重金属水污染对植物生长影响的方式及研究方法_胡金朝
植物吸收治理重金属污染技术研究
植物吸收治理重金属污染技术研究随着工业和城市化的发展，环境污染成为了人们面临的一大问题。
其中，重金属污染在一些地区尤为严重。
重金属污染对环境和人类健康产生了极大的危害。
针对这一问题，植物吸收治理重金属污染技术应运而生。
一、植物对重金属的吸收能力植物是可再生的资源，草场、林地、湿地等也是重要的生态系统。
因此，利用植物吸收治理重金属污染具有显著的优势。
植物吸收治理重金属污染技术的基本原理是利用植物的生长和代谢作用使它们吸收土壤中的重金属，将其质量转移到植物的体内，从而达到治理重金属污染的目的。
植物对重金属的吸收能力主要来源于根系，根系能够通过渗透和扩散，将土壤中的重金属物质吸附并且转移至植物体内。
二、植物吸收治理重金属污染技术的应用场景植物吸收治理重金属污染技术广泛应用于一些重金属污染环境的治理和修复，如冶炼、矿山、市区土壤重金属污染区域等。
在植物吸收治理重金属污染技术中，重要的是选择合适的吸重植物。
植物的吸重效果取决于其生长型态、根系形态以及吸收能力；同时也需要考虑植物的生长适应性、生物量产量和生长速度等因素。
常用的含重金属污染土壤修复植物有愈创木、紫花苜蓿、菝葜、夹竹桃等。
三、植物吸收治理重金属污染技术的研究进展植物吸收治理重金属污染技术的研究在过去几十年中得到了快速发展。
传统的方法是将重金属处理过的废水或废物浇灌到植物的根部，通过植物吸收净化水或降低废弃物中重金属的含量，然后将植物燃烧或运输至特定厂区进行处理。
随着植物吸收治理重金属污染技术的不断发展完善，植物吸收重金属治理技术得到了广泛应用。
目前，世界各地都在探索植物吸收治理重金属污染技术的应用。
非洲、亚洲和欧洲都进行了相关的研究，发现不同植物在不同污染环境下的吸收效果和作用机制均不相同。
有研究表明，植物的吸收重金属能力与土壤pH值、含水量以及可溶有机物质等因素密切相关。
四、未来发展植物吸收治理重金属污染技术在未来恐将得到广泛应用。
随着环境保护的不断加强和技术人才的增加，植物吸收治理重金属污染技术在国内得到了不少关注和研究。
植物对重金属污染的响应和适应性研究
植物对重金属污染的响应和适应性研究随着工业化和城市化的迅速发展，重金属污染问题日益突出。
重金属是一种有毒物质，对人类和生物环境都有着危害。
在此背景下，了解植物对重金属污染的响应和适应性研究，对于预防和治理重金属污染具有重要意义。
一、植物对重金属污染的响应1.叶片的变化重金属污染对植物的叶片有着明显的影响。
在高浓度镉、铜、铅等重金属的污染下，植物的叶片颜色会发生改变，从正常的绿色变得黄绿色或黄色，并且叶片会出现斑点，甚至干枯。
此外，植物在重金属污染下的叶面积和叶片厚度也会有所减少，从而影响植物的生长发育。
2.根系的变化重金属污染也会对植物的根系造成损害。
研究表明，在重金属污染下，植物的根系可能会被抑制生长、甚至死亡。
而对于经常接触到重金属的植物，它们则可以通过调节低剂量重金属处理下的根系结构，在根系表面增加细胞壁厚度、毛发和分泌物，从而增强了根系对重金属的耐受性，使其能够更好地适应重金属污染环境。
二、植物对重金属污染的适应性研究1. 超微结构变化近年来，研究人员发现植物在重金属污染环境中可以调节其超微结构，以适应这种环境。
高濃度鋅離子重金屬污染下，植物的叶片细胞壁会变得更厚，细胞壁蛋白会发生改变，从而使细胞被释放镉的影响降至最低。
同时，植物还会在根系界面部分形成钙化结构，可大大降低根吸收毒素的能力，互不影响。
2.激素调控机制过去的研究发现，植物在重金属污染条件下会产生一些特殊的激素，如脱落酸和赤霉素等。
这些激素能够调节植物对重金属的吸收和耐受性，促进植物对重金属污染的适应性。
比如，在低浓度的镉离子 (Cd) 污染下，植物的叶绿素含量会发生变化，而且丙二酸 (ABA) 在植物响应Cd胁迫方面发挥着重要作用，研究表明ABA可以通过连接受体口袋并作为激活子的方式，激活对ABA反应的植物蛋白激酶（SnRK2s）来增强重金属胁迫下的植物适应性。
3.菌根真菌近年来的研究发现，菌根真菌能够增强植物对重金属污染的耐受性。
重金属污染对植物生长和土壤质量的影响及其修复对策
重金属污染对植物生长和土壤质量的影响及其修复对策随着工业的发展、城市的扩大以及人口的增加，环境污染已经成为一个越来越严重的问题。
其中，重金属污染是一种较为严重的污染，不仅对人类健康造成威胁，同时也会对生态环境带来重大影响。
本文将重点讨论重金属污染对植物生长和土壤质量的影响及其修复对策。
一、重金属污染对植物生长的影响重金属对植物生长的影响是多方面的。
一方面，重金属可能滞留在植物的根系和叶片中，使得植物无法吸取和利用必需的营养元素。
例如，镉会与铁结合形成不溶性的络合物，影响植物吸收铁，导致植物缺铁性质，从而妨碍植物正常的生长和发育。
另一方面，重金属污染还可能破坏植物的生理和代谢过程，引起植物的毒性反应。
例如，铜和锌的高浓度可能导致植物的氧化还原状态失衡，从而破坏细胞膜结构和蛋白质，使植物失去正常的代谢活动，最终导致植物死亡。
二、重金属污染对土壤质量的影响重金属污染不仅对植物生长造成危害，同时还会对土壤质量造成不利影响。
重金属的长期积累可能导致土壤酸化、生物降解能力下降、土壤水分利用率下降等问题的出现。
重金属污染还可能导致土壤微生物群落的变化，从而影响土壤有机质的分解、氮循环和磷循环等生态过程。
此外，重金属对土壤微生物和土壤动物的生理和生态效应也会对土壤生态系统功能带来威胁。
三、重金属修复的对策为了解决重金属污染对植物生长和土壤质量的影响，需要采取有效的修复对策。
目前常见的重金属修复技术包括生物修复、化学修复和物理修复等。
生物修复指的是通过植物、微生物或动物等进行修复，属于自然修复的范畴。
化学修复则是借助化学技术进行修复，例如利用石灰、活性炭等材料进行中和、吸附重金属。
物理修复则是通过物理力学的方法进行修复，例如土壤深耕、覆盖、加压反渗透、土壤电化学修复等。
不同的修复技术有着不同的优劣势，因此应根据具体情况进行综合考虑。
四、结论综上所述，重金属污染对植物生长和土壤质量的影响是不可忽视的。
为了保护生态环境和人类健康，需要采取有效的重金属修复对策。
重金属对植物生长和生理特性的影响及调控策略研究
重金属对植物生长和生理特性的影响及调控策略研究植物是人类生命的重要组成部分，但面对日益严重的环境污染，植物的生长和生理功能也受到了很大影响。
其中，含有重金属的环境污染是对植物极为不利的因素之一，因此研究重金属对植物的影响，并探究应对策略，对于保护生态环境和人类健康至关重要。
1. 重金属对植物的影响1.1 影响植物的生长和发育重金属能够对植物的生长和发育造成直接的阻碍，其中最常见的就是抑制植物的根系发育，因为重金属在土壤中的大部分都为难溶性状态，对于植物的根尖生长会造成明显的阻碍，进而影响植物的吸收养分和水分的能力。
1.2 影响植物的生理特性重金属还会影响植物的生理特性，主要表现在以下几个方面：（1）影响植物的光合作用：有研究表明，重金属对植物的光合作用产生了不同程度的抑制作用，能够影响光合色素的合成和光合酶的活性。
（2）影响植物的酶活性：重金属对植物体内的酶活性也会产生明显影响。
比如，铅、铜会抑制一些植物体内的酶活性，而镉、锌则可能会刺激酶活性。
（3）影响植物的废物排泄：许多植物在生长期末期会产生一些废物和代谢产物，需要通过各种途径排出。
但是重金属的存在会影响植物废物的代谢和排出，导致蓄积在体内，对植物产生毒害。
2. 植物调控重金属污染的方法2.1 调整土壤环境调整土壤环境是防治重金属污染的一种最直接有效的方法。
根据不同的污染情况，可通过加入生物质炭、复合材料等方法改变重金属离子在土壤中的活性，从而减少其中的有毒成分。
2.2 利用植物吸收和转化能力利用植物的吸收和转化能力是防治重金属污染的另一个可行方法。
目前，已经有很多种植物被用于治理重金属污染的土地环境，比如人工修复和自然修复，其中自然修复能力更强。
2.3 利用新型材料技术利用新型材料技术也是防治重金属污染的一种先进方法。
比如，利用纳米粒子对重金属进行吸附和去除；利用天然材料修复重金属污染，如使用红树林植物寄生在树干上的芦苇等。
3. 结论重金属污染对于植物的危害不可忽视，对于解决环境问题，需要多方面的共同努力。
重金属污染对植物生长和光合作用的影响研究
重金属污染对植物生长和光合作用的影响研究随着现代化的发展以及人类日益增长的活动量，生产和生活排放的废气废水对环境的影响也越来越显著。
其中，重金属污染是目前环境污染中比较严重的一种现象，尤其是对植物生长和光合作用的影响研究已经引起了广泛的关注。
一、重金属对植物生长的影响重金属是指密度大于4.5g/cm^3且比重大于5的金属元素。
在植物生长过程中，它们会通过根系吸收到植物体内，从而对植物的生长和发育造成严重的影响，例如降低植物对养分和水分的吸收能力，影响植物的生理代谢过程，从而引发植物的死亡。
据研究表明，砷、镉、铅、汞等重金属都会对植物生长和发育造成危害。
在生态环境中，重金属会随着风吹水流而参与自然循环。
一旦进入了植物体内，就可能严重影响植物体内酶的代谢水平和养分的吸收速度，从而影响植物的生长和发育。
二、重金属对光合作用的影响光合作用是植物中最重要的生命过程之一，是植物合成有机物质的重要途径。
然而，重金属污染对光合作用的影响却较少有人关注。
重金属离子或离子络合物可以影响光合色素的合成与降解、限制光合膜蛋白能量转移、影响ATP合成、破坏光合膜的完整性，减缓或破坏植物的光合作用作用中罕见物种的保护和开展有益的生态历程。
三、重金属污染对植物的防御和适应机制植物在进化过程中逐渐发展出了针对重金属污染的防御和适应机制。
研究表明，植物在遭受重金属胁迫时，会启动一系列的生理与分子适应反应以抵御外源性压力。
包括通过细胞防御机制降解、抑制或转移重金属离子，维持细胞内环境稳定；提高细胞膜稳定性和代谢能力，以及调节氧化还原系统的功能等。
此外，植物会通过调节膜体组分，即磷脂酰乙醇胺（PA）及其相关器官的含量和分布来适应重金属胁迫。
针对重金属污染的研究更是引起了科学家们极大的兴趣，在未来仍需更深入地探究植物与重金属间的相互关系以及适应机制。
四、针对重金属污染采取有效的措施重金属污染对植物生长和光合作用产生严重影响，也威胁着人类的生存环境。
植物对重金属污染的生态修复研究
植物对重金属污染的生态修复研究随着城市化和现代化的加速发展，重金属污染已成为世界性的环境问题。
重金属污染对环境和人类健康产生了严重的影响，需要采取有效措施进行治理。
植物作为自然界中的重要组成部分，被广泛应用于重金属污染的生态修复研究。
本文将针对植物对重金属污染的生态修复研究展开探讨。
一、植物对重金属的响应机制植物生长过程中，受到重金属等污染物的影响，会发生一系列响应机制。
植物在受到重金属污染时，通常会产生以下几个响应机制：1、生理响应：植物对重金属的生理响应包括产生生长抑制、离子平衡失调、光合活性下降等现象。
例如，在重金属污染土壤中生长的植物，其叶片通常会出现氧化损伤、叶绿素降解等生理现象。
2、形态响应：植物对重金属的形态响应包括根系扩张、根系表面的分泌物增多等现象。
例如，在重金属污染土壤中生长的植物，其根系通常会比正常植物更为发达，以进一步增加吸收重金属的面积。
3、分子响应：植物对重金属的分子响应包括过氧化物酶活性增加、多酚类化合物含量增加等现象。
例如，在重金属污染土壤中生长的植物，其离子通常会参与到细胞内的一系列化学反应中，增加多酚类化合物的合成和生物膜的稳定性。
二、植物对重金属污染的生态修复应用重金属污染的生态修复应用，主要是通过各种植物的生态功能以及生长特征，对重金属污染土壤进行修复。
目前，被广泛使用的生态修复菜单包括：耐性植物、修复植物、可食用植物和草本植物。
1、耐性植物：耐性植物是指一类能够在重金属污染的土壤中存活、生长的植物。
耐性植物通常具有各种形态和分子适应性的响应机制，比如对于重金属离子的吸收量相对较低，能够快速积累重金属等特性。
耐性植物通常被用于重金属污染区域的植被恢复和土壤保护等工作中。
2、修复植物：修复植物是指一类能够在重金属污染土壤中生长，且积累重金属，减少土壤中重金属含量的植物。
修复植物通常具有快速生长、大量吸收污染物的特征。
修复植物被广泛用于重金属污染土壤的生态修复中。
重金属对植物生长的影响及其机制研究
重金属对植物生长的影响及其机制研究植物生长是决定一个生态系统健康的关键因素之一，而重金属元素是生态系统中常见的污染物之一。
重金属对植物的生长、发育、代谢和生理机制都有一定的影响。
因此，研究重金属对植物生长的影响及其机制是十分重要的。
一、重金属对植物的影响重金属对植物的影响种类繁多，其中比较常见的包括以下几个方面：1. 生长受限在高浓度重金属的环境中，植物的生长能力会受到限制。
例如，镉可以抑制植物根的生长和发育，而铅能够抑制植物的叶片生长。
2. 光合作用减弱重金属元素对植物的光合作用也有一定的影响。
某些重金属元素可以抑制植物叶片中的光合色素，从而影响光合作用效率。
例如，镉和铅都可以抑制植物的光合作用。
3. 生理代谢紊乱重金属元素还可以直接干扰植物的生理代谢过程，导致植物发生代谢紊乱。
例如，镉、铅和汞都可以干扰植物根系的吸收作用，导致植物吸收有益元素的能力下降。
二、重金属对植物生长的机制重金属对植物生长的机制比较复杂。
目前，研究人员已经确定了几个主要的影响机制。
1. 离子毒性机制重金属离子可以与植物细胞内的生物分子结合，干扰细胞内的代谢过程。
这种机制被称为离子毒性机制。
重金属元素经过化学反应形成离子，在植物体内与许多蛋白质、酶和其他生化物质发生作用，损害生理功能，影响代谢过程和物质代谢。
2. 氧化应激机制重金属元素可以通过诱导氧化应激来对植物产生影响。
氧化应激是由于反应性氧化物质积聚而引起的细胞膜的破坏和DNA的损伤。
重金属元素如镉、汞和铅等都可以引起氧化应激，从而对植物生长产生影响。
3. 生长激素机制重金属元素也可以对植物的激素代谢产生影响。
例如，铅可以抑制植物中的赤霉素合成，从而影响植物的生长发育。
总之，重金属对植物的生长机制是比较复杂的，并且涉及到植物的多个生理机制。
因此，研究重金属在植物体内的作用机制对于样方植物生长以及环境污染治理都具有重要的意义。
三、重金属污染治理的措施重金属污染治理主要通过控制重金属污染源、减少植物吸收重金属、利用重金属吸附材料等多种途径实现。
重金属污染植物生长影响及其机制研究
重金属污染植物生长影响及其机制研究重金属污染是一个长期存在的大问题，它对环境和人类的健康产生严重的威胁。
目前，重金属污染已成为全球环境保护领域的重要议题，各国纷纷加强了反污染的措施。
然而，就算我们已经进行了大量的努力，仍有许多地方受到了重金属污染的侵害。
植被作为一个自然生态系统的组成部分，对环境质量的改善有着极为重要的作用。
但是，殊不知植物生长也受到了重金属污染的猛烈冲击，反过来，又会影响到整个生态系统的平衡。
一、重金属污染对植物生长的影响由于一些城市规划和工业生产过程中的排放过程，重金属污染也越来越多地侵害着城市景观、农田和森林。
在施工、农业和工业活动中，这些污染物往往会随着水和空气流动而分散到周围环境中。
当植物生长在这种环境中时，重金属离子可以进入植物内部，破坏了植物的营养吸收及生理代谢，导致不同程度的抑制或毒害作用，甚至死亡。
重金属离子不仅在植物的各个器官中有着不同的分布特征，而且还严重干扰了植物的代谢过程，对其正常生长和光合作用产生了很大的影响。
二、重金属污染对植物的生理影响重金属污染通过多种途径进入植物的细胞内部，如穿膜通道、非特异性通道和内部转运体，进而影响植物的生理代谢。
这些途径的形成与植物的根部和根毛特征有关，而根部和根毛的特征则受土壤环境中的电导率和渗透性等影响。
在植物的比较透明的体部如气孔或表皮等处，也有重金属离子的积聚。
重金属通过抑制植物的酶活性和营养吸收过程，影响了植物的吸收能力、组织发育、蛋白质合成和酶代谢，使得植物失去生长动力，甚至死亡。
重金属离子还会影响植物的光合作用，使得植物无法正常转化能量。
三、重金属污染对植物中一些生物学过程的影响重金属对植物中的一些生物学过程产生了相应的影响，例如叶绿体膜、光合色素光反应等等。
重金属污染也会影响植物的生殖繁殖能力和根系的生长。
此外，还可以通过某些生化反应及紧急调节机制，调节植物的生长和发育。
四、重金属污染防治的方法重金属污染防治方法主要包括工程技术和生物技术两种方法。
重金属对植物的生理毒性及其修复机制研究
重金属对植物的生理毒性及其修复机制研究现代生态学研究表明，人类的工业化进程导致了环境的严重污染。
其中，重金属污染问题十分严重，对植物生长和生命活动产生巨大的影响。
重金属毒性极强，会累积在植物体内，影响生长发育、代谢，并最终导致植物死亡。
因此，寻找有效的重金属修复技术成为了生态学研究的重要方向之一。
第一部分：重金属对植物生理的影响重金属污染对植物的生理和生化过程产生负面影响，对植物生长和发育产生严重的干扰。
这种影响主要体现在以下几个方面。
1. 影响植物营养吸收重金属离子可以与土壤根际或植物体内的其他营养元素发生竞争，导致其无法正常吸收。
例如，镉离子可以与铁离子和钙离子发生竞争，导致植物缺铁和缺钙。
这会严重影响植物的生长和养分利用效率。
2. 影响植物生长和发育重金属污染会严重影响植物的生长过程，抑制根系和地上部的发育。
例如，汞和铅可以直接抑制嫩叶生长，使植物株高、茎粗和叶片厚度减小。
这种影响会导致植物生长缓慢、体型矮小甚至死亡。
3. 影响植物代谢重金属污染也会影响植物代谢过程，导致酶的活性下降。
另外，毒性的积累也会对细胞膜结构和代谢功能造成破坏。
这种影响会影响植物的生理芯片以及代谢功能，导致植物失去正常的生理功能。
第二部分：植物重金属修复技术从理论上来说，如果想要消除重金属污染的影响，就需要寻找一些修复技术。
这些技术可以帮助植物清除体内重金属，恢复其正常生长和代谢功能。
当前，主要有以下几种修复技术。
1. 植物吸收修复法植物吸收修复法是应用植物自身的生长能力来修复重金属污染的方法，让植物通过吸收污染物质来达到修复的目的。
这种方法不仅可以减轻植物的重金属毒性，还可以将污染物从土壤和水中去除。
2. 微生物修复法微生物修复法主要是利用微生物菌群分解、转化、吸附、沉淀和还原污染的有机和无机物质，达到减轻土壤重金属污染的目的。
这种方法可以快速消除土壤重金属污染，对维护自然生态环境保护和人类健康具有重要意义。
3. 金属离子交换吸附法这种修复方法主要基于离子交换原理，将造成污染的重金属离子离体离析跟带电交换树脂结合，达到重金属离子污染物的吸附和去除。
植物对重金属污染的吸收和富集机制研究
植物对重金属污染的吸收和富集机制研究植物是我们生态系统中的主要组成部分，它们不仅可以提供氧气和食物，还能够吸收和分解环境中的有害物质。
然而，随着人类活动的增加，重金属污染成为了一个严重的环境问题。
这些重金属会富集在土壤和水体中，并进入到植物体内，对植物生长和生理功能产生负面影响。
因此，研究植物对重金属污染的吸收和富集机制对于环境保护和生态修复具有重要意义。
1. 重金属污染的来源和影响重金属污染是指人类活动中产生的一类有毒有害物质，如铅、汞、镉等，它们会进入大气、土壤和水体中，引起严重的环境问题。
重金属对于植物的生理和生态功能具有毒害作用，如抑制植物的光合作用、干扰植物的营养吸收等，导致植物生长受限甚至死亡。
2. 植物对重金属的吸收植物对重金属的吸收主要通过根系进行。
根系的根尖、毛根和根冠等部分是植物吸收重金属的主要部位。
吸附在根表面的重金属离子经过细胞壁的渗透作用进入到细胞内部，并通过细胞间隙、根轴和根的细胞壁等路径向上运输。
植物吸收重金属的能力与其根系特征、根系分泌物、根毛密度等因素密切相关。
3. 植物对重金属的富集植物对重金属的富集是指植物体内的重金属含量高于周围环境的现象。
植物对重金属的富集能力因植物的生理和营养需求而异。
一些植物可以积累大量的重金属，被称为“超富集植物”；而一些植物则对重金属较为敏感，无法有效地富集重金属。
4. 植物对重金属的转运和转化植物通过根系吸收的重金属大多数会转运到地上部分，如叶片、茎和果实等。
在各个植物器官中，重金属可以以游离态、配合物态和结合态存在。
植物可以通过调节根系和地上部分之间的重金属转运，实现对重金属的分配和转化。
此外，一些植物还能够通过内部化学反应将重金属转化为无毒或相对无毒的形态，以减轻其对植物的毒性影响。
5. 植物对重金属的耐受和解毒重金属对植物的毒性作用主要表现为抑制植物的生长和生理功能。
为了应对重金属的毒害，植物会产生一系列的耐受和解毒机制。
植物重金属污染研究
植物重金属污染研究随着工业化进程的加速和人类活动的不断扩大，重金属污染已经成为了我们面临的一种严重环境问题。
重金属是对环境和生命危害较大的有害物质，因其不易降解和生物蓄积的特点，残留在环境中的时间很长，给生态环境和人类身体带来了巨大的威胁。
而植物是一类较为普遍的生物，在自然界的环境中广泛存在，植物重金属污染研究已经成为了国内外科学家的热门研究领域。
一、重金属污染与环境重金属常量污染可以源于冶金、化工、矿山等重工业生产，也可以来自于城市化进程中的垃圾填埋场、印染、木材化工等轻工业生产。
重金属对于土壤和水体的污染会直接影响到植物的生存和生长，严重的污染还会造成地下水污染和环境生态的紊乱。
二、植物在重金属污染中的作用植物在重金属污染环境中扮演着非常重要的角色，主要体现在以下几个方面：1、植物诱导耐受性：植物在重金属污染环境中可以产生自我保护机制以及引导周围环境的改善。
植物可以通过引入金属离子螯合剂来填充其体内，从而维持其正常生理代谢，这也是植物在耐受性机制方面最为常见的表现。
2、重金属蓄积和富集：一些植物可以通过根系对土壤中的重金属进行吸收，让重金属进入植物体内，从而减轻环境中重金属的含量。
植被系统在各种污染介质中的处理和转移可以达到保护陆地和水域生态系统的目的，从而在重金属污染治理工程和生态修复中起到重要的作用。
3、筛选、吸收、富集、蓄积与转移：低层植物可以促进重金属的还原和氧化，对于高层植物，其采样特性则具有较高的选择性。
植物的重金属吸收通常与其生长状态密切相关，温度、pH、养分等其他生物与非生物因素对植物吸收行为具有明显的影响，同时植物的基因型和表现型的变异也影响其吸收能力。
三、植物在重金属污染治理中的应用针对重金属污染的治理方法通常有物理、化学和生物三种。
而植物的应用作为一种生物治理手段是备受重视的。
植物生物浸染的方法可以在地下水位高的空气显孔来促进植物的生长，将重金属吸收蓄积。
该技术有着绿色、经济、可持续等特点，广泛应用于重金属污染治理领域。
重金属污染物对植物生理和生态系统的影响研究
重金属污染物对植物生理和生态系统的影响研究重金属污染是现代社会所面临的严重环境问题之一，因为重金属会在地球上积累，并且对生态系统产生不可逆转的影响。
大多数重金属污染物对植物和生态系统产生负面影响，因为它们是有害物质，如铅、汞、镉等。
这些重金属污染物在大气和水中以多种形式存在，对自然生态系统的生理和生态过程产生极大的影响。
植物是重金属污染物影响的重要对象之一。
重金属污染对植物的生理和代谢产生不可忽略的影响。
重金属污染物对植物的影响主要包括以下方面：1. 抑制植物生长和发育研究表明，重金属污染物可以抑制植物的生长和发育，导致植物体积减小、干重降低，叶片的大小、数量和形态发生变化，影响植物的生物量、发育和营养生长等方面的参数。
2. 影响植物的呼吸和光合作用重金属污染物会干扰植物在光合作用和呼吸过程中的表现。
铜、镉、锌和铅等重金属在一定浓度范围内还会使得植物的光合能力下降，因为它们可以影响叶绿体的结构和作用，阻断叶绿素向反应中心传递电子，降低PSII活性。
3. 影响植物的生理代谢过程重金属污染物对植物生理代谢过程的影响是影响植物生长和发育的机理之一。
例如，重金属污染物会影响植物细胞内的基本生理代谢过程，产生细胞色素、氨基酸、蛋白质、叶绿素、致病物或代谢物的累积或耗费，导致植物的蛋白质和氨基酸降低，致使生长减缓，增加植物生长的光合速率过程限制，加重植物代谢机制的辐射负荷。
4. 影响植物对水分的调节重金属污染物还会影响植物的水分平衡。
重金属通过影响植物根系、毛细管、细胞壁、花粉、叶片表皮和保鲜组织等方面影响植物对水份的吸收和传输。
重金属污染不止会影响植物，还会对整个生态系统造成影响。
重金属可以通过生物与非生物过程在生态系统中不断转移和积累。
当污染物达到一定浓度或复合出现，就会对生态系统产生不可逆的影响。
重金属污染物会在大气、水体、土壤、植物、动物等环境介质中形成循环。
这种循环是定向的，造成环境病理生态效应。
重金属污染环境下植物生长与机理研究
重金属污染环境下植物生长与机理研究近年来，随着工业化进程的不断加快，重金属污染问题越来越受到人们的重视。
重金属污染不仅对人类身体健康造成严重影响，而且会对生态环境造成很大的破坏。
而植物作为环境中重要的生物组成部分，对环境中的重金属具有很强的反应性和承载能力。
因此，研究重金属对植物生长的影响及其机理对于环境保护和生态恢复具有重要的意义。
一、重金属对植物生长的影响重金属污染对植物生长的影响是复杂的，其中的机理不仅受到环境因素的影响，还受到植物本身生理特性的影响。
一般来说，重金属污染会影响植物根系和生物化学代谢，导致植物出现生长受阻、叶片变黄、枯死和凋萎等现象。
另外，植物中的矿物质元素也受到很大的影响，特别是造成植物铁、锌等营养元素的累积过多而对生长产生负面效应。
二、植物对重金属的耐受性机制然而，一些植物种类能够在重金属污染环境中存活，并对重金属具有一定的耐受性。
这是由于这些植物种类具有一些特殊的物质代谢及生理平衡机制，能够有效地减轻重金属污染对植物生长的影响。
主要有以下四个方面：1.植物根系结构的调节。
植物根系能够有选择地吸收和排斥重金属离子，其中包括吸收过程中细胞膜的调节和根毛的生长。
2.植物生物化学代谢调节。
植物能够合成和分泌外排保护物质，如MT蛋白和脯氨酸等，使其生长环境中的重金属离子得以减少。
3.植物内部恢复机制的开启。
这种机制能够修复受到重金属侵害的细胞，包括像叶绿体等细胞器的修复等。
4.植物代谢途径的调节。
植物往往能够通过代谢途径来调节生长环境中的重金属含量，以减少这种物质对植物生长的影响，其中包括根冠分离和分泌和吸附等过程。
三、影响植物对重金属耐受性的因素虽然一些植物对于重金属污染具有一定的耐受性，但是植物对于重金属污染的反应还是与各个因素密切相关。
这些因素包括：1.植物是主要生长在重金属污染环境中的植物，不同植物种类对重金属污染的的反应机制不一样。
2.环境因素如温度、湿度、土壤类型等，这些因素对植物的耐受性产生了非常重要的影响。
重金属污染对植物光合作用和生长的影响
重金属污染对植物光合作用和生长的影响重金属作为一种污染物质，常常被工业生产过程中排放进环境中，或者被人类活动所释放。
这对环境的影响是非常严重的。
其中，植物在重金属污染下的生长和光合作用是受到很大影响的一个方面。
在本文中，我们将探讨重金属对植物光合作用和生长的影响，以及如何减缓其对植物的损害。
重金属是如何影响光合作用的？光合作用是植物进行生命活动的一个基本过程，它需要光能以及一些气体、水等物质的参与，才能完成光能转化成化学能的过程。
而重金属对植物的光合作用的影响，主要表现在以下几个方面：1. 阻碍光能的吸收：重金属会对植物的叶片表面形成一层沉淀，使得光线难于穿透进入叶片内部。
这会导致光能的吸收量减少，进而影响光合作用的进行。
2. 损坏叶绿素：植物的光合作用需要叶绿素的参与，而重金属会损坏叶绿素的稳定性，使其在光照下容易分解。
这会导致植物叶片内部叶绿素的含量减少，进而影响光合作用的进行。
3. 阻碍电子传递：光合作用的过程中，需要通过电子传递来完成光能到化学能的转化。
而重金属在叶片内部会阻碍电子传递的进行，进而影响光合作用的效率。
重金属污染对植物生长的影响是什么？植物生长是受到多种因素的影响的，其中重金属污染也是一个重要的因素。
重金属对植物的生长影响主要表现在以下几个方面：1. 抑制植物生长：重金属会通过减少植物根系吸收水分和养分的能力，进而影响植物的生长。
在很多重金属污染严重的区域，植物生长状况普遍较差。
2. 影响果实质量：在一些农业地区，重金属污染会导致水果、农作物等食品的质量受到影响，使得这些食品中含有过多的重金属，对人体健康产生负面影响。
3. 改变植物结构：一些重金属会使得植物的叶片厚度增加、植株变矮，进而影响植物的结构和形态。
如何减缓重金属对植物光合作用和生长的影响？重金属对植物光合作用和生长的影响是非常显著的，需要我们采取一系列措施，来减缓这种影响，可以从以下几个方面入手：1. 选择适应重金属环境的植物品种：不同的植物对重金属的敏感程度不同，可以选择适应重金属环境的植物品种进行种植。
重金属污染对植物生长发育及生存力的影响研究
重金属污染对植物生长发育及生存力的影响研究随着社会的发展和城市化的进程，各种工业化生产也日益增多。
然而，由于一些企业的粗放式经营和安全生产工作薄弱等原因，重金属污染的问题成为了当今社会中的一个重要的环境问题。
重金属污染对植物生长发育及生存力的影响也格外的深远。
本文将对这一问题进行深入的研究分析。
一、重金属的污染类型及来源重金属是指比较密度大的金属元素，包括了铅、镉、汞等十几种元素，它们在工业中被广泛使用。
其中镉、铬、铅等元素是目前污染最为严重的重金属之一。
这些金属元素虽然只需很少量便可影响植物生长，但由于工业、交通一级事故等原因，这些重金属被释放到大气和土壤中来，从而遍布到了大自然中，并最终进入到了植物体内。
二、植物对重金属污染的反应在植物体内，重金属污染会对植物的生长、发育和生存力造成明显的影响。
植物吸收了被污染的土壤，特别是土壤中的重金属，这种吸收形成的毒害称为土壤毒害。
对于根生长在被重金属污染的土壤中的植物，它们的根部会产生异常的分裂，并且会出现各种各样的异常症状，大大影响了其根的吸收功能。
同时，植物在吸收过量的重金属后，还会出现一些严重的症状，例如黄叶和萎蔫等。
另外，重金属毒害还可能对植物的生殖能力、生长发育和形态状态产生影响。
三、重金属污染对植物生长的影响机制理解重金属毒害的影响机制，是理解重金属污染对植物的影响的重要前提。
植物吸收重金属时，重金属离子会取代植物中的微量元素，在植物体内不断地蓄积，导致细胞内离子飞霜，酸碱失衡等病理生理变化，从而影响植物的正常生长。
此外，重金属毒害还会破坏细胞膜、多数细胞器和细胞核，进而导致氧化胁迫反应加剧，植物的光合作用也会受到很大的影响。
四、重金属污染对植物生存力的影响由于受到了重金属污染的影响，许多植物并不能够在被污染的生态系统中存活下来。
当植物在大量吸收重金属后，会形成一层缩小末端和密集的大根，这会直接影响植物的生长发育。
此外，植物的生长十分依赖于微生物、细菌等微小生物的繁殖，但这些生物受到了重金属毒害后，其数量就会急剧减少，从而导致植物的生长发育出现了极大的问题。
重金属水污染对植物生长影响的方式及研究方法
重金属水污染对植物生长影响的方式及研究方法胡金朝【摘要】Nowadays, the contamination of heavy metals is becoming more and more serious in our country, which has obviously put great toxic effects on aquatic ecosystem and human health. Hence, studies on the toxic mecha- nism of aquatic plants of heavy metal stress are on the increase. According to my studies, the paper introduces the definitions of heavy metal and heavy metal water pollution, summarizes the research contents of the toxic effects of heavy metal stress on the growth of aquatic plants and their relevant methods in recent years, explains the general patterns of the toxic effects, and reviews the toxic mechanism of aquatic plants of heavy metal stress.%我国重金属水污染日趋严重,已明显危害到水生态和人类健康,有关重金属水污染对植物毒害机理的研究越来越多.本文结合笔者的研究工作,介绍了重金属与重金属水污染的概念,总结了近年来有关重金属水污染对植物毒害影响的研究内容及相应研究方法,归纳了重金属水污染对植物毒害的一般规律与可能机理.【期刊名称】《商丘师范学院学报》【年(卷),期】2012(028)009【总页数】5页(P74-78)【关键词】重金属;重金属水污染;植物;毒害【作者】胡金朝【作者单位】西昌学院农业科学学院,四川西昌615013【正文语种】中文【中图分类】X173重金属的概念通常有两种表述形式，一是指比重超过5的金属，二是指元素周期表中原子序数在20以后的元素[1].刘静宜等则把环境污染中的重金属定义为汞、镉、铅、铬和类金属砷等生物毒性显著的元素，以及锰、钼、镍、铜、钴、锡、锌等有一定毒性的一般元素[2].重金属水污染通常是指排入水体的重金属量超过了水体自身的净化能力，从而改变了水体的组成及其理化性质，使水中生物的生长条件恶化，并进而影响到人类生活和健康的自然现象.重金属水污染是当今世界上最严重的环境问题之一.近年来，我国的重金属水污染呈加重趋势，2008－2009年，相继爆发了贵州独山县、湖南辰溪县、广西河池、云南阳宗海、河南大沙河等5起砷污染事件;2009年8月，陕西省凤翔县3个村庄发生851名儿童血铅超标事故，2010年全国发生了14起重金属污染事件，2011年1－5月份又发生了7起血铅事件[3].因此，如何有效地监测、控制和治理水体重金属污染成为广大环保工作者的研究热点.鉴于水生植物在湖泊、河流等水生态系统里的重要作用，国内外研究人员就其在重金属水污染监测和治理方面做了大量研究，并积累了许多经验[4].本文就近年来重金属对水生植物毒害相关研究进行了初步的总结.目前，关于重金属水污染对植物的毒害影响研究主要集中在重金属对水生植物的生态毒理学研究与缓解水生植物重金属毒害的机理研究两个方面.在实验室条件下，模拟重金属水污染设计重金属胁迫植物的类型主要有两种，即模拟自然环境中单一重金属离子胁迫和由2种或2种以上不同重金属离子构成的复合因子胁迫.水生植物有较强的吸收富集水体重金属能力，这些植物可有效地应用于清除和修复重金属污染水体[5，6].研究表明，重金属被植物吸收后，以不同的化学形态存在于细胞中，重金属在植物体内的迁移、在不同细胞器中的分布及对植物的毒害程度均与其在细胞内的化学形态有关.可用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定重金属在水生植物体内的富集及亚细胞分布[7，8]，用逐步提取法研究重金属在植物体内的存在形态[9]，用改良的硫化物－银法或荧光定位法研究重金属离子在植物细胞内的组织定位[10].我们用含镉的培养液培养慈姑，发现镉促进慈姑对钙、铜、锰和铁的吸收，而抑制镁、钠和钾的吸收[11].重金属胁迫影响水生植物根系活力及不同器官对矿质元素的吸收，从而对植物的生长发育产生不利影响.用α－萘胺氧化法或TTC法测定根系活力，用原子吸收光谱法测定水生植物对矿质元素的吸收，而植物的生长量可用称量法直接测定.重金属水污染对植物光合作用影响的研究已有许多报道，其内容主要包括水生植物的叶绿素自发荧光、叶绿素含量、叶绿素a/b值及叶绿素/类胡萝卜素值在重金属胁迫下的变化，叶绿体Ca2+－ATPase活性、Mg2+－ATPase活性、光合速率及类囊体膜电子传递活性测定等.用激光共聚焦扫描显微技术(LSCM)测定自发荧光[12]，用分光光度计法测定光合色素，叶绿体的制备及叶绿体Ca2+－ATPase活性测定用刘厚田等的方法[13]，叶绿体Mg2+－ATPase活性测定可参照蔡剑萍等[14]与李琳等[15]的方法，类囊体膜的制备及类囊体膜电子传递活性的测定用改进的B.B.Y.法.光合速率(PSⅠ还原能力及PSⅡ放氧活性)分别用氧电极和自动记录装置分段测定.呼吸作用的研究内容主要是水生植物呼吸强度在重金属胁迫下的变化，通常用薄膜氧电极法测定[16].植物抗氧化酶系统又称植物防御过氧化系统，一般包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH－PX)等[17]，能有效地清除活性氧，防止细胞膜系统过氧化作用的发生.SOD、CAT活性分别采用化学比色法和氧电极法测定，根据测定原理，一些研究单位开发了专门的试剂盒，如南京建成生物工程研究所开发的SOD试剂盒、CAT试剂盒由于操作简单，结果可靠，我们在研究中常常使用.POD活性用愈创木酚比色法测定，GSH－PX活性可用专门的试剂盒测定，用聚丙烯酰胺凝胶电泳研究重金属胁迫下POD、SOD等同工酶的变化已有许多报道.硝酸还原酶(NRase)是一类含巯基的诱导酶，催化硝酸盐为亚硝酸盐，是植物利用氮素过程中的一个关键酶，其活性的测定通常有体外法和体内法两种，实验室通常用磺胺比色法测定[17].可溶性糖是植物细胞重要的渗透调节物质，能在逆境条件下最大限度地保持细胞的渗透压，增强植物对逆境的适应能力[18].可溶性糖与可溶性蛋白含量分别用考马斯亮蓝G－250法和蒽酮比色法测定，总脂及脯氨酸含量分别用气相色谱和J.库姆斯[19]的方法测定.植物在正常代谢的过程中产生的超氧阴离子(O2.－)、过氧化氢(H2O2)等活性氧物质，能及时被抗氧化酶系统清除而保持在正常水平.受重金属胁迫后，植物体内的活性氧物质显著地增加，从而直接或间接地启动细胞膜脂过氧化作用，破坏细胞膜结构与功能，使细胞内含物外渗，代谢紊乱，导致一系列有害的生理生化变化，这是重金属毒害植物的重要机制[7，20].用羟胺氧化法和试剂盒法分别测定O2.－产生速率与H2O2含量.MDA是膜脂过氧化的重要产物，因此其含量反映了膜脂过氧化水平.近年来，细胞膜脂过氧化水平被认为是生活在重金属污染环境中的植物指示重金属污染程度的有效手段[21].用硫代巴比妥酸(TBA)比色法测定MDA含量，用紫外吸收法测定膜透性[22].有丝分裂指数可通过显微镜油镜观察，双盲法计数.细胞悬液及染色体标本的制备参照张自立和俞新大的方法[23].总DNA可用改良的CTAB法提取，用紫外分光光度计检测DNA浓度.PCR扩增目的片段后，用BigDyeTM测序试剂盒测定DNA序列，用RAPD和DAN Ladder技术检测DNA一级结构损伤.用普通显微镜、扫描电镜与透射电镜观察[8，11，24].采用SephadexG－100凝胶过滤层析和DEAE－52离子交换层析的方法.开展重金属水污染对植物毒害的缓解研究具有重要的理论意义和现实意义，已成为学届研究的热点.大量资料表明，不同浓度的6－苄氨基嘌呤(6－BA)对重金属毒害均有缓解作用[25]，外源抗坏血酸能够有效缓解镉对菹草[26]、黑藻[27]的毒害，Ca2+能缓解镉对槐叶苹的毒害[28]，稀土元素铈能通过提高亚洲苦草活性氧清除能力而增强对铜的抗性和耐性[29]，钕、硒能减轻镉对菹草与黄丝草的毒害[30，31]，镧可缓解镍对水鳖叶片的毒害效应[32]，施用外源谷胱甘肽可明显减轻Zn2+对水鳖的毒害症状[33]，外源亚精胺可减轻Hg2+对荇菜的胁迫[34]、增加水鳖对Cu胁迫的耐受性[35]等.受重金属胁迫，水生植物叶片通常失绿黄化，叶缘拳卷，根变褐变黑，植株枯萎，直至死亡[28].大量研究表明，植物体细胞在死亡前一般发生两次连续的结构和功能上的变化过程:一是细胞的耐受性或抗性过程，二是细胞的凋亡过程.在此过程中，植物体内富集的重金属诱导植物发生一系列生理生化与细胞结构变化，这些植物受毒害症状可被用来作为重金属污染的指示剂[21].植物在重金属胁迫的初期或较低浓度下，一般表现不出明显的受害症状，或者叶绿素含量及叶绿素a/b值升高，光合能力增强，植物内源性保护酶系统总的活力增强，从而能更有效地清除活性氧，减轻重金属对植物细胞膜系统的破坏，这种现象通常被认为是植物在低浓度重金属胁迫下的一种保护性适应[28].但这种适应是非常有限的，随着重金属胁迫时间延长或浓度加大，植物一般表现为叶绿素含量及叶绿素/类胡萝卜素的比值下降，类囊体膜的光合电子传递受阻，PSⅡ的放氧活性变小，使叶绿体内ATP含量降低，并最终导致光合能力下降;抗氧化酶活力下降和抗氧化酶系统功能紊乱，活性氧物质增多，膜脂过氧化水平加剧，膜透性增大，大量物质外渗，呼吸作用受抑，物质和能量代谢紊乱等[11].植物细胞遭受重金属胁迫后，细胞超微结构发生不同程度的损伤，主要表现在，高尔基体、内质网、细胞核、叶绿体、线粒体、液泡、质膜等的异常变化[10、11].并且植物受胁迫时间越长，重金属离子浓度越高，超微结构的损伤越呈加重趋势.通常表现为，细胞出现质膜收缩，胞间连丝断裂，高尔基体消失，核糖体减少，叶绿体膨胀、变形，基粒排列松散，垛叠减少直至消失，类囊体排列紊乱或解体，最后叶绿体膜系统溃解，线粒体膨大、外膜破裂、脊瓦解，线粒体呈空泡状直至整个线粒体解体消失，细胞核变形，核物质凝聚成具高电子密度的块状物质，染色质凝聚，核仁分解直至消失，最终出现核膜破裂以及细胞核解体等现象.徐勤松等认为，叶绿体结构的破坏是引起叶绿素含量下降的结构原因[24]，而类胡萝卜含量升高，可能是植物应对重金属引起氧化胁迫的一种策略[5].重金属对水生植物产生毒害的生物学途径一般认为有两种: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.如过量的Cu会阻碍植物对其他元素的吸收，而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[36].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.如Hg、Cd、Cu能改变生物大分子如核酸和蛋白质的构象，在分子水平造成对DNA的伤害[37].有研究认为，植物细胞壁的果胶质成分为结合重金属离子提供了大量的离子交换位点[38]，因此细胞壁有很强的积累阳离子的能力，是重金属进入细胞的第一道屏障[39].重金属镉、锌在菹草叶细胞中的超微定位结果[10]证实了这些观点，也为重金属导致细胞壁边缘的壁物质松散现象[40]提供了更直接的证据.进入细胞后的重金属通过破坏植物体内源保护酶系统(SOD、CAT、POD等)的活性，导致活性氧对细胞器膜的不饱和脂肪酸过氧化，从而对细胞器产生不可逆损伤，是重金属对植物重要的毒害机理.强氧化性的重金属离子可氧化细胞膜的不饱和脂肪酸，产生O2.－并通过其链式反应，破坏膜结构[41、42]，李荣春分析铅对植物细胞的毒害机理可能主要是物理作用，如附着作用使被附着的结构改变，功能丧失[43].重金属水污染对植物的毒害效应是多方面的，既有一定的规律又十分复杂.不仅在复合污染状况下，离子间可以表现出协同、拮抗、加和等不同作用，而且就单一离子对不同植物、对不同发育时期的植物或植物的不同器官的毒害效应也存在差异.总之，重金属胁迫对植物的毒害并不是破坏某一个酶或某一个细胞器，而是对植物细胞的膜结构和非膜结构、生理活动和生化反应的整体伤害，只是一些结构的耐受性强一些，另一些则弱一些[40].【相关文献】[1] 王俊，张义生.化学污染与生态效应[M].北京:中国环境科学出版社，1993.156－157.[2] 刘静宜，任安璞，彭安，等.环境化学[M].北京:中国环境科学出版社，1987.123－132.[3] 重金属污染事件频发，中国环境形势依然严峻[EB/OL].建设工程教育网，2011－06－09.[4] 王谦，成水平.大型水生植物修复重金属污染水体研究进展[J].环境科学与技术，2010，33(5):96－102.[5] Vajpayee P，Rai UN，Ali MB，et al.Chromium induced physiological changes in Vallisneria spiralis L.and its role in phytoremediation of tannery effluent[J].Bull Environ Contam Toxicol，2001，67:246－256.[6] Rai U N，Tripathi R D，Vajpayee P，et al.Cadmium Accumulation and Its Phytotoxicity in Potamogeton pectinatus L.(Potamogetonaceae)[J].Bull Environ Contam Toxicol，2003，70:566－575.[7] 徐勤松，施国新，周耀明，等.镉在黑藻叶细胞中的亚显微定位分布及其毒害效应分析[J].实验生物学报，2004，37(6):461－468.[8] Xu Q S，Hu J Z，Xie K B，et al.Accumulation and acute toxicity of silver in Potamogeton crispus L.[J].Journal of Hazardous Materials，2010，173:186－193.[9] Hu Jinzhao，Zheng Aizhen，Pei Dongli，et al.Bioaccumulation and Chemical Forms of Cadmium，Copper and Lead in Aquatic Plants[J].Brazilian Archives of Biology and Technology，2010，53(1):235－240.[10] 徐勤松，施国新，杜开和.重金属镉、锌在菹草叶细胞中的超微定位观察[J].云南植物研究，2002，24(2):241－244.[11] Hu Jinzhao，Pei Dongli，Liang Liang，et al.Growth Responses of Sagittaria sagittifolia L.Plants to Water Contamination with Cadmium[J].Russ J Plant Physiol，2009，56(5):686－694.[12] 谷巍，施国新，张超英，等.Hg2+、Cd2+和Cu2+对菹草光合系统及保护酶系统的毒害作用[J].植物生理与分子生物学学报，2002，28(1):69－74.[13] 刘厚田，郝鲁宁.Al3+对水稻中绿体Ca2+－ATP酶活性的影响及其与钙调素的关系[J].植物学报，1990，32(7):528－532.[14] 蔡剑萍，李淑俊，肖建平.植物叶绿体片层膜上腺三磷酶的测定[J].植物生理学通讯，1980，(2):33－36.[15] 李琳，焦新之.应用孔雀石绿染料比色测定纤克分子量水平无机磷和磷脂的超微量方法[J].植物生理学通讯，1982，(2):52－54.[16] 秦京东，邵宁，施定基，等.聚球藻7942高效泌氨突变种的获得及其泌氨、谷氨酰氨合成酶活性、光合和生长[J].植物学报，1999，41(1):65－70.[17] 陈愚，任久长，蔡晓明.镉对沉水植物硝酸还原酶和超氧化物歧化酶的影响[J].环境科学学报，1998，18(3):313－317.[18] 徐勤松，施国新.重金属对植物的毒害机制.植物科学进展(第4版)[M].北京:高等教育出版社，2001.233－244.[19] J.库姆斯(英).生物生产力和光合作用测定技术[M].北京:科学出版社，1986.194－198.[20] 严重玲，傅舜珍，方重华，等.Hg、Cd及其共同作用对烟草叶绿素含量及抗氧化酶系统的影响[J].植物生态学报，1997，21(5):468－473.[21] Baryla A，Labordec C，Motillet JL，et al.Evaluation of lipid peroxidation as a toxicity bioassay for plants exposed to copper[J].Environ Pollut，2000，109:131－135.[22] 张小兰，施国新，徐勤松，等.镧缓解镍对水鳖叶片的毒害效应研究[J].中国稀土学报，2003，21(1):81－84.[23] 张自立，俞新大.植物体细胞和体细胞遗传学技术与原理[M].北京:高等教育出版社，1990.8－50.[24] 徐勤松，施国新，杜开和.Hg2+对睡莲幼叶细胞超微结构的损伤[J].南京师大学报(自然科学版)，2002，25(1):33－37.[25] 周红卫，施国新，陈景耀，等.6－BA对水花生(Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb.)抗氧化酶系Hg2+毒害的缓解作用[J].生态学报，2003，22(2):387－392.[26] 吴晓燕，施国新，徐勤松，等.外源ASA对菹草(Potamogeton crispus)抗Cd2+毒害的实验分析[J].湖泊科学，2005，17(1):87－92.[27] 许丙军，施国新，徐勤松，等.外源抗坏血酸对镉胁迫下黑藻抗氧化系统的保护作用[J].应用生态学报，2006，17(9):1768－1770.[28] 胡金朝，施国新，王学，等.Cd对槐叶苹的生理影响及外源La、Ca的缓解效应比较[J].广西植物，2005，25(2):156－160.[29] 马广岳，施国新，王学，等.铈对亚洲苦草铜害的缓解效应[J].生态学杂志，2005，24(2):141－145.[30] 王春涛，施国新，徐勤松，等.外源钕减轻了重金属镉对菹草的毒害作用[J].中国稀土学报，2004，22(6):821－824.[31] 吴建新，丁小余，罗玉明，等.黄丝草镉污染毒害及硒的缓解作用[J].中国环境科学，2003，23(2):180－183.[32] 张小兰，施国新，徐勤松，等.镧缓解镍对水鳖叶片的毒害效应研究[J].中国稀土学报，2003，21(1):81－84.[33] 赵娟，施国新，徐勤松，等.外源谷胱甘肽(GSH)对水鳖Zn2+毒害的缓解作用[J].热带与亚热带植物学报，2006，14(3):213－217.[34] 王学，施国新，马广岳，等.外源亚精胺对荇菜抗Hg2+胁迫能力的影响[J].植物生理与分子生物学学报，2004，30(1):69－74.[35] 王红霞，胡金朝，施国新，等.外源多胺对铜胁迫下水鳖叶片多胺代谢、抗氧化系统和矿质营养元素的影响[J].生态学报，2010，30(10):2784－2792.[36] 何刚，耿晨光，罗睿.重金属污染的治理及重金属对水生植物的影响[J].贵州农业科学，2008，36(3):147－150.[37] Gupta，M.，Sarin，N.B.Heavy Metal Induced DNA Changes in Aquatic Macrophytes:Random Amplified Polymorphic DNA Analysis and Identification of Sequence Characterized Amplified Region Marker[J].Journal of Environmental Sciences，2009，21(5):686－690.[38] Peterson PJ.The distribution of Zine－65 in Agrosis tenuis and A.stoloniferaL.tissue[J].J Experi Bot，1969，20:863－875.[39] Poulter A，Collin HA，Thurman DA，et al.The role of cell wall in the mechanism of lead and zinc tolerance in Anthoxanthum odoratum L.[J].Plant Sci，1985，42(1):61－66. [40] 施国新，杜开和，解凯彬，等.汞、镉污染对黑藻叶细胞伤害的超微结构研究[J].植物学报，2000，42(4):373－378.[41] 吴玉萍，沈韫芬.LAS和K2Cr2O7对梨形四膜虫Tetrhymena pyriformis细胞毒性效应的研究[J].中国环境科学，1993，13(3):204－208.[42] 杨顶田，施国新，陈伟民.Cr6+污染对水鳖的超微结构及菱、莼菜、黑藻细胞膜的影响[J].武汉植物学研究，2001，19(6):483－488.[43] 李荣春.Cd、Pb及其复合污染对烤烟叶片生理生化及细胞亚显微结构的影响[J].植物生态学报，2000，24(2):238－242.。
重金属对植物生长的毒害效应及解决方案
重金属对植物生长的毒害效应及解决方案植物是地球上最为重要的生物资源之一，对维持生态平衡和人类的生存有着重要的作用。
然而，随着工业化的发展和人类活动的不断增加，环境中重金属的含量逐渐增多，给植物生长带来了巨大的威胁。
本文将从重金属对植物生长的毒害效应、重金属来源和解决方案三个方面进行探讨。
首先，重金属对植物生长的毒害效应不容忽视。
重金属如铅、汞、镉等具有强毒性，在植物体内难以分解，并通过植物根系进入植物体内，对植物的正常生理功能产生影响。
重金属主要通过以下方式影响植物生长：（1）抑制植物光合作用：重金属能够堵塞叶片中的气孔，降低二氧化碳的吸收速率，从而影响植物的光合作用和生长速度。
（2）干扰植物的酶活性：重金属通过与酶结合，抑制酶的活性，干扰植物的正常生理代谢过程，导致植物生长受阻。
（3）破坏植物的细胞结构：重金属能够引起细胞膜的损伤，促使细胞内的离子渗漏，破坏植物细胞的结构和功能。
其次，重金属污染的来源多种多样。
重金属来源主要包括两个方面：自然因素和人为因素。
自然因素指地壳中存在的重金属元素，在自然界循环过程中释放到环境中，例如地震、火山喷发等。
人为因素则是由于人类活动产生的重金属污染，如冶炼、电镀、废水排放等。
尤其是工业化程度较高的地区，重金属污染的程度更加严重。
针对重金属对植物生长的毒害效应，现有的解决方案主要包括以下几个方面：（1）重金属污染的防治：通过减少重金属的排放，严格控制工业废水的排放标准，对有害物质进行处理和回收利用，减少重金属进入环境的量。
（2）土壤修复技术：采用物理、化学或生物等方法对受重金属污染的土壤进行修复，如土壤剥离、化学材料修复和微生物修复等。
（3）植物修复技术：一些植物具有重金属的富集能力，可以通过植物修复的方式减少重金属的污染。
这些植物称为重金属超富集植物，如拟南芥、大豆等。
（4）健康饮食和环境教育：培养健康的饮食习惯，选择优质的农产品，减少重金属摄入。
加强环境教育，提高公众的环保意识和责任感。
重金属水污染对植物生长影响的方式及研究方法
对植物毒 害影响 的研 究 内容及相应研 究方法， 归纳 了重金 属水污染对植 物毒 害的一般规律 与可能机理． 关键词 ： 重金属 ； 重金属水 污染； 物 ； 害 植 毒
中图分类号 ： １３ Ｘ ７ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ２— ６ ０ ２ １ ）９— ０ ４— ５ １７ ３ ０ （０ ２ ０ ０ ７ ０
水体 自身的净化能力 ， 从而改变 了水体的组成及其理化性质 ， 使水中生物 的生长条件恶化 ， 并进而影响到人
类生 活 和健康 的 自然 现象 ． 重金 属水 污染是 当今 世界 上最严 重 的环境 问题 之一 ． 年来 ， 国的 重金 属水 污 染 呈 加重 趋 势 ，０ ８— 近 我 ２０
胡 金 朝
（ 昌学 院 农业科学学 院， 西 四川 西 昌 ６ ５ １ ） １０ ３
摘 要 ： 国重 金 属 水 污 染 日趋 严 重 ， 明显 危 害到 水 生 态和 人 类 健 康 ， 关 重金 属 水 污 染 对植 物 毒 害机 理 的 我 已 有
研 究越 来越 多． 本文结合笔者的研 究工作 ， 介绍 了重金属与重金属水污染的概念 ， 总结 了近年 来有关重金属 水污染
２０ ０９年 ， 相继爆 发 了贵 州独 山县 、 南 辰溪 县 、 西河 池 、 南 阳宗 海 、 湖 广 云 河南 大沙 河 等 ５起 砷 污 染 事 件 ；０９ ２０
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重金属污染对植物生长的影响研究
重金属污染对植物生长的影响研究植物是我们生活中不可或缺的一部分，植物的生长状况不仅关系到自然环境，也直接影响到我们的生活质量。
然而在现代化的进程中，随着人类对于自然环境的污染不断增加，植物的生存环境也面临着一定的威胁，尤其是重金属污染的影响，这种污染不仅对于人类健康有直接的危害，也会对生态环境造成很大的损害，影响植物的生长和发育。
重金属污染对植物生长的影响是一个非常广泛的话题，本文将从多个方面进行探讨。
一、重金属污染的来源重金属污染的来源比较广泛，可以来自于人类生产活动、交通运输以及自然环境等方面。
人类生产活动中存在着大量的重金属污染源，如电镀、冶炼、化肥、制药等产业都是重金属污染的主要来源。
交通运输也是一个重要的重金属污染源，机动车的排放会释放大量的重金属物质。
此外，自然环境中的土壤、河流、海洋等也存在着一定的重金属污染物。
二、重金属污染对植物的影响重金属污染对植物的影响存在着多个方面，最常见的就是对植物生长发育的影响。
重金属污染会破坏土壤的物理、化学、生物平衡，使植物生长环境不断恶化，严重影响植物的生长发育。
此外，重金属污染还会对植物的营养成分造成影响，进而影响植物的品质和营养成分的含量。
三、不同重金属污染对植物的影响不同的重金属污染对植物的影响会有所不同，以下是一些常见的重金属污染对植物身体产生的影响：（1）铅污染：铅对植物的生长发育有很大的影响，铅污染可以导致植物的根系和叶片受到伤害，从而影响植物的生长速度和鲜重。
（2）镉污染：镉污染不仅影响植物的生长，还会导致植物的生理代谢发生变化，进而影响植物的营养成分含量。
由于镉的毒性很强，过量的镉会对人类健康造成威胁。
（3）汞污染：汞在植物体内的积累量较大，会导致植物的光合作用受到抑制，根部和生长点也会受到影响。
此外，汞污染还会对植物的生化代谢产生影响。
四、重金属污染对植物的生理机制重金属污染对植物的影响与植物的生理机制密切相关。
传统的研究认为，植物应对重金属污染主要包括吸收、转运、转化和排出四个阶段。
重金属对植物生长和代谢的影响机制
重金属对植物生长和代谢的影响机制重金属是人类社会活动和自然界中广泛存在的化学元素，然而，由于其毒性和残留性，重金属污染已成为当前环境保护的重要问题之一。
重金属与植物之间的互动关系复杂，重金属污染下植物的生长和代谢受到了严重影响。
本文将围绕着重金属对植物生长和代谢的影响机制，讨论并总结了相关的研究进展，以期为环境保护和植物保护提供有益参考。
一、重金属对植物生长的影响机制(一) 重金属离子的吸收和转运植物根系是吸收水和养分的主要器官，同时也是吸收重金属的途径。
在受到重金属毒性的影响下，植物根系的吸收、传输和分布等方面都可能发生异常。
日本学者赤崎信夫提出了重金属吸收的一种模型，即“目标位置模型”。
该模型认为，在植物体内，重金属不仅是随机分布的，更是被吸收和转运到特定的目标位置，并在那里产生毒性效应。
此外，重金属的离子状态对于植物的吸收也有关键影响，重金属离子最多可被吸收到根系表皮细胞内。
重金属离子对植物体内不同类型的细胞结构、膜蛋白和酶生理机制均存在毒性影响。
(二) 重金属对植物代谢的影响不同于化学肥料中的营养元素，重金属元素在植物体内并没有明显的代谢途径。
重金属作为一种毒性元素，可以通过多种方式影响植物代谢，影响植物的自身生长和营养需要。
1、氧化还原平衡重金属暴露下，植物体细胞膜的氧化还原平衡受到干扰，可能导致膜的损伤、病原微生物进攻、抗氧化物的消耗等种种不利影响。
大量的H+离子会导致改变植物体细胞质内的酸碱平衡，影响NADP氧化酶的活性，从而导致代谢过程降解。
2、细胞壁的结构及其功能重金属的毒性作用不仅仅局限在细胞膜上，它们还会对细胞壁的结构和功能产生影响。
重金属可与细胞壁中的纤维素和多糖物质结合成为交联结构，降低细胞壁的延展性和可塑性，同时也抑制了细胞壁的酶分解和细胞壁酸性物质的释放。
3、叶绿素的合成和病理发生重金属暴露还可影响植物体内叶绿素的合成，而叶绿素在细胞色素的生物合成和光合作用代谢过程中起到重要作用。
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收稿日期：2012－05－25；修回日期：2012－06－07基金项目：河南省科技厅科技攻关项目（92102310130）；四川省教育厅项目（11ZB111）；四川省环境保护厅项目（2011HB005）作者简介：胡金朝（1972－），男，河南兰考人，西昌学院副教授，博士，主要从事细胞生物学教学与研究．第28卷第9期2012年9月商丘师范学院学报JOURNAL OF SHANGQIU NORMAL UNIVERSITY Vol．28No．9Sep．2012重金属水污染对植物生长影响的方式及研究方法胡金朝（西昌学院农业科学学院，四川西昌615013）摘要：我国重金属水污染日趋严重，已明显危害到水生态和人类健康，有关重金属水污染对植物毒害机理的研究越来越多．本文结合笔者的研究工作，介绍了重金属与重金属水污染的概念，总结了近年来有关重金属水污染对植物毒害影响的研究内容及相应研究方法，归纳了重金属水污染对植物毒害的一般规律与可能机理．关键词：重金属；重金属水污染；植物；毒害中图分类号：X173文献标识码：A 文章编号：1672－3600（2012）09－0074－05The toxic effects of heavy metal stress on the growth of aquatic plantHU Jinzhao（School of Agricultural Sciences ，Xichang College ，Xichang 615013，China ）Abstract ：Nowadays ，the contamination of heavy metals is becoming more and more serious in our country ，which has obviously put great toxic effects on aquatic ecosystem and human health．Hence ，studies on the toxic mecha-nism of aquatic plants of heavy metal stress are on the increase．According to my studies ，the paper introduces the definitions of heavy metal and heavy metal water pollution ，summarizes the research contents of the toxic effects of heavy metal stress on the growth of aquatic plants and their relevant methods in recent years ，explains the general patterns of the toxic effects ，and reviews the toxic mechanism of aquatic plants of heavy metal stress．Key words ：heavy metal ；stress ；aquatic plants ；toxic effects1重金属及重金属水污染重金属的概念通常有两种表述形式，一是指比重超过5的金属，二是指元素周期表中原子序数在20以后的元素［1］．刘静宜等则把环境污染中的重金属定义为汞、镉、铅、铬和类金属砷等生物毒性显著的元素，以及锰、钼、镍、铜、钴、锡、锌等有一定毒性的一般元素［2］．重金属水污染通常是指排入水体的重金属量超过了水体自身的净化能力，从而改变了水体的组成及其理化性质，使水中生物的生长条件恶化，并进而影响到人类生活和健康的自然现象．重金属水污染是当今世界上最严重的环境问题之一．近年来，我国的重金属水污染呈加重趋势，2008－2009年，相继爆发了贵州独山县、湖南辰溪县、广西河池、云南阳宗海、河南大沙河等5起砷污染事件；2009年8月，陕西省凤翔县3个村庄发生851名儿童血铅超标事故，2010年全国发生了14起重金属污染事件，2011年1－5月份又发生了7起血铅事件［3］．因此，如何有效地监测、控制和治理水体重金属污染成为广大环保工作者的研究热点．鉴于水生植物在湖泊、河流等水生态系统里的重要作用，国内外研究人员就其在重金属水污染监测和治理方面做了大量研究，并积累了许多经验［4］．本文就近年来重金属对水生植物毒害相关研究进行了初步的总结．2重金属水污染对植物生长影响的方式及主要研究方法目前，关于重金属水污染对植物的毒害影响研究主要集中在重金属对水生植物的生态毒理学研究与缓解水生植物重金属毒害的机理研究两个方面．在实验室条件下，模拟重金属水污染设计重金属胁迫植物的类型主要有两种，即模拟自然环境中单一重金属离子胁迫和由2种或2种以上不同重金属离子构成的复合因子胁迫．2．1重金属在水生植物体内的富集、迁移、亚细胞分布及化学形态［5－10］水生植物有较强的吸收富集水体重金属能力，这些植物可有效地应用于清除和修复重金属污染水体［5，6］．研究表明，重金属被植物吸收后，以不同的化学形态存在于细胞中，重金属在植物体内的迁移、在不同细胞器中的分布及对植物的毒害程度均与其在细胞内的化学形态有关．可用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定重金属在水生植物体内的富集及亚细胞分布［7，8］，用逐步提取法研究重金属在植物体内的存在形态［9］，用改良的硫化物－银法或荧光定位法研究重金属离子在植物细胞内的组织定位［10］．2．2重金属水污染对植物吸收矿质元素的影响我们用含镉的培养液培养慈姑，发现镉促进慈姑对钙、铜、锰和铁的吸收，而抑制镁、钠和钾的吸收［11］．重金属胁迫影响水生植物根系活力及不同器官对矿质元素的吸收，从而对植物的生长发育产生不利影响．用α－萘胺氧化法或TTC 法测定根系活力，用原子吸收光谱法测定水生植物对矿质元素的吸收，而植物的生长量可用称量法直接测定．2．3重金属水污染对植物光合作用与呼吸作用的影响重金属水污染对植物光合作用影响的研究已有许多报道，其内容主要包括水生植物的叶绿素自发荧光、叶绿素含量、叶绿素a /b 值及叶绿素/类胡萝卜素值在重金属胁迫下的变化，叶绿体Ca 2+－ATPase 活性、Mg 2+－ATPase 活性、光合速率及类囊体膜电子传递活性测定等．用激光共聚焦扫描显微技术（LSCM ）测定自发荧光［12］，用分光光度计法测定光合色素，叶绿体的制备及叶绿体Ca 2+－ATPase 活性测定用刘厚田等的方法［13］，叶绿体Mg 2+－ATPase 活性测定可参照蔡剑萍等［14］与李琳等［15］的方法，类囊体膜的制备及类囊体膜电子传递活性的测定用改进的B．B．Y．法．光合速率（PS Ⅰ还原能力及PS Ⅱ放氧活性）分别用氧电极和自动记录装置分段测定．呼吸作用的研究内容主要是水生植物呼吸强度在重金属胁迫下的变化，通常用薄膜氧电极法测定［16］．2．4重金属水污染对植物抗氧化酶系统及硝酸还原酶的影响［11］植物抗氧化酶系统又称植物防御过氧化系统，一般包括超氧化物歧化酶（SOD ）、过氧化物酶（POD ）、过氧化氢酶（CAT ）及谷胱甘肽过氧化物酶（GSH －PX ）等［17］，能有效地清除活性氧，防止细胞膜系统过氧化作用的发生．SOD 、CAT 活性分别采用化学比色法和氧电极法测定，根据测定原理，一些研究单位开发了专门的试剂盒，如南京建成生物工程研究所开发的SOD 试剂盒、CAT 试剂盒由于操作简单，结果可靠，我们在研究中常常使用．POD 活性用愈创木酚比色法测定，GSH －PX 活性可用专门的试剂盒测定，用聚丙烯酰胺凝胶电泳研究重金属胁迫下POD 、SOD 等同工酶的变化已有许多报道．硝酸还原酶（NRase ）是一类含巯基的诱导酶，催化硝酸盐为亚硝酸盐，是植物利用氮素过程中的一个关键酶，其活性的测定通常有体外法和体内法两种，实验室通常用磺胺比色法测定［17］．2．5重金属水污染对植物可溶性糖、可溶性蛋白、总脂及脯氨酸含量的影响可溶性糖是植物细胞重要的渗透调节物质，能在逆境条件下最大限度地保持细胞的渗透压，增强植物对逆境的适应能力［18］．可溶性糖与可溶性蛋白含量分别用考马斯亮蓝G －250法和蒽酮比色法测定，总脂及脯氨酸含量分别用气相色谱和J．库姆斯［19］的方法测定．2．6重金属水污染对植物活性氧物质、丙二醛（MDA ）含量及膜透性的影响植物在正常代谢的过程中产生的超氧阴离子（O 2．－）、过氧化氢（H 2O 2）等活性氧物质，能及时被抗氧化酶系统清除而保持在正常水平．受重金属胁迫后，植物体内的活性氧物质显著地增加，从而直接或间接地启动细胞膜脂过氧化作用，破坏细胞膜结构与功能，使细胞内含物外渗，代谢紊乱，导致一系列有害的生理生化变化，这是重金属毒害植物的重要机制［7，20］．用羟胺氧化法和试剂盒法分别测定O 2．－产生速率与H 2O 2含57第9期胡金朝：重金属水污染对植物生长影响的方式及研究方法67商丘师范学院学报2012年量．MDA是膜脂过氧化的重要产物，因此其含量反映了膜脂过氧化水平．近年来，细胞膜脂过氧化水平被认为是生活在重金属污染环境中的植物指示重金属污染程度的有效手段［21］．用硫代巴比妥酸（TBA）比色法测定MDA含量，用紫外吸收法测定膜透性［22］．2．7重金属对水生植物有丝分裂指数（IM）、微核率（MCNF）、染色体畸变率（CAF）及DNA的影响有丝分裂指数可通过显微镜油镜观察，双盲法计数．细胞悬液及染色体标本的制备参照张自立和俞新大的方法［23］．总DNA可用改良的CTAB法提取，用紫外分光光度计检测DNA浓度．PCR扩增目的片段后，用BigDyeTM测序试剂盒测定DNA序列，用RAPD和DAN Ladder技术检测DNA一级结构损伤．2．8重金属水污染对植物细胞结构的影响用普通显微镜、扫描电镜与透射电镜观察［8，11，24］．2．9金属结合蛋白的分离与纯化采用SephadexG－100凝胶过滤层析和DEAE－52离子交换层析的方法．2．10缓解重金属水污染对植物毒害的研究开展重金属水污染对植物毒害的缓解研究具有重要的理论意义和现实意义，已成为学届研究的热点．大量资料表明，不同浓度的6－苄氨基嘌呤（6－BA）对重金属毒害均有缓解作用［25］，外源抗坏血酸能够有效缓解镉对菹草［26］、黑藻［27］的毒害，Ca2+能缓解镉对槐叶苹的毒害［28］，稀土元素铈能通过提高亚洲苦草活性氧清除能力而增强对铜的抗性和耐性［29］，钕、硒能减轻镉对菹草与黄丝草的毒害［30，31］，镧可缓解镍对水鳖叶片的毒害效应［32］，施用外源谷胱甘肽可明显减轻Zn2+对水鳖的毒害症状［33］，外源亚精胺可减轻Hg2+对荇菜的胁迫［34］、增加水鳖对Cu胁迫的耐受性［35］等．3水生植物受重金属胁迫的一般应答受重金属胁迫，水生植物叶片通常失绿黄化，叶缘拳卷，根变褐变黑，植株枯萎，直至死亡［28］．大量研究表明，植物体细胞在死亡前一般发生两次连续的结构和功能上的变化过程：一是细胞的耐受性或抗性过程，二是细胞的凋亡过程．在此过程中，植物体内富集的重金属诱导植物发生一系列生理生化与细胞结构变化，这些植物受毒害症状可被用来作为重金属污染的指示剂［21］．3．1水生植物受重金属胁迫的生理应答植物在重金属胁迫的初期或较低浓度下，一般表现不出明显的受害症状，或者叶绿素含量及叶绿素a/b 值升高，光合能力增强，植物内源性保护酶系统总的活力增强，从而能更有效地清除活性氧，减轻重金属对植物细胞膜系统的破坏，这种现象通常被认为是植物在低浓度重金属胁迫下的一种保护性适应［28］．但这种适应是非常有限的，随着重金属胁迫时间延长或浓度加大，植物一般表现为叶绿素含量及叶绿素/类胡萝卜素的比值下降，类囊体膜的光合电子传递受阻，PSⅡ的放氧活性变小，使叶绿体内ATP含量降低，并最终导致光合能力下降；抗氧化酶活力下降和抗氧化酶系统功能紊乱，活性氧物质增多，膜脂过氧化水平加剧，膜透性增大，大量物质外渗，呼吸作用受抑，物质和能量代谢紊乱等［11］．3．2水生植物受重金属胁迫的细胞结构变化植物细胞遭受重金属胁迫后，细胞超微结构发生不同程度的损伤，主要表现在，高尔基体、内质网、细胞核、叶绿体、线粒体、液泡、质膜等的异常变化［10、11］．并且植物受胁迫时间越长，重金属离子浓度越高，超微结构的损伤越呈加重趋势．通常表现为，细胞出现质膜收缩，胞间连丝断裂，高尔基体消失，核糖体减少，叶绿体膨胀、变形，基粒排列松散，垛叠减少直至消失，类囊体排列紊乱或解体，最后叶绿体膜系统溃解，线粒体膨大、外膜破裂、脊瓦解，线粒体呈空泡状直至整个线粒体解体消失，细胞核变形，核物质凝聚成具高电子密度的块状物质，染色质凝聚，核仁分解直至消失，最终出现核膜破裂以及细胞核解体等现象．徐勤松等认为，叶绿体结构的破坏是引起叶绿素含量下降的结构原因［24］，而类胡萝卜含量升高，可能是植物应对重金属引起氧化胁迫的一种策略［5］．4重金属水污染对植物的毒害机理重金属对水生植物产生毒害的生物学途径一般认为有两种：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．如过量的Cu 会阻碍植物对其他元素的吸收，而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［36］．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．如Hg 、Cd 、Cu 能改变生物大分子如核酸和蛋白质的构象，在分子水平造成对DNA 的伤害［37］．有研究认为，植物细胞壁的果胶质成分为结合重金属离子提供了大量的离子交换位点［38］，因此细胞壁有很强的积累阳离子的能力，是重金属进入细胞的第一道屏障［39］．重金属镉、锌在菹草叶细胞中的超微定位结果［10］证实了这些观点，也为重金属导致细胞壁边缘的壁物质松散现象［40］提供了更直接的证据．进入细胞后的重金属通过破坏植物体内源保护酶系统（SOD 、CAT 、POD 等）的活性，导致活性氧对细胞器膜的不饱和脂肪酸过氧化，从而对细胞器产生不可逆损伤，是重金属对植物重要的毒害机理．强氧化性的重金属离子可氧化细胞膜的不饱和脂肪酸，产生O 2．－并通过其链式反应，破坏膜结构［41、42］，李荣春分析铅对植物细胞的毒害机理可能主要是物理作用，如附着作用使被附着的结构改变，功能丧失［43］．重金属水污染对植物的毒害效应是多方面的，既有一定的规律又十分复杂．不仅在复合污染状况下，离子间可以表现出协同、拮抗、加和等不同作用，而且就单一离子对不同植物、对不同发育时期的植物或植物的不同器官的毒害效应也存在差异．总之，重金属胁迫对植物的毒害并不是破坏某一个酶或某一个细胞器，而是对植物细胞的膜结构和非膜结构、生理活动和生化反应的整体伤害，只是一些结构的耐受性强一些，另一些则弱一些［40］．参考文献：［1］王俊，张义生．化学污染与生态效应［M ］．北京：中国环境科学出版社，1993．156－157．［2］刘静宜，任安璞，彭安，等．环境化学［M ］．北京：中国环境科学出版社，1987．123－132．［3］重金属污染事件频发，中国环境形势依然严峻［EB /OL ］．建设工程教育网，2011－06－09．［4］王谦，成水平．大型水生植物修复重金属污染水体研究进展［J ］．环境科学与技术，2010，33（5）：96－102．［5］Vajpayee P ，Rai UN ，Ali MB ，et al．Chromium induced physiological changes in Vallisneria spiralis L．and its role in phytore-mediation of tannery effluent ［J ］．Bull Environ Contam Toxicol ，2001，67：246－256．［6］Rai U N ，Tripathi R D ，Vajpayee P ，et al．Cadmium Accumulation and Its Phytotoxicity in Potamogeton pectinatus L．（Pota-mogetonaceae ）［J ］．Bull Environ Contam Toxicol ，2003，70：566－575．［7］徐勤松，施国新，周耀明，等．镉在黑藻叶细胞中的亚显微定位分布及其毒害效应分析［J ］．实验生物学报，2004，37（6）：461－468．［8］Xu Q S ，Hu J Z ，Xie K B ，et al．Accumulation and acute toxicity of silver in Potamogeton crispus L．［J ］．Journal of Hazard-ous Materials ，2010，173：186－193．［9］Hu Jinzhao ，Zheng Aizhen ，Pei Dongli ，et al．Bioaccumulation and Chemical Forms of Cadmium ，Copper and Lead in AquaticPlants ［J ］．Brazilian Archives of Biology and Technology ，2010，53（1）：235－240．［10］徐勤松，施国新，杜开和．重金属镉、锌在菹草叶细胞中的超微定位观察［J ］．云南植物研究，2002，24（2）：241－244．［11］Hu Jinzhao ，Pei Dongli ，Liang Liang ，et al．Growth Responses of Sagittaria sagittifolia L．Plants to Water Contamination withCadmium ［J ］．Russ J Plant Physiol ，2009，56（5）：686－694．［12］谷巍，施国新，张超英，等．Hg 2+、Cd 2+和Cu 2+对菹草光合系统及保护酶系统的毒害作用［J ］．植物生理与分子生物学学报，2002，28（1）：69－74．［13］刘厚田，郝鲁宁．Al 3+对水稻中绿体Ca 2+－ATP 酶活性的影响及其与钙调素的关系［J ］．植物学报，1990，32（7）：528－532．［14］蔡剑萍，李淑俊，肖建平．植物叶绿体片层膜上腺三磷酶的测定［J ］．植物生理学通讯，1980，（2）：33－36．［15］李琳，焦新之．应用孔雀石绿染料比色测定纤克分子量水平无机磷和磷脂的超微量方法［J ］．植物生理学通讯，1982，（2）：52－54．［16］秦京东，邵宁，施定基，等．聚球藻7942高效泌氨突变种的获得及其泌氨、谷氨酰氨合成酶活性、光合和生长［J ］．植物学报，1999，41（1）：65－70．［17］陈愚，任久长，蔡晓明．镉对沉水植物硝酸还原酶和超氧化物歧化酶的影响［J ］．环境科学学报，1998，18（3）：313－317．［18］徐勤松，施国新．重金属对植物的毒害机制．植物科学进展（第4版）［M ］．北京：高等教育出版社，2001．233－244．［19］J．库姆斯（英）．生物生产力和光合作用测定技术［M ］．北京：科学出版社，1986．194－198．［20］严重玲，傅舜珍，方重华，等．Hg 、Cd 及其共同作用对烟草叶绿素含量及抗氧化酶系统的影响［J ］．植物生态学报，1997，77第9期胡金朝：重金属水污染对植物生长影响的方式及研究方法21（5）：468－473．［21］Baryla A，Labordec C，Motillet JL，et al．Evaluation of lipid peroxidation as a toxicity bioassay for plants exposed to copper ［J］．Environ Pollut，2000，109：131－135．［22］张小兰，施国新，徐勤松，等．镧缓解镍对水鳖叶片的毒害效应研究［J］．中国稀土学报，2003，21（1）：81－84．［23］张自立，俞新大．植物体细胞和体细胞遗传学技术与原理［M］．北京：高等教育出版社，1990．8－50．［24］徐勤松，施国新，杜开和．Hg2+对睡莲幼叶细胞超微结构的损伤［J］．南京师大学报（自然科学版），2002，25（1）：33－37．［25］周红卫，施国新，陈景耀，等．6－BA对水花生（Alternanthera philoxeroides（Mart．）Griseb．）抗氧化酶系Hg2+毒害的缓解作用［J］．生态学报，2003，22（2）：387－392．［26］吴晓燕，施国新，徐勤松，等．外源ASA对菹草（Potamogeton crispus）抗Cd2+毒害的实验分析［J］．湖泊科学，2005，17（1）：87－92．［27］许丙军，施国新，徐勤松，等．外源抗坏血酸对镉胁迫下黑藻抗氧化系统的保护作用［J］．应用生态学报，2006，17（9）：1768－1770．［28］胡金朝，施国新，王学，等．Cd对槐叶苹的生理影响及外源La、Ca的缓解效应比较［J］．广西植物，2005，25（2）：156－160．［29］马广岳，施国新，王学，等．铈对亚洲苦草铜害的缓解效应［J］．生态学杂志，2005，24（2）：141－145．［30］王春涛，施国新，徐勤松，等．外源钕减轻了重金属镉对菹草的毒害作用［J］．中国稀土学报，2004，22（6）：821－824．［31］吴建新，丁小余，罗玉明，等．黄丝草镉污染毒害及硒的缓解作用［J］．中国环境科学，2003，23（2）：180－183．［32］张小兰，施国新，徐勤松，等．镧缓解镍对水鳖叶片的毒害效应研究［J］．中国稀土学报，2003，21（1）：81－84．［33］赵娟，施国新，徐勤松，等．外源谷胱甘肽（GSH）对水鳖Zn2+毒害的缓解作用［J］．热带与亚热带植物学报，2006，14（3）：213－217．［34］王学，施国新，马广岳，等．外源亚精胺对荇菜抗Hg2+胁迫能力的影响［J］．植物生理与分子生物学学报，2004，30（1）：69－74．［35］王红霞，胡金朝，施国新，等．外源多胺对铜胁迫下水鳖叶片多胺代谢、抗氧化系统和矿质营养元素的影响［J］．生态学报，2010，30（10）：2784－2792．［36］何刚，耿晨光，罗睿．重金属污染的治理及重金属对水生植物的影响［J］．贵州农业科学，2008，36（3）：147－150．［37］Gupta，M．，Sarin，N．B．Heavy Metal Induced DNA Changes in Aquatic Macrophytes：Random Amplified Polymorphic DNA Analysis and Identification of Sequence Characterized Amplified Region Marker［J］．Journal of Environmental Sciences，2009，21（5）：686－690．［38］Peterson PJ．The distribution of Zine－65in Agrosis tenuis and A．stolonifera L．tissue［J］．J Experi Bot，1969，20：863－875．［39］Poulter A，Collin HA，Thurman DA，et al．The role of cell wall in the mechanism of lead and zinc tolerance in Anthoxanthum odoratum L．［J］．Plant Sci，1985，42（1）：61－66．［40］施国新，杜开和，解凯彬，等．汞、镉污染对黑藻叶细胞伤害的超微结构研究［J］．植物学报，2000，42（4）：373－378．［41］吴玉萍，沈韫芬．LAS和K2Cr2O7对梨形四膜虫Tetrhymena pyriformis细胞毒性效应的研究［J］．中国环境科学，1993，13（3）：204－208．［42］杨顶田，施国新，陈伟民．Cr6+污染对水鳖的超微结构及菱、莼菜、黑藻细胞膜的影响［J］．武汉植物学研究，2001，19（6）：483－488．［43］李荣春．Cd、Pb及其复合污染对烤烟叶片生理生化及细胞亚显微结构的影响［J］．植物生态学报，2000，24（2）：238－242．【责任编辑：徐明忠】87商丘师范学院学报2012年。