重要作用。

酸雨进入土壤后,可降低土壤的 pH,加速金属离子( 如 Zn、Pb、Cd、Cu 等) 的溶出,从而形成酸雨与重金属的复合胁迫,进而影响农作物生长发育,最终影响农作物的产量。铅是植物的非必需元素,对植物具有毒害作用。宋莉英【13】等人研究当植物遭受重金属胁迫时,植物的叶绿素、蒸腾作用、电导率会发生系列响应,可能导致植物生物量、叶绿素含量以及光合速率下降。当酸雨和重金属浓度较低时,对植物的损害几乎很小,甚至表现出一定的促进作用,但是随着浓度的升高,超过一定限度,就会对植物产生严重损害。严明理【14】等人通过盆栽实验,在酸雨与重金属复合胁迫下对芥菜型油菜的生理特性进行了研究,结果表面明芥菜型油菜可以通过调节自身体内酶含量用以抵抗重金属浓度过高产生的胁迫作用。随着PH的降低和重金属浓度的升高,就有可能对农作物种子发芽率,改变他们的各项生物指标,从而影响植物的生长发育。然而自然界的污染往往是复合型的,不存在单一意义上的污染,酸雨与重金属往往呈现出复合污染对植物产生胁迫,从而影响植物各方面的指标[15]

本文研究酸雨与重金属复合污染对绿豆生长发育的影响,通过培养皿与盆钵实验研究PH与重金属铅在不同浓度下,对种子萌发阶段的发芽率、发芽势,幼苗生长阶段叶绿素、蒸腾率、可溶性糖、可溶性蛋白含量、粗纤维等指标的影响。通过实验研究,了解酸雨与重金属复合污染对绿豆生长发育、生理特性以及植物品质的影响,为环境生态修复及重金属离子在土壤及植物中的迁移提供重要的参考依据。

2.实验材料与方法

2.1实验材料

(1)实验试剂:见表2-1。

(2)实验方法:

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