PDF《含铅、镉重金属细颗粒物对几种陆生植物的暴露危害》

exposure;

combined pollution;

terrestrial plants growth;

growth inhibition 大气颗粒物是指大气与悬浮在其中的固体和液体微粒共同组成的多相体系.颗粒物研究已经成 为全世界公众、科学家和各国政府及联合国组织关注的焦点[1-2] .大气颗粒物按粒径大小可分为总悬 浮颗粒物(TSP,Total suspended particles)(粒径φ 籽实,呈宝塔状[25]. 大气中细颗粒物的沉降是指细颗粒物撞击后滞留在物体表面,从而脱离大气环境的过程,一般 可分为干沉降和湿沉降,在本试验中只考虑干沉降.由于细颗粒物粒径很小,很难靠自身重力沉降, 因此湍流是细颗粒物最主要的干沉降方式[26-27] .从本试验的化学分析结果可以看出,对于 Cd 和Pb2 种浓度,在不同种植人工土壤中的背景浓度值较为均匀,但Pb 含量背景值明显高于 Cd 含量.试验 结束时对于处理组的分析可知,不同种植土壤暴露后两种重金属元素浓度比空白对照组均有下降, 说明

4 种植物对于两种重金属元素均有富集效应.但由于富集效应包含了地下根系部分和地上茎叶 部分不同部位的富集过程,而本试验并未对植物根系进行化学成分分析,因此推断空白组和处理组 土壤中

2 种元素暴露后浓度差异的产生主要来自于根系对两种重金属的富集固定作用.研究表明, 土壤重金属 Pb、Cd 可被玉米、大豆等作物吸收和积累.一般作物对重金属的吸收积累主要集中在 根部,其次是茎叶和果实[28].植物可通过改变根际环境(pH、Eh)使重金属的形态发生化学改变,通 过在植物的根部积累和沉淀,减少重金属在土壤中的移动性,根际分泌物在根际环境中具有降低 Cd 的有效性,减少植物对 Cd 吸收的作用[28] .试验结果显示,黄瓜和小麦的地上部分(茎叶)对Cd 元素 的富集效应不明显,相比之下,西红柿和玉米地上部分(茎叶)对Cd 元素的富集效应明显.而4种植 物地上部分对 Pb 的富集作用均有显现,其中西红柿的富集浓度最高,说明低浓度的 Cd 能促进 Pb 的迁移和累积[29].王会霞[30]等研究发现,交通流量大的地区植物叶片中重金属 Pb 和Cd 含量与大气 中Pb 和Cd 含量呈正相关.Hu 等[31] 通过同位素跟踪分析,发现大气中 Pb 主要集中在植物叶片.植 物叶片吸附大气颗粒物有滞留(或停着)、附着和粘附

3 种方式,且不同吸附方式的作用机制存在差 异[32-36] .叶片上细颗粒物化学物质的转移主要通过亲水性通道进入细胞内或者亲脂性通道富集在角 质层或者表皮蜡质层.本试验中因没有外界雨水和风力的干扰,时间周期也较短,选择的四种植物 中黄瓜和西红柿为双子叶植物,小麦和玉米为单子叶植物.重金属在土壤中的存在形态以及在植物 体内的迁移转化规律(在试验过程中,土壤―植物、大气―植物通路都存在差异)等均会影响四种受 试植物的含量差异.因此.对于土壤来源,不同植物的根系对 Cd、Pb 的吸收,固定,向上传输等 能力均有不同;

对于大气来源,需考虑植物早期生长的快慢、茎叶的生物量多寡、面积形态等因素 [37-38].因此,除根部的吸收和向上传输外,认为茎叶部分细颗粒物粘附机制和气孔光合作用的直接 吸收为陆上部分吸附的主要方式 [39] . 3.2 生物量影响 在通常情况下,重金属 Cd 和Pb 均为危险的环境污染元素,当重金属进入植物并积累到一定程 度,就会产生毒害症状.表现出生长受到抑制、植株矮小、失绿、产量下降等症状.在本试验中, 因植物生长和暴露时间较短,只对植物在种子萌发和幼苗生长初期的生物量状态进行评估,从出苗 率、陆上鲜重和茎高几个方面进行.从表