环境科学研究方法.

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环境科学研究方法考试试题

环境科学研究方法考试试题

环境科学研究方法考试试题第一部分:问答题1. 解释什么是环境科学研究方法?为什么研究方法在环境科学中很重要?环境科学研究方法是指用于理解、分析和解决环境问题的技术和方法。

它涉及到数据收集、实验设计、数据处理、数据分析和结果解释等方面。

研究方法在环境科学中至关重要,因为它可以确保研究的可靠性和准确性。

只有通过科学合理的方法来进行环境研究,才能得出可信的结论和提出有效的环境保护措施。

2. 请解释一下质性研究方法和定量研究方法。

质性研究方法是通过非统计的手段,如观察、深入访谈和内容分析等,来收集和分析数据。

它关注于对研究对象进行深入理解,探索当中的细节、感受和意义。

定量研究方法则是基于统计和数值分析,采用量化数据进行研究。

通过实验设计、问卷调查、样本采集等手段,收集大量数据,使用统计方法进行分析和解释,得出结论。

3. 简要描述一下常见的环境科学研究方法。

(1)实验方法:在控制条件下进行实验,通过改变因素来观察其对环境的影响。

(2)调查方法:通过问卷调查、观察、采样等手段,获取大量数据,并进行统计分析。

(3)模拟方法:通过模拟真实环境,如使用计算机模型或实验室模拟环境,研究环境问题。

(4)案例研究方法:选择具体的案例进行深入研究,了解案例中的环境问题和解决方案。

(5)系统分析方法:综合考虑多个因素,通过建立系统模型,分析环境问题和相互关系。

第二部分:论述题1. 简要论述环境科学研究方法的应用领域和意义。

环境科学研究方法的应用领域非常广泛,包括但不限于以下几个方面:(1)环境监测:通过数据采集和分析,了解环境中的各种参数和指标,如空气质量、水质状况、土壤污染等。

(2)环境影响评价:用于评估新建或扩建项目对环境的影响,从而提出环境保护建议和措施。

(3)环境治理:通过研究和采用合适的环境治理方法,解决环境问题,如大气污染治理、水污染治理等。

(4)环境教育:通过研究和分析环境问题,提出环境保护意识培养和环境教育的策略和方法。

环境科学研究探索保护环境的方法

环境科学研究探索保护环境的方法

环境科学研究探索保护环境的方法保护环境是当今社会面临的一项重要任务,而环境科学的研究则为我们提供了许多解决环境问题的方法。

本文将探讨环境科学研究中的一些重要方向和方法,以期为环境保护工作提供一些有益的启示。

一、生态系统保护生态系统是地球上万物互相作用的复杂系统,它们维持着地球的生态平衡。

而生态系统的研究可以帮助我们更好地了解自然界的运行规律,从而采取措施来保护它们。

例如,通过研究不同生物群落的物种组成和相互关系,可以找到合理的生态恢复方案。

此外,研究生态系统中的营养循环和能量流动可以帮助我们更加精确地评估环境污染的影响,并提出相应的解决方案。

二、环境污染治理环境污染是当前世界各国面临的共同问题,其治理涉及到多种科学领域的研究。

环境科学通过研究大气污染、水污染、土壤污染等不同的污染类型,帮助我们了解污染物的来源和传播机理,从而提出有效的治理措施。

例如,通过分析大气中的污染物浓度和来源,可以制定相应的减排政策和控制措施;通过研究水体中的水质状况和污染物的迁移途径,可以采取相应的净水技术和水资源管理策略。

环境科学研究的进展使得环境污染治理可以更加科学、高效。

三、可持续发展可持续发展是一个长期而复杂的目标,它要求我们在满足当前需求的同时,不损害未来世代的利益。

环境科学对可持续发展的研究尤为重要,它可以帮助我们评估不同发展路径的环境风险和可持续性。

例如,通过生命周期评估方法,可以量化产品的环境影响,从而指导生产过程中的环境改进;通过生态足迹分析,可以评估人类活动对生态系统的压力,为制定可持续利用自然资源的政策提供支持。

在环境保护工作中,可持续发展的理念应当贯穿始终,而环境科学的研究为实现可持续发展提供了强有力的支持。

四、环境监测技术环境监测是环境科学研究的重要组成部分,它通过采集和分析环境样品,评估环境质量和检测环境污染物的浓度,为环境保护决策提供依据。

随着技术的进步,环境监测手段也得到了极大的改进。

现代化的环境监测技术可以实时监测大气、水体和土壤等不同环境介质中的污染物,能够有效地反映环境状况的变化。

环境科学学习心得研究与解决环境问题科学方法

环境科学学习心得研究与解决环境问题科学方法

环境科学学习心得研究与解决环境问题科学方法环境问题日益严重,对人类的生存和发展造成了巨大的威胁。

因此,我们需要学习环境科学,并探索解决环境问题的科学方法。

在我的学习过程中,我发现解决环境问题需要综合运用多种学科知识,并采用系统分析、观察实验和创新技术等科学方法。

下面我将结合个人学习心得,就环境科学学习和解决环境问题的科学方法进行论述。

一、环境科学学习心得在学习环境科学的过程中,我深刻认识到环境问题的复杂性和紧迫性。

环境科学是一门综合性学科,涉及生态学、地球科学、环境工程、环境法律等多个领域。

我通过学习这些学科,逐渐了解到环境问题的本质和成因。

首先,我学习了生态学的基本概念和原理。

生态学是研究生物与环境相互关系的学科,它告诉我们人类与自然界的相互依存关系。

生态学的概念和原理对我深刻认识到环境问题的重要性,并启发我从生态平衡的角度思考和解决环境问题。

其次,我学习了地球科学的相关知识。

地球科学包括地质学、气象学、地理学等学科,它们揭示了地球的演化过程和自然界的特征。

通过学习地球科学,我了解到环境问题的根源和背后的地质、气象等因素,这有助于我制定解决环境问题的科学方案。

另外,我还学习了环境工程和环境法律等学科。

环境工程教授了我环境污染治理和环境保护的技术方法,而环境法律则对环境监管和法规制定进行了介绍。

这使我更加明确环境问题的治理路径和政策法规的重要性。

通过学习环境科学,我逐渐形成了系统、综合性的环境问题认知体系。

这使我对环境问题有了深刻的理解,并为进一步研究和解决环境问题奠定了基础。

二、解决环境问题的科学方法解决环境问题是一项复杂而艰巨的任务,需要系统性思维和科学方法的引导。

在我的学习过程中,我了解到以下几种科学方法在解决环境问题中具有重要作用。

首先,系统分析是解决环境问题的重要方法之一。

环境问题的背后往往有多个因素相互作用和影响。

通过系统分析,可以对环境问题进行全面、深入的剖析,找出问题的关键环节和解决方案的切入点。

环境科学研究方法

环境科学研究方法

环境科学研究方法环境科学研究方法是指在环境科学领域开展研究时所采用的技术、工具、理论和方法。

环境科学的研究方法涵盖了多个学科领域,包括地理学、生态学、化学、物理学等。

在环境问题的研究中,一个重要的目标是理解和解决环境问题的原因、影响和解决方案。

下面是一些常见的环境科学研究方法:1. 实地调查:实地调查是研究环境问题的重要方法之一。

它通过直接观察和记录环境状况、采集样品,并对其进行分析和测试,以获取关于环境问题的详细信息。

实地调查可以用于研究地理环境、生物多样性、土壤质量、气候变化等各个方面的问题。

2. 实验研究:实验研究是通过在控制变量的条件下对环境问题进行观察和测量的方法。

实验研究通常涉及构建实验模型,通过对比实验组和对照组的数据,来评估特定因素对环境问题的影响。

实验研究可以帮助我们了解环境污染、生态系统恢复、气候变化等问题。

3. 数据分析:在环境科学研究中,大量的数据通常需要进行收集和分析。

数据分析可以通过统计学方法,如回归分析、时间序列分析等,来揭示数据背后的规律和趋势。

数据分析可以有效地评估环境问题的严重性、趋势以及潜在风险。

4. 模型建立和模拟:建立环境模型可以帮助科学家对复杂的环境问题进行研究和理解。

环境模型可以是数学模型、物理模型或计算机模型。

通过模型建立和模拟,可以预测环境变化的趋势和可能的结果,为环境管理和政策制定提供科学依据。

5. 问卷调查和访谈:问卷调查和访谈是收集人们对环境问题的意见和看法的常用方法。

通过设计合适的问卷和进行访谈,可以了解公众对环境问题的认知、态度和行为,从而为环境管理和教育提供参考。

6. 文献回顾和综述:文献回顾和综述是对已有研究文献进行系统性梳理和总结的方法。

通过回顾和综述已有的研究成果,可以了解当前的研究进展、研究方法和理论框架,从而为进一步的研究提供指导。

7. 跨学科研究:环境科学研究需要跨越多个学科领域,利用多学科的知识和方法来解决复杂的环境问题。

环境科学研究中存在的方法不足及改进意见

环境科学研究中存在的方法不足及改进意见

环境科学研究中存在的方法不足及改进意见一、环境科学研究方法的不足近年来,随着环境问题的日益严重和全球关注度的提高,环境科学研究成为了重要的议题之一。

然而,在实际的研究过程中,我们也发现了一些环境科学研究方法存在的不足。

主要表现在以下几个方面:1. 数据获取和处理不完善在环境科学研究中,数据是非常重要的一个方面。

然而,由于数据收集和整理工作相对复杂且耗时较长,导致很多环境科学研究仅依赖有限样本数据或者通过模型预测结果。

这种方法虽然能够提供初步结论,但对真实情况的反映可能存在一定偏差,影响了研究结论的准确性。

2. 环境参数选择不合理在进行环境科学研究时,选择适当的环境参数是非常关键的。

然而,在某些情况下,研究者可能会忽视一些重要参数或者错误地选择部分参数。

这样往往会导致结果不具有代表性,并且无法获得准确可靠的结论。

因此,需要加强对环境参数选择的科学性和合理性的研究。

3. 缺乏跨学科合作环境科学研究面临着一个复杂的问题,即环境系统是一个相互关联、相互作用的综合体系。

然而,在实际的研究过程中,往往只有单一学科或者专业领域的研究者参与其中,缺乏跨学科的合作。

这导致了对于环境问题的综合性认识不足,并且难以提供全面和可行的解决方案。

二、改进意见为了克服上述存在的方法不足,在进行环境科学研究时,我们可以采取以下几个方面来改进:1. 引入大数据技术随着信息技术和计算能力的飞速发展,我们可以更加有效地收集和处理大规模数据。

通过引入大数据技术,可以增加数据样本量和种类,提高结果分析与结论判断的准确性。

另外,在处理数据时需注意消除噪声和偏差,确保数据质量。

2. 提高环境参数选择科学性在进行环境科学研究时,应建立完备的环境参数体系,并对不同环境问题进行相应的参数选择。

可借助模型模拟、实验室研究等手段,深入了解关键环境参数对于研究结果的影响。

同时,需要在选择环境参数时兼顾其代表性和可操作性。

3. 加强跨学科合作针对环境科学研究中涉及到的复杂问题,加强跨学科合作显得尤为重要。

环境科学基础

环境科学基础

环境科学基础环境科学是研究环境与生态系统的相互作用及其动态过程的一门综合性学科。

在现代社会,环境问题已成为全球面临的重大挑战,而环境科学的发展与应用则成为解决这些问题的关键。

环境科学基础是环境科学学习的起点,下面将简要介绍环境科学的基本概念、研究领域和方法。

一、环境科学的基本概念环境科学是一门跨学科的学科,它综合运用了生态学、地理学、地质学、化学、物理学等多学科的理论和方法,来研究和分析环境问题。

环境科学的基本任务是:探索环境的组成、演化和功能,研究环境与生态系统的关系,为环境保护、恢复和可持续发展提供依据。

二、环境科学的研究领域1. 环境质量与污染控制:研究环境中的各种污染物质及其来源、传输、转化和去除方式,以及环境质量评价和控制方法。

2. 生态系统与生物多样性:研究自然生态系统的种类、结构、功能及其与人类活动的相互关系,探讨生物多样性保护和可持续利用的策略。

3. 土地与水资源:研究土地利用与管理、水资源的分布与利用情况,以及土地退化、水污染等问题,并寻找可持续的资源管理方式。

4. 气候变化与环境影响:研究全球气候变化的原因、机理和影响,以及应对气候变化的措施与适应策略。

5. 环境政策与管理:研究环境政策的制定与实施,环境规划和环境管理的方法与途径,探讨可持续发展的决策与管理模式。

三、环境科学的研究方法环境科学是一门综合性学科,采用了许多不同的研究方法来解决环境问题。

以下是常见的环境科学研究方法:1. 野外调查与样本采集:通过实地考察和采集样本,获取环境数据并进行分析和评估。

2. 实验研究:在实验室环境中对特定变量进行控制,来探索环境过程与机制。

3. 数学建模与模拟:利用数学模型对环境系统进行描述和预测,揭示环境变量之间的相互作用模式。

4. 数据分析与统计:运用统计学方法处理和分析数据,从而得出科学结论。

5. GIS技术与遥感监测:利用地理信息系统(GIS)和遥感技术获取、处理和分析地理信息数据,为环境管理决策提供支持。

环境科学基础研究的新方法与思路

环境科学基础研究的新方法与思路

环境科学基础研究的新方法与思路环境科学是一门复杂而且综合的学科,它涉及到多个层面和领域。

环境污染与生态破坏已成为人类社会面临的重要问题。

如何探索新的环境科学研究方法和思路,从而保护我们的环境,成为了近年来环境科学领域亟待解决的问题。

一、多学科合作环境科学是一门综合性学科,因此需要跨学科的支撑和合作。

在环境科学的研究中,物理学、化学、生物学、地理学等多个学科都有其重要的地位。

例如,环境化学的成果可以帮助理解空气和水污染的化学机制;生态学的理论可以用于研究生态系统的稳定性和环境恢复的效率。

因此,在环境研究中,多学科的合作探索新的科学方法和技术是至关重要的。

二、新技术的应用近年来,新的技术应用在环境研究中得到了广泛的应用。

例如,传统的动物和植物调查方式耗时且受到人为因素的干扰,而现代遥感技术则在如何对生态和土地进行监测和定量方面提供了良好的解决方案。

同样地,大数据和人工智能技术在环境监测和预警方面也起到了越来越重要的作用。

这些新技术的应用,不仅可以提高环境研究的效率和精度,还可以挖掘更多有用的信息。

三、本土化研究科学家发现,环境研究的本土化有助于解决特定地区环境问题。

例如,在中国,由于气候和地质的差异,环境形势和问题也与其它国家不同。

因此,针对中国环境,量身定制本地化研究具有更大的优势,并且也能帮助保护中国的独特自然环境和生物多样性。

四、公众参与环境问题不仅关乎科学研究,也跟社会的公众息息相关。

公众参与可以帮助科学家更加了解环境问题对社会的影响,并能提供真实可靠的数据和资料。

因此,在环境研究中,公众的参与和合作也是至关重要的。

总之,环境科学研究涉及到多个层面和研究领域,单一的方法或思路已无法解决当前的问题。

通过跨学科的合作、应用新技术、本土化研究和公众参与,我们可以获得更多有用的信息和数据,从而为保护我们的环境做出更为贡献的努力。

环境科学概论考试题库及答案

环境科学概论考试题库及答案

环境科学概论考试题库及答案一、选择题1. 环境科学的研究对象主要包括:A. 人类社会B. 自然环境C. 社会经济系统D. 人类活动对自然环境的影响答案:D2. 环境科学的研究方法主要包括:A. 实验法B. 观察法C. 调查法D. 所有以上答案:D3. 以下哪项不是环境问题的特点?A. 全球性B. 长期性C. 局部性D. 复杂性答案:C4. 可持续发展的概念最早是在哪个文件中提出的?A. 《人类环境宣言》B. 《我们共同的未来》C. 《里约宣言》D. 《联合国气候变化框架公约》答案:B5. 以下哪个不是生态系统服务?A. 物质供给B. 调节服务C. 文化服务D. 技术服务答案:D二、填空题6. 环境科学是一门研究______与______相互作用及其对生态系统和人类福祉的影响的学科。

答案:人类活动;自然环境7. 环境影响评价是指在项目实施前,对其可能产生的______进行系统评估的过程。

答案:环境影响8. 环境污染物的生物放大是指某些污染物在生态系统中通过食物链传递,导致在______体内积累的现象。

答案:高级消费者9. 清洁生产是指在生产过程中采取一系列措施,减少对______的消耗和对环境的污染。

答案:资源10. 绿色化学是指设计对______无害的化学产品和过程。

答案:环境和人类健康三、简答题11. 简述环境科学的主要研究内容。

答案:环境科学主要研究内容包括环境质量的监测与评价、环境污染的控制与治理、生态系统的结构与功能、自然资源的合理利用与保护、环境政策与法规的制定与实施、以及可持续发展战略的规划与实施等。

12. 什么是环境伦理学?它在环境保护中的作用是什么?答案:环境伦理学是研究人类对自然环境的道德责任和行为准则的学科。

它在环境保护中的作用主要体现在提高人们的环境意识,促进人们形成正确的环境价值观,引导人们采取负责任的环境行为,以及推动环境政策和法规的制定与执行。

四、论述题13. 论述可持续发展的基本原则及其在环境保护中的应用。

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土壤铜污染的生物修复研究——以江西德江铜矿矿区为例学院:资源与环境工程学院班级:环科111姓名:李喆学号:1108100056任课老师:刘方目录前言一、研究背景 (1)1.1江西德兴矿区土壤铜污染的现状与危害 (1)1.2江西德兴矿区土壤铜污染的特点 (1)二、研究目的 (2)三、研究意义 (2)四、研究内容 (2)4.1土壤中铜的来源及存在形态 (2)4.2铜污染的生态修复 (3)4.2.1超积累植物对铜污染土壤的修复 (3)4.2.2超积累植物对铜的耐性及解毒机理 (4)4.2.3超积累植物修复铜污染土壤的强化措施 (4)五、研究方法 (5)六、研究结果分析 (6)七、展望 (6)参考文献前言铜是植物生长发育所必需的营养元素,然而铜也是导致土壤污染的重要重金属之一,当土壤中铜含量超过一定浓度时,将植物生长发育及产量产生影响[1]。

杨桂芬等[2]的研究表明,高浓度铜在水稻根部累积,会使水稻根系变粗,根毛变少,影响根系对养分的吸收,谷粒不饱满,造成减产。

小麦遭受铜毒害,会出现生长前期的株高和分蘖受抑。

另外,受铜污染严重的土壤中的微生物也会受到影响。

综上所述,土壤铜污染会对土壤中的生物造成严重危害。

不过近年来,我国铜污染土壤的植物修复研究发展很快,发现了海州香薷、鸭跖草、蓖麻等铜超积累植物,同时有机酸、耐铜微生物也能加强超积累植物的修复作用[3]。

文中我将以亚洲最大的铜矿——江西德兴铜矿为例,研究其受铜污染土壤的生物修复技术。

一、研究背景江西德兴地处北纬28°38′至29°16′、东经117°22′至118°23′,属亚热带湿润季风区,适合于水稻为主的多种农作物和亚热带长绿针、阔叶林木的生长。

德兴铜矿是我国最大的铜矿,也是全国有色金属工业的重要生产基地,同时具有亚洲第一大尾矿坝。

1.1 江西德兴矿区土壤铜污染的现状与危害自1958年露天开采以来,已造成5. 76 km2的裸地和207 km2尾矿堆积区。

同时每年还排放大量的含铜、铁等多种重金属离子的酸性废水。

造成了下游大圬河、乐安河、甚至波及鄱阳湖水的严重污染及生态的破坏,也严重影响了沿河两岸人民群众的身心健康。

1.2 江西德兴矿区土壤铜污染的特点通过调查研究[4],铜在环境中的浓度一般较低,在非污染区土壤和沉积物中为10~30mg kg-1,在非污染自然水体中低于2ug L-1。

德兴铜矿排放的工业废水使得大坞河和乐安河河水严重偏酸,pH在2~4.5之间,经检测主要是含硫酸的废水;河水中铜离子浓度在12~13mg L-1之间,超过正常水域6000~15000倍左右,土壤中铜含量平均为186.5mg kg-1,是正常值的10倍左右,特别值得一提的是河流底泥由于含铜废水常年累月的沉积作用,铜含量高达500~10000mg kg-1,甚至超过了矿石中的含量。

如下表所示:二、研究目的(1)了解矿区土壤、河流铜污染状况;(2)检测矿区优势植物的重金属铜含量;(3)针对该矿区铜污染特点研究生物修复方案。

三、研究意义在现有的技术水平下,利用生物修复技术修复受污染的土壤主要包括植物修复、微生物修复和动物修复。

目前在植物修复技术中己发现的超富集植物在自然界内数目很小,且均具有地域性;且绝大多数己经发现的超富集植物在很多方面存在着一些缺陷,如植物生育期较长、抗病虫能力较弱、扎根浅、根系分布范围小等缺点,因而,重金属超富集、富集植物的筛选仍然是植物修复技术的关键所在[5]。

另外,某些微生物与植物联合修复受污染的土壤会取得更好的效果。

四、研究内容4.1 土壤中铜的来源及存在形态重金属开采、冶炼和加工等工矿业活动是土壤的重要铜污染源[6,7]。

其化学形态与其生物有效性密切相关,其中以可交换态生物活性最高,而残渣态则是无效的铜化学形态,其余三种化学形态(碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态)均可能成为有效态铜的源和库。

土壤溶液pH值是影响铜溶解性的主要因素。

它除了直接影响被吸附铜的形态外,还可以通过影响土壤其它组分、吸附解吸平衡、沉淀溶解平衡、溶解有机质含量等改变铜在土壤中的赋存形态。

另外影响铜在土壤中的存在形态因素有土壤理化性质、其他污染物与铜的作用以及环境因素等。

4.2铜污染土壤的生物修复生物修复是利用某些特殊的植物、微生物和动物的生命代谢活动,吸收去除土壤中的重金属或使重金属形态转化,减低重金属的毒性。

生物修复主要包括微生物修复、动物修复和植物修复法[8]。

通常对铜污染的土壤采取植物修复技术及植物-微生物联合修复技术,相对于物理化学方法而言,植物修复技术有其独特的优点:(1)成本低;(2)绿色净化,不破坏土壤生态环境,无需进行二次处理;(3)通过对植物的集中处理,造成二次污染的机会较少;(4)植物修复是一个自然过程,易为公众所接受。

4.2.1超积累植物对铜污染土壤的修复植物修复技术的原理主要是利用超积累植物的富集作用,将土壤中重金属浓度降至可接受水平,从而达到修复土壤的目的[9,10]。

所谓超积累植物是指植物叶片或地上部Cd达到100mg/kg,Cu、Co、Ni、Pb超过1000mg/kg,Mn、Zn达到或大于10000mg/kg,且同时满足S/R>1(S和R 分别指植物地上部和根部重金属的含量) 的植物[11]。

目前已经发现几种对铜有超累积性质的植物,通过研究,可以用它们来对铜污染的土壤进行植物修复。

(1)海州香薷(Elsholtzia splendens)海州香薷属唇形科,香薷属,是长江中下游地区废铜矿石堆上常见的优势植物,对铜有较高的耐性和强蓄积能力[12]。

水培研究表明,在25umol/L铜处理下,海州香薷根铜含量达到1000mg/kg以上;当铜处理浓度超过75umol/L时,根中铜含量达到了10000mg/kg以上,在培养液铜浓度为500umol/L时,地上部铜含量达到1411mg/kg[13]。

海州香薷各个部位对Cu的吸附能力都比较强,特别是根细胞壁对Cu2+具有更强的吸附能力,因而海州香薷的根系比其他部分能固定更多的Cu2+[14]。

对海州香薷中铜形态分析表明,含硫铜螯合物质( 可能为植物螯合肽) 对其铜的累积和解毒起着重要的作用。

另有研究发现,铜胁迫有助于提高海州香薷酸性磷酸酶的活性并促进其向根际土壤的分泌,这将更加有利于海州香薷对磷的吸收,并且海州香薷对铜的积累量也随着土壤有效磷浓度的增加而明显提高[15]。

海州香薷是目前国内研究较多的铜超积累植物,且其超积累效果也较好,但生物量较小是其最大的缺点。

(2)鸭跖草(Commelina communis)鸭跖草属鸭跖草科,鸭跖草属,为一年生草本.据研究[16],矿山生长的鸭跖草在水培条件下经铜(高于80umol/L)处理25d后,植株生长旺盛,根系发达,根明显伸长,数目很多。

当铜浓度达到160umol/L时,生长速率和干物质产量达到最大值。

高浓度处理下铜含量在矿山鸭跖草中大小顺序均为根> 茎> 叶。

通过铜形态的EXAFS的分析,发现鸭跖草和海州香薷相似,含硫铜螯合物对其铜的累积和解毒起着重要的作用。

前面提到,铜矿开采区是主要的铜污染区,鸭跖草作为一种喜湿的草本植物,并不适合在矿区干燥贫瘠的土壤上生长。

另外,与海州香薷一样,它的生物量也较少,也许这也会成为限制其运用于铜污染土壤修复的因素,不过在未来应深入研究其机理,并结合生物工程技术加以利用。

(3)蓖麻(Ricinus communis)蓖麻属大戟科,蓖麻属,是一年生或多年生草本植物,株型高大,根系发达,耐贫瘠,适应性强,其蓖麻油在工业上具有广泛的用途。

蓖麻是新发现的一种具有广阔前景的铜超积累植物。

铜矿区废弃地蓖麻体内铜含量随土壤铜含量的增高而增高,其中叶的铜含量平均为550.9mg/kg,最高达到717.9mg/kg; 茎的铜含量平均为394.4mg/kg ,最高达572.3mg/kg; 根的铜含量平均为2346.2mg/kg,最高达3495.1mg/kg[17]。

可见铜主要积累在根部,但仍有部分样品的S/R>1。

同时,营养液培养实验表明,铜浓度在40mg/kg 时,蓖麻地上部分铜含量高达2186.4mg/kg。

这说明铜矿区的野生蓖麻不仅能够在铜含量很高的土壤和营养液中生长,还能在体内积累较多的铜,是一种新的铜超积累植物。

国内外关于蓖麻铜超积累的研究还较少,作为生物量较大且有经济价值的新型超积累植物,未来在土壤修复上具有广阔的发展前景。

4.2.2超积累植物对铜的耐性及解毒机理植物在进化过程中逐渐形成了对重金属吸收、转运以及解毒机制,以降低植物细胞内的重金属浓度避免过量积累而导致中毒,但是当土壤中的铜浓度超过阈值时,植物生长发育受阻,甚至会造成植物死亡。

有研究表明,铜超积累植物对铜耐性和解毒机理主要有以下几个方面:(1)细胞壁的吸附解毒机制植物细胞壁含有大量纤维素、半纤维素、果胶质、木质素及蛋白质[18],对铜有很高的亲和力,可以很好的起到阻止过量的铜进入原生质体的效果。

如在海州香薷细胞中的Cu2+主要分布在液泡、细胞壁、叶绿体膜等细胞器[19]。

在植物的根系中,50%的铜结合在细胞壁的氨基、羧基等基团上,从而避免了其进入原生质体,保护细胞正常的代谢活动。

(2)质膜的选择性吸收当植物的细胞质末受到高浓度金属胁迫时,通透性会增大,细胞内营养物质流出,磷脂组分也会发生改变,因此质膜在细胞重金属吸收和排出的动态平衡上扮演了十分重要的角色。

所以可以通过保护质膜的完整和提高质膜的修复能力来提高植物对铜的耐性[20],使得植物体内的铜含量降低到安全范围,从而达到减轻或解除毒害的作用[21]。

(3)络合体的解毒作用植物细胞内许多重要的酶、有机酸、糖和蛋白质等有机物与铜络合后可能会丧失活性,使植物的生理过程无法正常进行,甚至导致植物的死亡。

植物体内的金属硫蛋白等有机物能与铜络合,减少铜与上述重要有机物质络合的机会,从而达到缓解或解除铜毒害的目的[22]。

4.2.3超积累植物修复铜污染土壤的强化措施植物修复技术因其廉价、二次污染小和操作简单等特点,具有良好的发展前景,但在实际应用中还存在着植物生长缓慢、生物量较小、对重金属具有选择性、土壤重金属的生物有效性低等不足之处,因此许多研究表明可以通过一些生物、理化等促进措施克服其修复过程中的不足,提高植物的修复效率。

(1)基因工程技术强化植物铜的吸收利用基因技术,将异源基因在生物量大且容易收获的植物体进行有效的表达,从而强化植物的修复作用,以解决海州香薷“鸭跖草株型矮小”生长速度慢等限制因素。

随着分子生物学的发展,转基因技术在污染土壤修复领域越来越重要的同时,也必须考虑到“基因污染”等潜在威胁。

(2)微生物强化土壤铜污染的植物修复植物根际含有丰富的营养物质一根系分泌物,大量微生物能够定殖于此,这构成了根际特有的微生物区系。

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