重金属污染对萝卜的生态毒理效应研究硕士定稿毕业论文

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1、硕士学位论文重金属污染对萝卜的生态毒理效应研究EcotoxicologicaleffectsofHeavyMetalsonRaphanusSativus摘要随着全球经济的发展，重金属通过各种方式进入土壤中，从而使得土壤的重金属污染越来越严重。被重金属污染的土壤不仅会影响到植物的生长，降低农作物的产量，而且还会导致大气环境和水环境的污染，最后可以通过食物链威胁到人类的健康。在没有受污染的土壤中，重金属大都以很少量存在。从全球范围来看，重金属污染被认为是最主要的环境污染之一。全世界大部分范围内的土壤都在不同的程度上受到重金属的污染。世界上每年向环境中释放的重金属量近似于：汞

2、是150万吨，铜是340万吨，铅是500万吨，锰是1500吨，镍100万吨。在中国的北部地区，一些蔬菜和作物的种植基地中的土壤受重金属污染非常严重，比如北京、天津、沈阳、济南、长春、郑州等地的种植基地。相比北方，中国南部大部分地区重金属污染较轻，但是在福州、宁波、上海、武汉、成都和一些地区重金属污染日益严重且造成了各种各样的生态问题。随着经济发展以及由此带来的生态结构破坏，自然灾害的增加，可利用的土壤已经越来越少。所以，怎样控制重金属的土壤污染，研究重金属污染的机理是非常重要的。相应地，对重金属影响下的种子萌发和植物早期幼苗生长的研究将是十分必要的。重金属是指60种金属

3、元素中比重超过4.0或45种元素中比重超过5.0的一些金属元素砷和硒不是金属，但由于其毒性和其它性质与重金属相似，所以砷和硒也被认为是重金属污染物。由于汞、镉、铬、铅、砷的强毒性使得它们在土壤重金属污染中占有非常重要的地位，除此之外，锌、铜、钴、镍、硒和一些其它元素也因其对生物的毒性而特别被关注。重金属锌、铁、铜、锰等是植物生长不可缺少的微量元素，它们在很多生物酶的合成与代谢过程中起到非常重要的作用，而其它重金属如铅，镉，砷，铯，铬，铝等虽然在生物学上并不是必须的，但如果它们超过一定浓度将会对生物产生极大的毒性效应。重金属铬通常主要以三种形态存在于自然界，即单质铬、三价

4、铬和六价铬。其中以三价铬最多，而六价铬和单质铬主要来自工业生产当中。三价铬对植物及其生长一般表现出很少的毒性，但是六价铬对植物及其生长大都表现出有很大的毒性效应。过量的镉可以在植物生长过程中产生各种各样的毒性症状，比如植物生长的衰退，光合作用的减弱等等。在含有重金属镉的物质中，硫酸盐是最常见的，它的溶液也是具有毒性的，而水中镉的来源主要分为天然源和人类生产活动源。汞是毒性很大的污染物。同时，对于生物来说，汞既不是植物细胞生长所必须元素，也不会产生一般积极的生态作用。在本实验研究中，汞对萝卜种子的萌发和早期幼苗的生长都表现出了显著的抑制作用。其中汞对萝卜根生长和茎生长的抑

5、制能力远远大于对萝卜种子萌发的抑制力，原因可能在于是萝卜种皮对种子萌发的保护作用，当种子萌发开始生长时，萝卜的根和茎生长将不再受到种皮的保护，所以使得汞对萝卜根和茎生长的抑制力表现出最大。然而，不同重金属对植物种子萌发和幼苗早期生长抑制的影响机理是不同的。造成汞对萝卜根生长和茎生长的抑制能力远远大于对萝卜种子萌发的抑制力的原因可能是由于汞在萝卜的根和茎中的积累到一定量时造成抑制性最大。汞还能够改变生物体内蛋白质的结构，影响谷氨酸运输和生物酶的合成。除了汞、铅、镉、铬之外，土壤中还有其它的金属元素。这些重金属元素的过量存在都会导致植物种子萌发和早期幼苗生长受的影响。另外一

6、些重金属对植物以及生长具有更大的毒性作用，包括砷、钴、铝、硒等。锌是生物体内许多重要生物酶的组成元素，其在氮的循环、细胞的合成代谢、光合作用和生物生长素合成中起着非常重要的作用，再加上锌也是生物界所必须的营养元素之一，所以其对于植物的影响具有种类异质性，比如其毒性作用的大小与植物种类的生长年龄、生长时期以及锌本身是否可以直接被植物利用等因素有关。萝卜广泛生长于世界各地，本次实验是为了研究锌对萝卜种子萌发及其幼苗生长的影响。虽然铅对于植物来说不是必须的元素，但当其达到一定的量时将会对植物生长起到抑制作用，从而影响植物的光合作用、细胞分裂和植物对水分的吸收。铅的可溶性和不溶

7、性的形态对于植物都具有毒性作用。铅可以通过采矿、冶炼、杀虫剂的使用、交通、煤炭等被释放到环境中，它没有积极的生物效应。许多研究表明，当铅通过植物的根和茎进入植物体内后，将在植物体内大量积累，然而其积累的量主要取决于铅本身的特性。土壤中的重金属污染源有很多。首先，一些土壤本身就含有大量重金属，不同的土壤类型包含的重金属的量不同，人类活动可以使得土壤中固有的这些重金属转移到空气中、水中和其它土壤中，造成重金属污染。虽然有些痕量元素是组成土壤的重要元素，但频繁的人类活动如：采矿、工业生产、局部地区集约的农业生产使得世界许多地区大量的有毒重金属得