汞污染對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和人類健康的危害日趨嚴重,應用植物修復技術(shù)對包括汞在內(nèi)的重金屬污染進行治理是目前的研究熱點。本文通過研究特定植物對水體、土壤和空氣中汞的吸收與積累,以及相應條件下植物的生理生化變化,對汞污染的植物修復技術(shù)進行了初探。鳳尾蕨和波士頓蕨分別是已知的砷超積累品種和砷敏感品種,鑒于超積累植物在抵抗重金屬脅迫方面的某些共同特征,我們用Hg2+溶液處理兩種蕨類植物的根部,研究植物對溶液中Hg2+的吸收和積累,以及由此誘導的地上部生理毒害和氧化脅迫反應。兩種蕨類植物根系都能積累大量汞,但向地上部的轉(zhuǎn)運效率較低。鳳尾蕨地上部和根系對汞的吸收和積累量顯著大于波士頓蕨。汞脅迫造成鳳尾蕨地上部產(chǎn)生可視的萎焉、缺綠等脅迫癥狀,電子顯微鏡觀察也顯示出葉片維管束細胞的收縮和葉綠體的降解；而波士頓蕨則沒有顯示出上述明顯的毒害癥狀。進一步的研究表明汞脅迫誘導鳳尾蕨地上部H2O2和TBARS含量顯著增加,而抗氧化酶SOD、CAT和GR的活性沒有顯著變化。波士頓蕨則不同,汞脅迫誘導了其地上部SOD、CAT和GR的活性顯著增加,從而維持了H2O2和TBARS的水平保持不變。ASA-DHA的分析表明,相較... 

【文章來源】：南京農(nóng)業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
縮略詞表
文獻綜述
    1 汞循環(huán)
        1.1 全球汞污染概況和環(huán)境汞污染來源
        1.2 生物地球化學環(huán)境中汞的循環(huán)與分布
    2 汞毒害
        2.1 汞對人類和動物的影響
        2.2 汞對植物的影響
            2.2.1 汞對植物生長的影響
            2.2.2 汞誘導植物氧化脅迫的反應
            2.2.3 汞對植物光合作用的影響
    3 植物修復
        3.1 植物修復與傳統(tǒng)方法的優(yōu)缺點比較
        3.2 植物修復分類
        3.3 重金屬超積累植物
        3.4 植物超積累重金屬機理
            3.4.1 根際反應
            3.4.2 根系吸收和轉(zhuǎn)運
            3.4.3 重金屬在植物體內(nèi)的分布
        3.5 汞污染植物修復概述
    4 遙感技術(shù)在植物修復中的應用
    5 本研究的目的和意義
第一章 汞誘導鳳尾蕨和波士頓蕨葉片的氧化脅迫反應
    1 前言
    2 材料與方法
        2.1 植物材料培養(yǎng)與試驗設計
        2.2 植物中汞含量測定
        2.3 脂質(zhì)過氧化測定
        2.4 H_2O_2測定
        2.5 酶活力測
            2.5.1 SOD活性測定
            2.5.2 CAT活性測定
            2.5.3 GR活性測定
        2.6 抗氧化物測定
            2.6.1 ASA和DHA含量測定
            2.6.2 GSH含量測定
        2.7 蛋白質(zhì)含量測定
        2.8 掃描電子顯微鏡觀察(SEM)
        2.9 透射電子顯微鏡觀察(TEM)
        2.10 H_2O_2組織染色
        2.11 統(tǒng)計分析
    3 結(jié)果與分析
        3.1 鳳尾蕨和波士頓蕨對汞的吸收
        3.2 汞處理對鳳尾蕨和波士頓蕨地上部生理性狀的影響
            3.2.1 汞處理對鳳尾蕨和波士頓蕨地上部生物量和相對含水量的影響
            3.2.2 汞處理對鳳尾蕨和波士頓蕨葉肉細胞顯微結(jié)構(gòu)的影響
            3.3 汞處理對鳳尾蕨和波士頓蕨地上部TBARS和H_2O_2含量的影響
            3.4 汞脅迫對鳳尾蕨和波士頓蕨地上部抗氧化酶活性的影響
            3.5 汞脅迫對鳳尾蕨和波士頓蕨地上部抗氧化物積累的影響
    4 討論
第二章 汞誘導印度芥菜的氧化脅迫反應
    1 前言
    2 材料與方法
        2.1 植物材料培養(yǎng)與試驗設計
        2.2 植物中汞含量測定
        2.3 脂質(zhì)過氧化測定
        2.4 過氧化氫(H_2O_2)測定
        2.5 酶活力測定
            2.5.1 SOD活性測定
            2.5.2 CAT活性測定
            2.5.3 POD活性測定
        2.6 蛋白質(zhì)含量測定
        2.7 光學顯微鏡觀察(LM)
        2.8 掃描電子顯微鏡觀察(SEM)
        2.9 透射電子顯微鏡觀察(TEM)
        2.10 統(tǒng)計分析
    3 結(jié)果與分析
        3.1 印度芥菜對汞的吸收
        3.2 印度芥菜在汞脅迫下的生長反應
            3.2.1 汞處理對印度芥菜地上部生物量和RWC的影響
            3.2.2 汞處理對印度芥菜葉肉細胞顯微結(jié)構(gòu)的影響
        3.3 汞處理對印度芥菜地上部TBARS和H_2O_2含量的影響
        3.4 汞處理對印度芥菜地上部抗氧化酶活性的影響
    4 討論
第三章 汞污染土壤和空氣的植物修復研究
    1 前言
    2 材料與方法
        2.1 植物材料
        2.2 試驗設計
            2.2.1 植物對栽培基質(zhì)中汞的吸收與積累
            2.2.2 植物對新鮮汞污染土壤中汞的吸收與積累
            2.2.3 植物對多年汞污染土壤中汞的吸收與積累
            2.2.4 氣室研究
        2.3 植物樣品汞含量分析
        2.4 土壤樣品中汞含量分析
        2.5 空氣中汞含量測定
        2.6 統(tǒng)計分析
    3 結(jié)果與分析
        3.1 植物對栽培基質(zhì)中汞的吸收與積累
        3.2 植物對新鮮汞污染土壤中汞的吸收與積累
        3.3 植物對多年汞污染土壤中汞的吸收與積累
        3.4 氣室研究
    4 討論
第四章 遙感技術(shù)在汞污染植物修復中的應用研究
    1 前言
    2 材料與方法
        2.1 植物材料培養(yǎng)和實驗設計
        2.2 反射光譜實驗裝置
        2.3 反射光譜數(shù)據(jù)計算與分析
        2.4 光學顯微鏡觀察(LM)
        2.5 透射電子顯微鏡觀察(TEM)
        2.6 植物樣品汞含量分析
    3 結(jié)果與分析
        3.1 鳳尾蕨汞積累和生理性狀變化
        3.2 汞處理導致的鳳尾蕨葉片內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化
        3.3 汞處理導致的鳳尾蕨反射光譜的變化
    4 討論
全文總結(jié)
創(chuàng)新點
存在問題及工作展望
參考文獻
附錄
攻讀學位期間發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]中國煤中汞的環(huán)境地球化學研究[J]. 鄭劉根,劉桂建,齊翠翠,陳怡偉,張瑩.  中國科學技術(shù)大學學報. 2007(08)
[3]汞污染土壤植物修復技術(shù)研究進展[J]. 劉平,仇廣樂,商立海.  生態(tài)學雜志. 2007(06)
[4]土壤中汞的存在形態(tài)及過量汞對生物的不良影響[J]. 魯洪娟,倪吾鐘,葉正錢,楊肖娥.  土壤通報. 2007(03)
[5]植物超富集砷機制研究的最新進展[J]. 段桂蘭,王利紅,陳玉,孟祥燕,董妍,朱永官.  環(huán)境科學學報. 2007(05)
[6]中國汞污染的現(xiàn)狀及防治對策[J]. 黨民團,劉娟.  應用化工. 2005(07)
[7]中國城市汞污染及防治對策[J]. 張磊,王起超,李志博,邵志國.  生態(tài)環(huán)境. 2004(03)
[8]重金屬汞對土壤酸性磷酸酶的影響及其機理[J]. 徐冬梅,劉廣深,王黎明,劉維屏.  環(huán)境科學學報. 2004(05)
[9]印度芥菜和油菜互作對各自吸收土壤中難溶態(tài)鎘的影響[J]. 王激清,茹淑華,蘇德純.  環(huán)境科學學報. 2004(05)
[10]金屬結(jié)合蛋白(肽)與環(huán)境重金屬生物修復[J]. 徐柳,宋琴,茆燦泉.  中國生物工程雜志. 2004(04)



本文編號：3190644