土壤污染治理ppt课件.ppt

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1、Thlaspicaerulescens蜈蚣草印度芥菜植物对重金属反应避性机制和耐性机制避性机制增加根际pH值形成络合物，阻止重金属进入根部。通过根将体内的重金属重新排出。根表沉降耐性机制包括：吸收机制和富集机制吸收机制包括释放氢质子，可降低根区2mm范围1个pH单位，增加了重金属的生物有效性。某些禾本科植物可在缺铁时释放一些有机物，促进铁、锰、铜、锌等的吸收。一些沉水植物可将氧转运到地下，增加氧化还原电位，使一些硫化物氧化，从而将重金属释放出来，使之被植物吸收。富集机制主要包括：细胞壁吸附产生植物络合素，起到转运和存储作用。产生有机酸，转运重金属到液泡

2、，即区隔化作用，重金属以化合物或自由离子形式存于液泡形成沉淀或在细胞外和一些蛋白质形成复合物。植物对重金属胁迫的响应机制排斥、排出作用抗氧化胁迫络合解毒机制区隔化作用重金属与细胞壁的结合植物对重金属胁迫的响应一个重要的机制就是阻止重金属进入植物细胞或将进入的重金属排出。Nies和Silver研究了不同耐性植物的金属离子吸收与代谢的关系，认为植物原生质膜有主动排出金属离子的作用。不同种类植物的耐性和非耐性植物对不同的重金属的响应不同。如Lolkema等对采自铜矿山遗址的具有耐性的植物Silene和非耐性系列进行对比研究表明，耐性物种根中铜的浓度耍比非耐性

3、物种明显降低，从而认为耐性系列可能具有降低铜吸收的机制。也有研究表明，植物可以通过老叶富集较多的重金属，然后通过老叶的脱落把金属离子排出体外。排斥、排出作用重金属的胁迫同大气污染物(二硫化物、臭氧等)、离子辐射、极端温度(高温或低温)、水分胁迫、强光、盐渍和病原菌侵染等这些非生理和生理胁迫一样，也能导致细胞产生大量的活性氧，包括过氧化氢(H2O2)、羟自由基(OH)、单线态氧(1O2)、超氧物阴离子自由基(O2-)、氧烷基(RO)、过氧基(ROO)、氧化氮等。抗氧化胁迫植物抗氧化保护酶类有超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物

4、酶(APx)、谷胱甘肽还原酶(GR)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)等。SOD第一个参与活性氧的清除反应；APx和GR是抗坏血酸-谷胱甘肽循环中的关键酶，直接清除叶绿体内的H2O2；CAT和POD普遍存在于细胞中，能够清除细胞内过多的H2O2并转化为H2O和O2，在清除细胞中多余H2O2中起重要的作用。这些酶在不同的重金属胁迫下，在不同的植物会产生不同的变化在重金属的胁迫下，植物的叶绿素含量将会发生变化。在镉的胁迫下，表现为叶绿素含量下降。叶绿素的合成过程中，主要有如下几个步骤：合成氨基

5、－γ－酮戊酸,氨基－γ－酮戊酸脱水酶,原叶绿素还原酶及叶绿素分子整合为色素蛋白复合物。这几个合成过程都很容易受到镉的干扰，从而使合成过程受到阻断，造成叶绿素含量的降低。铅对植物叶绿素的合成主要影响氨基－γ－酮戊酸脱水酶合成,但是要在相对高的浓度下，才能造成植物叶绿素含量的降低。锌是植物生长所必需的营养元素，能够影响叶绿素合成过程中的一些元素的含量，如Fe和Mn，从而影响叶绿素的含量。锌对植物叶绿素含量的影响主要受植物物种、生长的条件以及锌的浓度等因素的影响螯合（络合）是植物对细胞内重金属解毒的主要方式之一，谷胱甘肽（GSH）、草酸、组氨酸和柠檬酸盐等小

6、分子物质及金属螯合蛋白（如金属硫蛋白（MT）和植物络合素（PCs）等）都能与重金属形成螯合物，从而降低重金属对植物体的毒性。植物络合素(PCs)植物络合素由植物体内一系列低分子量、能够结合金属离子的多肽组成，其结构通式为(γ-Glu-Cys)n-G1y，一般来讲，n为2～11。PCs广泛分布于单子叶植物、双子叶植物、棵子植物、藻类及真菌中。现已发现多种PC的同功异构体，主要是C端的GIy被β-Ala、Ser取代形成[134-137]。不同重金属离子诱导植物络合素合成能力有很大的差别，一般为Cd2+>Pb2+>Zn2+>Sb3+>Ag+>Hg2+>As5

7、->Cu2+>Sn2+>Au3+>Bi3+虽然多种金属可诱导PCs合成，但发挥诱导作用的不是它们的化合物，而是游离的金属离子。因此，Rauser曾提出以胞内PCs含量作为环境中重金属污染的定量标准的设想。Gawel等为了证明美国东北地区的森林衰萎与重金属污染有关，采用胞内PCs含量作为金属胁迫的特异标志，结果发现衰萎树木体内的PC水平明显高于正常树木。Bruns等从河水中采集大量的FontinalisantipyreticalL.exHedw进行生化检测，发现PCs水平与Cd水平呈现依赖性剂量诱导表达的动力学关系，因此认为Fontinalisantip

8、yreticalL.exHedw可以作为环境中的重金属含量的生物指示剂。Hu和Skowrons