水车前对污水进化作用 论文.docVIP

水车前在污水处理中的应用研究进展 摘要：污染的水体中含有各种各样的金属离子以及有害物质，本文主要研究了污水中几种金属离子对水车前的成长影响，如六价铬污染对水车前叶片生理生化及细胞超微结构的影响、Cd、Zn复合污染对水车前叶绿素含量和活性氧清除系统的影响、镉胁迫对水车前叶片抗氧化酶系统和亚显微结构的影响. 关键词：水车前 污水 六价铬 Cd Zn 镉 导读 1概述：水车前，别名水带菜、牛耳朵草。水鳖科水前车属多年生沉水草本植物。我国南北各地均有。其茎极短。叶基生，叶片呈卵形、阔卵形、近圆形至长披针形，顶端钝尖至近圆形，基部圆形、心形至锲形，叶片大小变化大；多全缘，有时具锯齿。佛焰苞椭圆形至卵形，花白色、淡紫色或浅蓝色，两性花，花期6‐9月。水车前具有良好的净化水质功能，遍植于风景区水体，景观效果好。在水族箱中，可做后景和侧景，具有良好的衬托效果。[1] 2目的和意义：随着水污染的日益加剧，为了寻找高效低耗的污染防治技术，自20世纪70年代以来，多种以大型水声植物为核心的污水处理和水体修复的生态技术被广泛研究和应用。大量工程实践表明，这项技术具有低投资、低能耗等优点，因此近年来已成为环境领域的研究热点之一。水车前是净化污水的重要植物，通常也称水带菜，但有几种金属离子的存在会影响水车前的生长及水车前净化水的功能强弱，六价铬污染影响水车前叶片生理生化及细胞超微结构，Cd、Zn复合污染影响水车前叶绿素含量和活性氧清除系统，镉胁迫影响水车前叶片抗氧化酶系统和亚显微结构. 3研究过程 3.1六价铬污染对水车前叶片生理生化及细胞超微结构的影响 叶绿素作为植物光合作用的主要色素,含量的高低与植物光合作用水平的强弱密切相关,尽管低浓度(011～1 mg L)的Cr(V I)处理刺激了叶绿素的合成,但1 mg L处理已表现出下降趋势,尤其是高浓度(100 mg L)对叶绿素的破坏更明显,A l2b erte的研究认为其主要原因是由于叶绿体片层中捕光Chlab2 Pro复合体合成受到抑制。而叶绿体是植物细胞所特有的能量转换细胞器,它受重金属的影响也比较明显,随铬污染浓度的增大对它的破坏呈加重趋势,这表现为叶绿体膨胀、类囊体排列紊乱、被膜消失和叶绿体解体。由于叶绿体中SOD活性的下降使对O2·的歧化能力减弱,从而导致高浓度的O2·通过Harber2W eiss反应转化成氧化能力很强的羟自由基(OH·)而直接攻击膜脂不饱和脂肪酸,引发过氧化作用,导致对叶绿体的损伤。我们发现在同一个细胞中,即使是同一细胞器(叶绿体)对同一种逆境胁迫的反应也不同, 这种对逆境反应的不同步性,可保证细胞在逆境下适应性生理调节和正常生理功能的同时进行,对提高植物对逆境的抵抗力有重要意义。由于重金属Cr(V I)污染既导致了叶绿素含量的下降,又对叶绿体的正常结构造成不可逆损伤。所以,最终将严重影响植物的光合作用的正常进行。[2] 3.2Cd、Zn复合污染对水车前叶绿素含量和活性氧清除系统的影响 重金属Cd、Zn单一及复合污染都使植物细胞内的保护酶—SOD、POD、CAT活性比例失调,尤其是加入Zn后较单一Cd处理的破坏性更大,使植物体内活性氧的产生和清除失衡,并有利于活性氧的产生,这将导致植物的生理代谢紊乱,从而加速植物的衰老和死亡。这是重金属对植物产生毒害的重要机制。 单一重金属Cd处理使叶绿素含量降低,加入Zn后叶绿素含量下降的趋势更明显,表明Zn加剧了Cd对叶绿素的破坏作用。 Cd与Zn的共生状态对植物毒害的协同、促进和加和作用,不容忽视。[3] 3.3镉胁迫对水车前叶片抗氧化酶系统和亚显微结构的影响. 植物体内的SOD、CAT、POD组成了一个有效的活性氧清除系统,许多研究证实重金属胁迫导致植物体内的活性氧的产生和清除失衡,造成植物体内自由基累积,导致对植物的损伤。在一定范围内,SOD和CAT共同作用,能把具潜在危害的O÷2和H2O2转化为无害的H2O和O2,并且减少具毒性的、高活性的氧化剂羟自由基(·OH)的形成,特别是SOD,可歧化O÷2成H2O2和H2O,一定程度上降低了植物体内自由基的水平,这与植物的抗逆性具有一定的相关性。CAT和POD也是植物体内重要的抗氧化酶,能有效地清除H2O2。上述3者只有协调一致,才能将自由基控制在较低水平, 使细胞免受伤害。实验结果显示重金属Cd严重破坏了植物的保护酶系统,表现在随处理浓度的增大SOD活性一直下降,而POD和CAT仅在011 mg/L Cd处理下出现一抗性峰,而100 mg/L处理使3个酶的活性分别降为对照的44199%、7136%和12137%。这意味着对活性氧的清除能力遭到极大削弱,将导致膜系统的过氧化损伤。MDA含量的上升也说明这一点, MDA是膜脂过氧化产物,是对细胞生命活动极有害的基团,它能与蛋白质、核酸