水生植物富集重金属(综述)
水生植物修复富营养化水体应用研究综述

水生植物修复富营养化水体应用研究综述刘建英,周湘灿(江苏农林职业技术学院,江苏镇江212400)首先对水体富营养化现象以及水生植物修复富营养化水体进行了概述,然后重点阐述了水生植物修复机理及具体应用(包括污水净化应用、湿地生态修复应用、生物浮床技术应用),最后从5个方面指出未来水生植物修复水体技术的应用研究重点。
水生植物;富营养化;修复响,以江苏南部区域为例,适生的挺水植物有黄菖蒲、香蒲、芦苇、千屈菜、旱伞草、荷花等;浮水植物有睡莲、芡实、萍逢草、莼菜、凤眼莲等;沉水植物有苦草、黑藻、轮叶黑藻、金鱼藻、狐尾藻、菹草等。
不同水生植物种类、不同水生植物种类组合等都将影响修复的效果。
2水生植物修复机理2.1水生植物根区法修复原理德国学者Kickuch 在1977年首次提出根区法理论,以后的水生植物修复水体的机理都是以此为核心,并在这个基础上发展而来。
水生植物利用根区生化效应修复水体的原理包括2个方面。
一方面,它们从地上部分吸收氧气并将其输送到根部,由植物的根细胞扩散到根部,在地下形成一个好氧的微环境。
好氧微生物在好氧环境中繁殖,分解有机物。
另一方面,在根较少的地方形成厌氧区和兼氧区,有利于硝化与反硝化wt 作用,达到脱氮除磷的目的。
2.2水生植物的吸收、吸附和过滤作用水生植物需要吸收大量的N 、P 等营养元素以满足其生长,其发达的根系对水体中氮磷的富集与转移具有良好的效果[11]。
同时,水生植物通过植株对污染物质的吸附和过滤作用实现水体的部分净化作用。
2.3水生植物对藻类的抑制作用水体中浮游藻类的过度生长会导致水体富营养化,而水生植物与浮游植物相比,在养分与光能的利用上具备竞争优势。
在生长过程中,水生植物的生命周期长,植株体积大,吸收和贮存养分的能力强,能较强地抑制浮游藻类的生长[12],具有一定的克藻效应[13]。
3水生植物修复的具体应用3.1污水净化应用纽约州农业和生物科学院的Willian J.Jewell 认为,以水生植物为基础的生态处理系统的净化效果与典型的生化处理系统相同[14]。
藻类富集水体重金属的机理及应用

藻类富集水体重金属的机理及应用郑蒙蒙;邵鲁泽;管幼青;周思齐;李非里【摘要】Algae are considered as ideal bioremediation materials because of their high enrichment ability, environmental friendliness and high repair efficiency, therefore become a hot spot in the environmental research. The article reviewed the research progress of algae removal of heavy metals in the water,introduced the classification of the alga biological adsorbent, focused on adsorption and enrichment mechanism of heavy metal on algae,and main factors affecting the adsorption of heavy metals (adsorption time,living algae and not living algae,algae size,dissolved organic matter),and the accumulation of heavy metals in the application of algae water restoration trend analysis.%由于藻类高的重金属富集能力、环境友好、修复效率高等特点,藻类被认为是理想的生物修复材料,并成为环境领域的研究热点.结合国内外藻类去除水体重金属的研究进展,介绍了各藻类生物吸附剂的分类,阐述藻类吸附和富集重金属机理,以及影响重金属吸附的主要因素(吸附时间、活体藻与非活体藻、微藻粒径、溶解性有机质),并对藻类富集重金属在水体修复应用的趋势进行分析.【期刊名称】《环境科技》【年(卷),期】2017(030)006【总页数】5页(P66-70)【关键词】生物修复;重金属;藻类【作者】郑蒙蒙;邵鲁泽;管幼青;周思齐;李非里【作者单位】浙江工业大学环境学院,浙江杭州310014;浙江工业大学环境学院,浙江杭州310014;浙江工业大学环境学院,浙江杭州310014;浙江工业大学环境学院,浙江杭州310014;浙江工业大学环境学院,浙江杭州310014【正文语种】中文【中图分类】X70 引言重金属污染在淡水生态系统日趋严重。
水葫芦富集砷、汞、铅、镉、铬含量分析

农业测试水葫芦富集砷、汞、铅、镉、铬含量分析蔡顺香 颜明娟 黄东风 林 诚(福建省农科院土壤肥料研究所 350013) 收稿日期:2005-04-16 作者简介:蔡顺香,女,1971年生,实验师。
摘 要 用原子吸收分光光度计和原子荧光光度计对水葫芦根及茎叶两个部位的砷、汞、铅、镉、铬的含量进行了测定。
结果表明,水葫芦根中的重金属含量明显高于茎叶中的含量,水体污染程度越严重,其中生长的水葫芦各个部位重金属含量也越高。
关键词 水葫芦 重金属 含量 水葫芦[Eichnornia crassipes ]又名凤眼莲、凤眼兰、假水仙、洋水仙、水生风信子、水荷花、布袋莲等。
系多年生单子叶植物,属雨久花科凤眼兰属,原产南美洲。
水葫芦是一种优良的水生植物性饲料,于20世纪30年代传入我国,在饲料粮短缺时曾作为畜禽饲料而大力推广。
此外,水葫芦还能吸附水中的重金属,是治污能力最强的水生植物之一。
然而,近年来随着农业生产的高度发展,内河内湖日益富营养化,导致水葫芦的生长速度近乎疯狂而大面积覆盖水面,造成内湖其它生物的灭绝,疯长的水葫芦需长期进行人工打捞,否则易腐败变臭严重污染水质,成为除之不去的一大公害。
本实验通过采集两个不同水域条件下生长的水葫芦样本,分别检测了水葫芦茎叶、根中的砷、汞、铅、镉、铬含量,旨在探明水葫芦不同部位吸附水中重金属的规律和特性,为深度开发和利用水葫芦,合理控制治理水葫芦提供科学依据。
1 实验仪器、试剂与材料111 主要仪器及工作条件 W FX -1F2B 原子吸收分光光度计,铅、镉、铬空心阴极灯(北京第二光学仪器厂),工作条件见表1;AFS -810双道原子荧光光度计,专用砷、汞编码空心阴极灯(北京吉天仪器有限公司),工作条件如下:光电倍增管负高压:260V;原子化器温度:200℃;原子化器高度:8mm;空心阴极灯灯电流:A 道(砷)45mA,B 道(汞)30mA;载气流量:600mL /分钟;屏蔽气流量:1000mL /分钟;读数时间:10秒;延迟时间:1秒;注入量:015m l;测量方式:标准曲线法;读数方式:峰面积;重复次数:2。
大型水生植物对重金属的富集能力研究

大型水生植物对重金属的富集能力研究作者:李先会等来源:《安徽农学通报》2014年第12期摘要:通过对太湖地区大型水生植物中重金属含量的测定,描述了太湖水生植物中重金属元素(Zn,Cu,Pb,Ni,Cr,Mn)的含量以及不同生活型的水生植物对重金属的富集能力。
结果表明:太湖水生植物中重金属的含量北部较高,结合前人的研究可以反映出太湖东部的水质、底泥等的环境状况较差。
关键词:太湖;水生植物;重金属:富集中图分类号 X503 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2014)12-32-031 引言太湖是我国五大淡水湖之一,太湖流域是我国经济高速发展的地区之一。
然而,20世纪70年代以来,随着工农业生产的发展,排入太湖内未经处理的工业废水、农业污水以及生活污水不断增加[1-3],太湖水体污染日益严重。
随着污染物的排放,带入太湖大量重金属物质,这些重金属多具有环境危害持久性、地球化学循环性和生态风险性等特点[1]。
湖泊水生生物是湖泊生态系统的重要组成部分,对物质循环、元素迁移及污水净化等起着重要作用。
大量研究表明:环境中重金属的含量与植物组织中重金属的含量呈正相关[4-6],植物组织中很多元素的含量是环境中元素含量的几十倍甚至是上百倍,因此可以通过分析植物体内的重金属水平来指示环境中的重金属水平[7-10]。
水生植物吸收的重金属主要来源于水生植物生长的沉积泥和水环境中,研究证实,水体、底质中重金属浓度增加,水生植物重金属含量也随之增加。
植物的重金属富集水平与其生长环境的重金属浓度相关性较明显,环境背景中重金属含量水平越高,植物富集重金属的含量水平也越高[11]。
但当土壤中的重金属含量超过一定限度时,植物中的重金属含量也将达到一定的限度而不再上升。
2 采样与实验方法2.1 采样点根据前人对太湖水生植被的调查资料[12-13],在太湖沿岸地区,选取了20个断面,用全球定位仪(GPS)定位布设样点。
根据水草生长情况,将各断面分为有水生植物和无水生植物2种类型,其中有水生植物的采样点共13个,各采样点经纬度和相关水域见图1、表1。
水环境重金属元素污染现状分析

水环境重金属元素污染现状分析1. 引言1.1 水环境重金属元素污染现状分析的重要性水环境中的重金属元素污染是当前环境保护领域中备受关注的问题。
重金属元素是一类具有较高密度和毒性的金属元素,如铅、汞、镉等,它们在水环境中的污染会对生态环境和人类健康造成严重影响。
对水环境中重金属元素污染现状的分析具有重要的意义。
了解水环境中重金属元素污染的分布情况可以帮助我们更好地把握环境质量的状况。
通过深入分析不同地区和水体中重金属元素的含量和分布特点,可以为相关部门制定环境保护政策提供科学依据,有针对性地采取措施减少污染物排放,保护水资源和生态系统的健康。
水环境中重金属元素污染的严重程度直接关系到人类健康和社会经济发展。
重金属元素对水生生物和人体健康都具有潜在的危害,长期暴露在重金属元素污染的环境中会导致各种健康问题,如神经系统损伤、免疫系统异常等。
及时了解水环境中重金属元素的污染状况,有效采取措施进行治理和修复,对于保障公众健康和可持续发展具有重要意义。
对水环境中重金属元素污染现状的深入分析是建立健康水域环境和实现可持续发展的重要基础。
通过加强对水环境重金属元素污染的监测与分析,完善相关政策法规并推动科技创新,我们才能更好地保护水资源、维护生态平衡,实现人与自然和谐共处。
1.2 水环境重金属元素污染对生态环境的影响1. 水生物受到严重影响:重金属元素对水生生物的生长、繁殖和免疫功能均会产生严重影响。
例如,铅、镉等重金属元素在水体中富集会导致水生生物中毒,减少种群数量,从而破坏水生生态系统的平衡。
2. 土壤污染:水环境中的重金属元素会通过生物蓄积进入陆地生态系统,导致土壤污染。
这会影响植物的生长和发育,甚至会对土壤微生物的活动产生负面影响,加剧土壤质量下降的趋势。
3. 生态系统连锁反应:水环境中的重金属元素一旦引起了生态系统的破坏,就会产生连锁反应。
例如,某些水生植物对重金属元素的吸收能力较强,会导致这些植物富集重金属元素,最终进入食物链,对整个生态系统产生影响。
水生植物对水体净化研究综述

水生植物对水体净化研究综述1. 引言1.1 水生植物对水体净化研究综述的背景水生植物对水体净化的研究始于20世纪初,当时人们开始意识到水体污染的严重性以及对生态系统和人类健康带来的危害。
随着工业化和城市化的发展,水体污染问题日益突出,传统的水质净化方法已经无法满足需求。
人们开始将目光转向自然生态系统中的水生植物,希望利用它们的生态功能来改善水体质量。
水生植物在水体净化中扮演着重要的角色,它们可以通过吸附重金属、降解有机污染物、调控水体富营养化等方式,有效地改善水体环境质量。
研究表明,水生植物不仅可以提升水体的透明度和氧气含量,还可以减少水体中的富营养化现象,保护水体生态系统的稳定性。
随着水生植物对水体净化的研究不断深入,人们逐渐认识到水生植物在保护水资源、维护生态平衡方面的重要性。
对水生植物对水体净化的研究已成为当前环境科学领域的热点之一,相关研究成果也为水体环境治理和保护提供了重要的科学依据和技术支持。
1.2 研究目的研究目的是为了深入了解水生植物对水体净化的作用机理,探讨水生植物在水体中对重金属、有机污染物和富营养化物质的处理效果,为环境保护和水资源管理提供科学依据。
通过系统地总结和分析水生植物对水质净化的影响机制,为今后的研究和应用提供指导,促进水体环境治理和保护工作的开展。
通过对水生植物在水体净化中的应用案例进行归纳和分析,可以更好地了解水生植物在实际工程应用中的效果和问题,有助于进一步完善水体治理措施,提高水质生态环境的整体水平。
1.3 研究意义水是人类生存的基本需求之一,而水资源的污染已经成为世界各国普遍面临的环境问题。
水生植物对水体净化的研究,对于改善水质、保护水资源、维护生态平衡具有重要意义。
水生植物对水体的净化作用能够帮助去除水体中的有害物质,包括重金属和有机污染物。
这对于提高水质,减少水污染对生物和人类健康的危害具有重要意义。
水生植物对水体富营养化的调控作用对于防止水体富营养化现象的发生和扩散具有重要意义。
生态修复常用水生植物汇总

1.1植物对重金属耐受上限
重金属离子
Hg
Cu
Cd
Zn
Pb
水车前
-
15.4
0.10
4.00
40.3
金鱼藻
1.00
7.80
5.00
-
-
水葫芦
0.06
20.0
5.00
10.0
30.2
荇菜
-
-
0.20
0.50
-
水葱
-
-
30.0
-
-
大薸
-
5.00
10.0
-
-
不同植物对同种重金属的富集能力有所不同,而同种植物对不同重金属的富集能力也不尽相同。表2 重金属富集植物及去除效果汇总
目录
重金属修复植物水生耐污植物当前存在问题
通过生态方式修复河水、净化水质,实现污染水体净化与修复的手段越来越受到普遍关注。因此,寻找高效净化水体的水生植物是生态修复的关键。 水生植物净化水体一方面是能够吸收氮磷供自身生长和代谢使用,另外多种水生植物还有很强的富集重金属的能力。 由于不同的植物对不同的重金属有其不同的耐受限度,故有必要知道其对重金属离子的耐受临界值。表1 部分水生植物对重金属的耐受上限值(mg/L)
72.90;84.43;
鸢尾
50.00,50.40
茭白
67.33;81.53;
旱伞草
CODcr50-60;总P2.47;总N15.13;
75.81;74.98;
香蒲
70.67;84.22;
茭白
82.35;53.52; 藨草 67.0来自;83.70; 香蒲
植物名称
水分调控下4种水生植物对重金属的吸附与富集作用

水分调控下4种水生植物对重金属的吸附与富集作用作者:方飞浦晨霞武帅周丽佳郑晓情费禹凡屠旖旎来源:《安徽农业科学》2018年第14期摘要 [目的] 研究水生植物对土壤重金属的吸附与富集能力。
[方法]选用美人蕉、黄花鸢尾、旱伞草、再力花4种湿地植物进行盆栽试验,比较其对土壤中4种重金属Cu、Zn、Pb、Cd的富集特性,分析4种水生植物体内重金属的富集与迁移特征,研究4种水生植物地上部分和地下部分重金属的动态分布,评价其对土壤中重金属的综合去除能力。
[结果]干湿交替处理不仅降低了植物的迁移系数也改变了重金属的富集能力;干湿交替处理促进了美人蕉、黄花鸢尾、再力花对Cu、Zn、Pb、Cd的富集,抑制了旱伞草对4种重金属的富集;水淹处理4种水生植物对重金属的迁移系数明显高于干湿交替处理。
[结论]对于Cu、Zn、Pb、Cd污染的土壤利用美人蕉、黄花鸢尾和再力花进行修复时适合水淹种植,利用旱伞草进行修复时水淹和干湿交替均可。
关键词干湿交替;水生植物;富集系数中图分类号 X173 文献标识码A 文章编号 0517-6611(2018)14-0078-04Adsorption and Enrichment Effect of Heavy Metals by Four Aquatic Plants under Water RegulationFANG Fei,PU Chenxia,WU Shuai et al( School of Environmental & Resources Science,Zhejiang A&F University,Hangzhou,Zhejiang 311300 )Abstract [Objective]To study the adsorption and enrichment of heavy metals in soil by aquatic plants.[Method]Four wetland plants,Canna indica,Iris wilsonii,Cyperus alternifolius,Thalia dealbata,were selected for pot experiment.The enrichment characteristics of four heavy metals,such as Cu,Zn,Pb and Cd in soil,were compared.The enrichment and migration of heavy metals in four aquatic plants were analyzed.The dynamic distribution of heavy metals in the aerial parts and underground parts of four aquatic plants was studied,and its comprehensive removal of heavy metals in the soil was evaluated .[Result]Dry and wet alternation not only reduced the plant's transfer coefficient but also changed the metal's ability to enrich.Dry and wet alternation promoted the enrichment of four heavy metals,Cu,Zn,Pb and Cd,and inhibited the enrichment of four heavy metals by Canna indica,Iris wilsonii,Thalia dealbata;The accumulation of Cyperus alternifoliusfor four heavy metals was inhibited by dry and wet alternation .The migration coefficient of four aquatic plants to the heavy metals in the flooded treatment was significantly higher than that in the dry and wet alternating treatment.[Conclusion]Submerged plants were beneficial to the remediation of Cu,Zn,Pb and Cd contaminated soil for Canna indica,Iris wilsonii and Thalia dealbata.Dry and wet alternate planting and flooding were beneficial to the repair for Cyperus alternifolius.Key words Dry and wet alternation;Aquatic plants;Enrichment coefficient随着工业化和城市化进程的加快,土壤和水体的重金属污染问题日益严重,含重金属的外来污染物能通过多种途径进入水体和土壤,包括大气中重金属沉降、金属冶炼、农业生产等[1-2]。
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水生植物富集重金属的研究摘要:水体重金属污染已经成为一个日益严重的环境问题,了解水体重金属污染原理、处理水体重金属,已经成为一个必须解决的课题。
本文分析了重金属对水生植物的影响以及水生植物对重金属离子的富集和去除。
综述了重金属的来源,在国内外的污染现状,以及具体的治理方法,分析了各种方法的优缺点。
在所有的方法中,利用水生植物修复是最有潜力的。
并重点讨论了常见重金属离子对水生植物的影响,包括重金属对水生植物伤害的作用机理、毒害途径及其影响水生植物吸收重金属的因素,统计了水生植物对重金属离子的耐受上限。
关键字:重金属水生植物富集植物修复Accumulation of heavy metals of aquatic plants Abstract: The paper reviews the source of heavy metals,its pollution statusand control methods at home and abroad,and points out that the phytoremediation by water plants is the most potential method after analyzing advantages and disadvantages of all differ entcontrol methods. Analyses the influence of heavy metals in aquatic plants for heavy metalions and aquatic plants the enrichment and purify. The paper discusses the harmful mechanism and toxic paths to water plants,and the factors affecting absorption of heavy metals by water plants,and summarizes the maximum to lerant values of different water plants to hea y metalions.Keywords:heavy metals aquatic plants purify and enrichment phytoremediation;重金属污染现已成为危害最大的水污染问题之一。
由于重金属元素具有难降解、易积累、毒性大等特点,另外还能被生物富集吸收进入食物链危害人、畜、鸟等各种生命[1],因此在水环境中重金属污染尤其受到人们关注。
人类如果长期食用重金属含量超过一定值的水产品,会引发各种疾病,如臭名昭著的“公害病”-水俣病和骨痛病等就分别由汞和镉引起。
因此,寻找高效的重金属富集植物仍然是重金属污染植物修复的关键。
1.重金属离子对水生植物的影响1. 1 重金属对水生植物的伤害机理重金属伤害水生植物主要的机理为自由基伤害理论。
通常情况下,许多酶促反应和某些低分子化合物的自动氧化都会产生活性氧。
水生植物在长期的进化过程中在体内形成了由SOD、CAT和POD酶组成的有效的清除活性氧的酶系统。
它们在一定范围内及时清除机体内过多的活性氧,以维持自由基代谢的动态平衡,能维持水生植物体内活性氧自由基的较低水平,从而避免了活性氧对水生植物细胞的伤害。
由于重金属能导致水生植物体内活性氧产生速率和膜脂过氧化产物明显上升,从而使水生植物体内活性氧自由基的产生速度超出了水生植物清除活性氧的能力,因而引起细胞损伤。
这是重金属对水生植物产生毒害的一个重要机制[2]。
而重金属对水生植物的影响作用主要表现在改变细胞的细微结构,抑制光合作用、呼吸作用和酶的活性,使核酸组成发生改变,细胞体积缩小和生长受到抑制等[3]。
孔繁翔等人在研究中发现,不同浓度的锌等重金属对羊角月牙藻的生长进度、蛋白质含量、ATP水平等有明显的影响,其实验结果表明,金属离子在其所试验的范围内对其生长速率均有抑制作用[4]。
1. 2 重金属对水生植物产生毒害的生物学途径重金属对水生植物产生危害的途径可能有两种: 一是大量的重金属离子进入水生植物体内干扰离子间原有的平衡系统,造成正常离子的吸收、运输、调节和渗透等方面的阻碍,从而使代谢紊乱;二是较多的重金属离子进入水生植物体内,不仅和核酸、蛋白质、酶等大分子结合,而且还可以取代某些蛋白质和酶行使其功能时所必须的特定元素,使其变性或活性降低[5]。
1.3 常见重金属离子对水生植物的影响1.3.1 Hg的影响汞属于毒性很强的重金属离子,中毒临界值很低。
在临界值以下,Hg能增加细胞内核糖体、核糖体亚基及多聚核糖体的数量,诱导蛋白质合成。
当其积累的数量超过临界值时就会影响植物的正常生理活动。
随着Hg浓度的增大,光合作用系统受到不可修复的破坏,表现为植株受到严重伤害。
其原因是汞的积累抑制叶绿素酸酯还原酶和影响氨基-γ-酮酸的合成,而影响叶绿素的生物合成;同时使叶绿体膜系统在结构上受到逐渐破坏,导致叶绿素总量的下降,光合速率降低,从而对整个生命循环过程带来灾难性的影响[6]。
1.3.2 Cd的影响镉过量时,能降低有机体内RNA和蛋白质的合成速度,破坏核糖核蛋白质体,引起DNA 胞嘧啶的甲基化,导致DNA的损伤;并且能通过水流和食物链在水中迁移,形成循环危害[7]。
镉毒害的主要机制在于它对细胞内蛋白质和核酸等重要的生物大分子上的巯基具强大的亲合力,对磷酸盐功能团等其他侧链也显示出亲和力,且易于移动,往往集中在生长旺盛的部位,显示其敏感的毒害损伤作用[8]。
1.3.3 Cu的影响铜是水生植物体内多酚氧化酶、氨基氧化酶、酪氨酸酶、抗坏血酸酶、细胞色素氧化酶等的组成,能提高水生植物的呼吸强度。
水生植物生长过程中需要少量的铜,缺少铜会影响叶绿素的含量,叶片出现失绿现象,繁殖器官的发育受到影响,严重时导致死亡。
当然,过量的铜同样会对水生植物生长造成不良影响。
主要是阻碍对其他元素的吸收,被吸收的铜主要集中在根部,造成根部的铜过量,严重阻碍对其他元素的吸收。
另外,过量的铜抑制脱酸酶的活性间接阻碍氨向谷氨酸的转化,造成氨在根部大量堆积,使根受到严重的损害[9]。
1.3.4 Zn的影响锌是植物正常发育所必需的微量元素之一,是植物激素IAA的重要原料。
缺乏时植物体的吲哚乙酸含量会降低,植物矮小。
同时缺锌还会阻碍叶绿体的发育,并使植物出现明显的小叶病症状[10]。
当锌过量时,对植物的超微结构造成影响,并随浓度的增大,毒性加剧。
过量锌主要对细胞的膜系统产生影响。
与叶绿素和细胞核相比,线粒体更加敏感。
其毒害过程为:首先线粒体膨大,在较高浓度下,叶绿体的内囊体排列紊乱,线粒体成空泡状。
细胞核核膜破裂,核仁散开。
最后为叶绿体解体,细胞核凝胶状染色质散入细胞质中,对各细胞器造成致死性伤害[11]。
1.3.5 Pb的影响在一定的范围内,铅能够促进根的生长,也可以从多个方面影响水生植物。
铅能够影响植物抗氧化酶系统,使蛋白质和生物大分子变性,从而伤害植物。
同时,铅也能够影响植物细胞膜的透性,使其生理生化反应发生紊乱。
铅对植物细胞分裂素亦有影响。
铅胁迫的毒理在于破坏植物叶绿素、线粒体和细胞核的超微结构,减少叶绿素和抗坏血酸的含量,降低硝酸还原酶和脱清还原酶的活性,继而阻碍水生植物的呼吸代谢、光合作用、清素还原、细胞分裂等生理功能正常进行,并最终影响植物品质和生物量[12。
过量的铅进入水生植物体内,将对其造成严重的影响,甚至是死亡。
由于不同的植物对不同的重金属有其不同的耐受限度,故有必要知道其对重金属离子的临界值。
部分水生植物对重金属的耐受上限临界值见表1。
[13]表1 水生植物对重金属的耐受上限 mg/kg重金属离子水车前星星梅浮萍金鱼藻水葫芦Hg - - 7.0 1.0 0.06Du 15.4 40.9 0.4 7.8 -Cd 0.1 - 2.5 5.0 0.32Zn 4.0 14.1 20.0 - -Pb 40.3 86.9 19.3 - 30.22.水生维管束植物对重金属的去除水体中的重金属(Hg、Cd、Pb、Ni、Zn 等)以各种形态分布在水相、底质及生物体中,表现出不同的环境地球化学行为和毒性特征。
近些年来,随着工农业生产排放量的增加,重金属离子的污染已经成为十分突出的水环境问题之一。
因此,以各种手段进行水环境重金属的去除应运而生。
其中,利用大型水生植物修复重金属污染水体不但投资小、效率高,而且会带来较高的环境生态效益。
大型水生高等植物是一个生态学范畴上的类群,是不同分类群植物通过长期适应水环境而形成的趋同性适应类型,主要包括两大类:水生维管束植物和高等藻类[14]。
水生维管束植物具有发达的机械组织,植物个体比较高大。
通常具有4种生活型:挺水、漂浮、浮叶和沉水[15]。
它是水生态系统保持良性运行的关键类群,也是整个水生生植群落多样性的基础。
与藻类相比,大型水生植物的特点是更易人工操纵,即可通过人工收获将其固定的污染物带出水体[16],这些特点是利用大型水生植物进行污水治理的理论基础。
鉴于大型水生大型植物在湖泊、河流生态系统中的重要作用,许多学者对其在重金属污染监测和治理方面做了研究,并取得了一定的效果。
2.1 水生植物对重金属的代谢生物学水生植物对重金属的代谢表现为吸收和富集作用、降解作用以及沉降、吸附和过滤作用等方面[17],通过植物挥发、吸收和吸附等途径,实现对重金属的去除。
植物挥发是指重金属通过植物作用产生毒害性小的挥发态物质,目前在这方面研究最多的是金属元素Hg和类金属元素Se;植物吸收也称植物过滤活植物萃取,属集永久性和广域性于一体的植物修复途径,是利用专性植物根、茎吸收一种或几种污染物,尤其是重金属;植物吸附则直接发生在植物根(或茎叶)表面,被认为是去除水体重金属最为迅速的手段,它是由螯合离子交换和选择性吸收等理化过程共同作用的结果[18]。
能用于植物去除的植物类型应具有的特性:(1)即使在污染物浓度较低时也具有较高的积累率;(2)能在体内富集高浓度的污染物;(3)能同时吸收积累数种重金属;(4)生长快,生物量大;(5)具有抗虫、抗病能力[19]。
近年来大量的研究显示,水生植物的根部对重金属的富集最为显著,其次是茎、叶和果实。
不同水生维管束植物对重金属的富集能力顺序为:沉水植物>漂浮(浮叶)植物>挺水植物。
2.2 水生植物对重金属的去除2.2.1 挺水植物在野外自然环境中,许多挺水植物可以蓄积大量重金属,并且植物体内重金属含量与外界污染水平相关,可以作为指示生物和蓄积物种。
Rai等[20]和Dwivedi等[21]调查发现水蕹是一种很好的蓄积植物,该植物最大可以蓄积Cu:62,Mo:5,Cr:13,Cd:11,As:0.05µg/gDW。