文獻綜述鄭德富1

1、重金屬銅和鋅復合作用油菜的研究重金屬銅和鋅復合作用油菜的研究摘要：摘要：Cu和Zn作為植物必需的微量養(yǎng)分在植物的生理代謝上都起著重要的作用。研究表明，植物體內(nèi)Cu和Zn缺乏或過剩都會導致其生長發(fā)育受阻。Zn是150多種酶的重要組成部分，缺少Cu會影響細胞色素氧化酶正常功能的發(fā)揮。生物體攝入的Cu和Zn量超過一定范圍之后，其毒性就會表現(xiàn)出來。本文考察油菜在相同生長期下，土壤中金屬銅和鋅離子攝入量不同時，比較單一離子和復合離子在油菜體內(nèi)的蓄

2、積情況，討論重金屬銅和鋅離子在蔬菜中的蓄積和遷移，以及銅和鋅復合作用的效應。關(guān)鍵字：關(guān)鍵字：銅（Cu）鋅（Zn）復合作用油菜蓄積一一引言引言油菜(Brassicachinensis)在我國東北、西北、華東、華中、華南和西南地區(qū)均有大量栽培，是我國冬種的主要油料作物之一。我國油菜種植面積約占油料作物種植面積的13，其總產(chǎn)量為106t。大多數(shù)情況下，土壤重金屬污染常常是兩種或兩種以上元素同時作用形成的復合污染，如污泥土地利用、污水灌溉等往往

3、是多元素同時進入土壤一植物系統(tǒng)。元素間的聯(lián)合作用對作物的產(chǎn)量及元素在作物體內(nèi)的再分配有著至關(guān)重要的影響。重金屬復合作用分為協(xié)同、競爭、加和、屏蔽等聯(lián)合作用。已有的研究在重金屬污染土壤上的作物，莖、葉中的重金屬含量明顯高于籽實中的含量。對于葉菜類作物而言，其可食部分為地上部分，在這一部分重金屬的累積量很大，對人體健康有著潛在的巨大威脅。所以研究土壤中重金屬復合污染對蔬菜生長行為和累積特性的影響具有重要的理論和實際意義。[1]基于此，本文探

4、討了分析銅和鋅離子在蔬菜中蓄積和遷移變化規(guī)律，探索復合效應的機理等。由油菜生長發(fā)育、油菜地上部分產(chǎn)量和植株體內(nèi)污染物含量上的差異，揭示復合污染及其生態(tài)效應機理，為評價環(huán)境質(zhì)量及采取污染防治措施提供科學依據(jù)。二正文部分二正文部分1油菜1.1簡介世界油菜主要分布在亞洲、歐洲和北美洲。油菜有兩個起源中心，白菜型和芥菜型的起源中心在中國和印度，甘藍型油菜的起源中心在歐洲。我國油菜以長江、黃淮流域生產(chǎn)為主，以六盤山和太岳山為界線，大致分為冬油菜和

5、春油菜兩大產(chǎn)區(qū)。六盤山以東和延河以南，太岳山以東為冬油菜區(qū)；六盤山以西和延河以北，太岳山以西為春油菜區(qū)。1.2分類油菜屬十字花科蕓薹屬一年或越年植物。按植物學特征、遺傳親緣關(guān)系和農(nóng)藝性狀分為白菜型、芥菜型和甘藍型三大類。其中白菜型油菜俗稱小油菜，染色體20（aa），植株矮小，葉色深綠色至淡綠，上部薹莖葉無柄，葉基部全抱莖，典型異花授粉作物。角果肥大，種子千粒重2～3g左右，種子含油量35%～45%，生育期較短，約150～200d，易感化

6、學肥料的大量使用，以及大氣污染微粒的沉降等。其中污水農(nóng)灌是重要原因之一，目前我國污水灌溉面積約330萬hm2，有64.8%的面積遭受重金屬污染，其中輕度污染面積約為46.7%、中度污染9.7%、重度污染8.4%。另據(jù)國家環(huán)?？偩志珠L周生賢2006年7月表示，全國每年因重金屬污染的糧食達1200萬噸，造成的直接經(jīng)濟損失超過200億元人民幣。某些肥料如磷肥及農(nóng)藥如殺蟲劑等大量施用也增加了土壤中鎘、銅等的含量，牲畜糞便等有機肥也是農(nóng)田重金屬污

7、染源之一。3.重金屬銅和鋅特性介紹3.1鋅元素的簡介[2]中國主要土壤類型鋅的平均含量為8711mgkg，鋅是自然界分布較廣的金屬，主要以硫化鋅和氧化鋅狀態(tài)存在，在地殼巖石圈中鋅的平均含量為7105。普通土壤鋅的總含量在1106～3104，平均值5105。鋅通過土壤和植物進入食物鏈，直接或通過動物間接進入人類的膳食中。在植物體內(nèi)，鋅是多種脫氫酶、蛋白酶、肽酶的必要組成部分，因此鋅影響到植物體內(nèi)的許多代謝過程，鋅還參于生長素的代謝和光合作

8、用中CO2的水合作用，促進蛋白質(zhì)代謝。天然土壤中的鋅主要來源于母巖。巖石圈平均含鋅約80mgkg。鋅污染土壤中鋅含量可高達每公斤幾千甚至幾萬毫克。土壤中的鋅除來自巖石母質(zhì)外，還來自大氣沉降、農(nóng)用污泥垃圾、農(nóng)用化學品、鉛鋅礦尾砂等。煤和其它化石燃料以及有色金屬的冶煉是大氣中鋅的主要來源?；鹕絿姲l(fā)和氣溶膠塵埃也可引起鋅污染。而一些地質(zhì)異常地區(qū)的土壤和鉛鋅礦周圍的土壤常常受到鋅的污染。3.2銅元素簡介銅是生物必需的營養(yǎng)元素，適量的銅對人和動植

9、物都是有益的；但過量的銅對生物的生長發(fā)育造成危害。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，銅的用途越來越廣泛，用量不斷增加，含銅污染物排放越來越多，對土壤環(huán)境的污染也逐漸顯現(xiàn)出來。因此，近年來對土壤植物系統(tǒng)銅污染的研究與治理引起了人們的重視。銅元素的來源包括含銅礦的開采和冶煉廠三廢的排放、含銅農(nóng)業(yè)化學物質(zhì)（含銅殺真菌劑和化肥）和有機肥（污泥、豬糞、廄肥和堆肥）的施用，這些可使農(nóng)田土壤含銅量達到原始土壤的幾倍乃至幾十倍，對植物和土壤微生物產(chǎn)生毒害。[9

10、]4重金屬銅鋅在蔬菜中的蓄積遷移4.1鋅在植物體內(nèi)的蓄積葉志鴻的試驗(1990)表明高鋅廢水引起了寬葉香蒲根系活力降低，葉片脯氨酸含量增加，葉片生長期縮短。Foy(1978)認為鋅污染造成植物矮化的原因是重金屬對植物的特殊毒害，在植物體內(nèi)與其他養(yǎng)分起拮抗作用，并抑制了根在土壤中的分布；根的生長和分布一旦受到抑制，植物對養(yǎng)分如磷、鉀、鐵等的吸收就會減少，限制生長的水平。4.2銅在植物體內(nèi)的蓄積盡管銅是毒性很強的金屬元素，但仍有許多植物可以

11、在Cu離子污染相當嚴重的環(huán)境下生長，也有些植物體內(nèi)Cu離子積累量可以達到足以殺死多數(shù)其它植物的水平，并能正常生長，如Aeolanthusbifmifolius的一個品種體內(nèi)Cu離子積累可達13700mgkg。這說明植物存在某些耐銅機制，使之能在高濃度的Cu離子污染環(huán)境下存活。根據(jù)王狄等人的研究表明Cu2在植物體內(nèi)不是均勻分布的，而是有的部位濃度高些，有的低些。這里的部位既指不同的器官或組織，也指不同的細胞或細胞的不同結(jié)構(gòu)。植物中的Cu2