苔藓植物对重金属污染的生物监测

研究目标
通过特定的取样分析，可揭示重金属污染的时空变化格局， 进而评价不同地区或时间的环境变化状况。通过实测数据的比 较分析说明该地区的重金属污染问题现状。确定是否有必要通 过技术、立法和经济等手段来解决这一环境污染问题。
方法途径
方法
生态调查法 大 气 净 度 指 数 法( IAP) 移植比较法( Transplantation) 苔藓测定仪( Bryometer) 污染影响指数法( IA) 忍耐指数测定法( RT )
1、生态监测方法
缺点：不能直接指示出污染物重金属的种类及其浓度 ，在实 际应用中有一定的局限性。
2、化学分析监测方法： 以苔藓为指示植物 ，进行化学分析其组织内的重金属种类和 浓度 ，可以监测重金属污染 ，并直接测得污染物的种类和浓度 值，近而分析污染程度。
优点：可直接测得污染物的种类和浓度值 需考虑的问题：取样布点方法、样品处理 原子吸收光谱火焰法( AAS)—经典 电感耦合等离子体发射光谱( ICP—ES)技术 电感耦合等离子体质谱法( ICP—MS) 常见样品测定技术： 质子激发荧光法( PIXE) 超热中子活化法( ENAA) 原子荧光法 仪器中子活化法( INAA)
3、苔袋法：（监测大气重金属污染） 苔袋之所以用作大气污染监测 ，不仅因为苔藓的多毛分枝 结构，而且它们有良好的离子交换特性。 苔藓的这些形态和生 理特征，决定了苔袋具有吸附、累积重金属的性能 ，甚至死的 苔藓残体也有此特性。
适用范围：污染区无苔藓分布，特别是在人口密集的大城市或 厂区 。 优点：推广简便经济、测定选点灵活、适用于全年监测并且相 对于其他的植物监测方法 ，苔袋法具有背景浓度明确， 不受根吸收干扰。此外 ,苔袋法还可以反映出污染物沉 积的相对速率 ,污染程度及范围 。
材料
常见 选材要求： 个体相对较大 （既可满足足够大的取样空间和密度，又可保证足够的实验分 析样品。且通常采用那些已被证实对环境重金属污染有较强耐 受性的种类 ，通过监测实验能够较好的反应监测范围内的重金 属污染状况 。）
典型苔藓材料：（常见） 白齿泥炭藓(Sphagnum girgensohnii ) 塔藓 ( Hylocom i um splendens) —塔藓是采用较多的监测材料 赤 茎 藓 (Pleurozium shreberi) 泽藓 ( Philonotis fontana) 桧叶金发藓( Poly trichum juniperinum ) 匍匐猫尾藓(IsoFra Baidu bibliotekhecium stoloniferum ) 密叶绢藓( Entodon com pressus) 长叶鳞叶藓(Taxiphyllum taxirameum ) 。
我国地域辽阔 ，苔藓植物种类丰富，地区性差别明显 。在 应用其进行重金属污染监测时，一般有地区差异。建议： 锦藓( Sematophyllum ) 网藓( Syrrhopodon) 南方： 高领藓(Glyphomitrium ) 细鳞苔(Lejeunea) 多枝藓( Haplohymenium ) 钟帽藓 (Venturiella ) 长江流域一带： 蓑 藓( Macrom itricum) 灰藓( Hypnum) 碎米 藓 (Fabronia ) 羽 平 藓 (Neckera ) 绢 藓( Entodon) 北方： 棉藓( Plagiothecium) 薄罗藓( Leskea) 青藓( Brachy thecium )
预期实验过程
样品采集
样品处理 样品检验
数据分析
预期结果
1、通过对光合色素、花色素苷、叶绿素荧光参数、PSⅡ电子 转移的量子产率、非光化学淬火系数、含水量、电解质渗出 量、蛋白总量和活性氧含量的测定以及表型的观察，分析污 染物种类及含量。（在野外可以通过某些表型改变粗略的估 计污染物种类及含量） 2、通过对苔藓植物体中重金属种类和含量的测定分析污染物 种类及含量。
苔藓植物的这些简单的结构导致了其植物体抗性弱 ，对环 境变化敏感等特点 ，并且苔藓植物对不同重金属元素的敏感性 及毒性强弱有差异，十分有利于大气中重金属污染物质在其植 物体内的富集，从而可以达到指示 、监测环境中重金属污染的 目的 。并且苔藓植物分化程度低 ,植物细胞的生长势能相对旺 盛 ，因此，当茎枝先端生长点休眠或死亡后，更刺激了其茎叶 下部的分生组织发育 ，从而促进新枝条生长，保持植物体终年 常绿，再加之许多苔藓为多年生植物 ，可以作为大气污染的长 期累积种，进行针对某一地区或某一污染源的长期生物监测， 增加了测定结果的稳定性和可靠性。
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苔藓植物对重金属污染的生物 监测
研究背景
污染问题
近几十年来，随着城市化 、工业化等人类活动对全球环 境的影响 ，环境的重金属污染负荷日益增加 ，重金属的可溶 性盐造成严重的大气、水和土壤污染。因此，监测重金属污 染并对污染物毒理进行广泛调查势在必行。
生物材料问题
据报道，苔藓对重金属污染反应的敏感度是种子植物的 10 倍，例如：种子植物对SO2的敏感剂量是0.05-0.5mg/kg，而附生 苔藓的敏感剂量为0.005-0.05mg/kg。所以苔藓是非常理想的重 金属污染生物监测材料。 苔藓分布广泛 ，其体表面积与其生物量比值高 ，具有很强 的吸附保留重金属元素的能力。其解剖结构也很简单 ，只由单 层或少数几层细胞构成 ，植物体表无蜡质的角质层覆盖 ，暴露 于污染大气时 ，污染物质可从背腹两面侵入叶细胞之中 。植物 体中无维管束构造 ，也没有真正的根 ，只在植物体的末端生出 单列细胞的假根，因此可直接在其体表进行气体、水分和营养 物质的交换和吸收。