重金属镉与除草剂丁草胺在蔬菜中的吸收富集与毒性效应研究-陈元琦.docx

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1、河南农业大学 硕士学位论文 重金属镉与除草剂丁草胺在蔬菜中的吸收富集与毒性效应研究 姓名：陈元琦 申请学位级别：硕士 专业：生态学 指导教师：刘文霞 20090601 摘要 随着社会经济的不断发展，土壤重金 M、 奋机物等污染状况 bl益严重。随着人们生活水平 的提高，蔬菜的质量和安全越来越受到重视。本文采集了郑州及开封部分地区的莲藕和蘑菇样 品，对莲藕和蘑菇对重金 M的吸收进行研究，并对重金属污染状况进行评价：选取苋菜为实验 材料，通过盆栽土培实验研究了镉与丁草胺复合污染对苋菜生长发育的影响，结果表明： (1) 18个莲藕种植地中，仅河沟王 2号样地受到 Cd污染，其余均未受到重佥属污染；所

2、有 莲藕样品中 Pb、 Cd、 Cu、 Zn含量均低于国家蔬菜类食品卫生标准规定的限值，这些莲藕种植 区所产莲藕未受这四种重金 M的污染。莲藕对 Cu和 Zn的宫集能力较强， Cd次之， Pb最弱。 重金 M富集能力弓土壤性质的相关性分析表明 ,莲藕对 Cu的富集能力与土壤有机质呈显著负相 关，对 Pb和 Zn的吸收能力与十壤有机质呈极显著负相关。莲藕对 Pb的吸收能力与土壤电导 率 极显著负相关。 PCA分析结果表明，莲藕对 Pb、 Zn、 Cu三种重金属的吸收宮集存在一定的 相关性。 (2) 蘑菇和培养基中 Pb、 Cd、 Cu、 Zn的含量变化较大。 4种蘑菇中，双孢菇和香菇的 Pb 含

3、量较高，杏鲍菇和平菇的 Cd含量较高，双孢菇的 Cu含量最高，香菇和杏鲍菇的 Zn含景较 高。四种重金属含景依次为： ZnCuPbCd。 蘑萌样品的 Pb、 Cd、 Cu、 Zn含鼋均低于国 家相关标准限值，未受污染。蘑菇对 Pb、 Cd、 Cu、 Zn富集能力顺序为： CdZnCuPb。 (3) 单一镉污染下，低浓度镉 5mg/kg促进了苋菜的生长，大于 15mg/kg高浓度镉抑制了苋 菜生长，随着污染程度的增大，其毒性增大。 15 mg/kg镉对苋菜的发芽和幼苗存活影响不大， 主要表现为对苋菜后期生长的影响上， 20 mg/kg镉处理不仅影响苋菜幼苗的存活率，也影响苋 菜植株的后期生长，使

4、株高、叶面积和生物量大大减小。低浓度丁草胺 5mg/kg早期造成苋菜死 亡率上升，但后期促进了存活植株的生长。大于 15mg/kg高浓度丁草胺处理的苋菜第 2-3天能 够发芽，但发芽后第 2天死亡，表现为急性毒性。镉与丁草胺复合条件下，仅有 Cd5BUl5、 Cd1DBUu)、 CdI5Bu5、 Cdl5Bu154个高浓度处理的苋菜受到不同程度的抑制，其余低浓度的复合处理均促进 了苋菜生长。镉与丁草胺复合作用机理较为复杂，交互作用类型随复合浓度的变化而变化。 关 键 词 莲 藕 蘑 菇 重 金 属 富 集 系 数 镉 丁 草 胺 苋 菜 Study on Absorption and Toxi

5、c Effect of Heavy Metal Cd and Herbicide Butachlor in Vegetable Supervisor: Associate prof. Liu Wen-xia Master Candidate: Chen Yuan-qi Abstract： With the continuous development of the social economic, contamination of heavy metal and organic pollutant in soil became increasingly serious. Quality and

6、 safety of vegetables attracted more and more attention. Therefore, lotus root and mushroom samples were collected from some areas in Zhengzhou and Kaifeng city, the transport of heavy metals in the lotus root and mushroom was studied, and their pollution status were evaluated. Amaranth was selected

7、 as experimental material, and pot experiment was carried out to study the toxicity of combined pollution of Cd with Butachlor on amaranth, The results are as follows: (1) Among 18 lotus root planting sites, site plot 2 of He gouwang was only contaminated with Cd, and the rest were not contaminated

8、by heavy metals, content of Pb, Cd, Cu and Zn in all the lotus root were below the national food hygiene standards for vegetables, thus, these lotus root were not polluted by these four heavy metals. On the other hand, lotus root had strongest enrichment ability of Cu and Zn, Cd followed, Pb weakest

9、* The enrichment ability of Cu was significantly negatively correlated with soil organic matter content, enrichment ability of Pb and Zn had highly significant negative correlation with soil organic matter content, enrichment ability of Pb had highly significant negative correlation with soil conduc

10、tivity- PCA analysis results showed that enrichment mechanism of lotus root of Pb, Zn and Cu were similar. (2) The content of Pb, Cd, Cu and Zn in mushrooms and mediums changed greatly. Among four kinds of mushrooms, Pb content in Agaricus bisporus and shiitake were higher, while content of Cd in Pl

11、eurotus eryngii and oyster mushroom were higher. Cu content in Agaricus bisporus was highest, and Zn content in shiitake and Pleurotus eryngii were higher. The order of the accumulation of four heavy metals was as follows: Zn Cu Pb Cd. Additively, content of Pb, Cd, Cu and Zn in mushroom samples wer

12、e lower than the national relevant standards, so these mushrooms were not polluted by Pb, Cd, Cu and Zn. Furthermore, the order of enrichment ability was as follows: Cd Zn Cu Pb. (3) With single Cd pollution， amaranths growth was promoted with the treatment of 5mg/kg Cd, while it was inhibitted when

13、 concentration of Cd was above 15 mg/kg, and the toxicity enhenced with the concentration increased. 15mg/kg Cd had little impact on amaranth germination and seedling survival, it mainly effected the growth of amaranth in the later stage, while 20 mg/ kg Cd not only effected the seedlings survival r

14、ate, but also influenced amaranths growth in the later stage, causing great reduce of plant height, leaf area and biomass. Amaranth mortality increased with pollution of low concentration butachlor (5mg/kg) during early stage, but the growth of surviving plants was promoted during later stage. When

15、concentration of butachlor was above 15mg/kg, amaranth could germinate within 2-3 days, But they cant survive after germination, it indicated that higer concentration of butachlor had acute toxicity. With Combined pollution of Cd and butachlor, only high concentration such as CdsBuis, CdioBuio, Cdi5

16、Bu5, Cdi5Bui5 showed different degree of inhibition on amaranth, the other low concentration of combined pollution promoted the growth of amaranth. Interaction mechanism of cadmium and butachlor was very complicated, and the type of interaction changed with the concentration. Keywords: Lotus root; M

17、ushroom; Heavy metal; Enrichment coefficient; Butachlor; Cadmium; Amaranth 河南农业大学学位论文独创性声明、使用授权及知识产权归属承诺书 学位论 文题目 衫雇絲方糾邮 W麥東氣 t 学位 级别 学牛 姓名 学科 卜茗 专业 參彡吝 导师 姓名 学位论文 是杏保密 如需保密，解密时间 年月曰 独创性声明 本人呈交论文是在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果，除了文中特 别加以标注和致谢的地方外，文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包括为获得河南农业大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料，指 导教师对此

18、进行了审定。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论 文中做了明确的说明，并表示了谢意。 特此声明。 研究生签名 ： If 曰期年月曰 :学位论文使用授权及知识产权归属承诺 本人完全了解河南农业大学关于保存、使用学位论文的规定，即学生必须按照 学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本 ;学校有权保存提交论文的印刷本和电 子版本，并提供目录检索和阅览服务，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文。本人同意河南农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学 位论文的全部或部分内容。 本人完全了解河南农业大学知识产权保护办法的有关规定，在毕业离开河 南农业大学后，就在校期间从事的

19、科研工作发表的所有论文，第一署名单位为河南 农业大学，试验材料、原始数据、中报的专利等知识产权均归河南农业大学所有， 否则，承担相应的法律责仟。 注：保密学位论文在解密后适用于 $授权 研究生签名巧 导 师 签 名 ： 少 学 院 领 导 签 名 ： 曰期 :年 /月（曰曰期 :1年 月 M曰曰期年 / 月 夂 曰 导师签名： 日期 年 2),或两个都是活跃的 (1+丨 2)。 亚相加，即拮抗，指复合污染效 应小于各污染物单独效应之和 (1+1，此模型是基于各组分单独加入时毒性的计算值，如果实际值与 此计算值存在着显著偏差，则可认定拮抗作用或协同作用的存在。 TU指数自提出后得到了广泛 应用，

20、但过于繁琐。在土壤环境屮，考虑到复合污染 I十壤特性密切相关， Kucharski等人 (2000) 提出了一种新的土壤污染评价指标 (MW) ,Mw=(UP/10+DH+Apal+APac)-TOC， 并在受多环芳 烃污染的机场污染土壤评价中得到了很好的应用 21。 作图比较法是通过作散点图或浓度 -效应曲线，在比较单 -和复合污染并确定其相互作用的 性质中，作图法是一种直观、有效的方法。修瑞琴 122以 MST(半致死时间 )为纵坐标，浓度为横 坐标，在半数对数纸上作出单一和复合情况的若干条曲线，通过比较曲线的相对位置来确定其 联合作用的特点。类似的方法还有用 TU值 -效 ;、 V:作图

21、法，即，先作出以加和作用处理得到的预 测曲线，再作出实测曲线，如果后者相对于前者向右偏移，则为拮抗作用，向左偏移则为协同 作用，利用浓度一效成作图还可以斜率比较法。通过比较各浓度 -效应曲线 (效应指标 一般取对数 值 )斜率的变化确定相互作用的性质，此外，还可用等浓度线法作图，结果很大程度取决于加合 作用线的斜率 p3。 指标比较法，就是先确定一个对污染很敏感的指示指标，通过比较单 “ 和复合污染时的毐 性效 ;、 V:变化，就可以确定相互作用的性质。这些指标包括抑制指数、生物浓缩闪子 (BCE),土壤 酶活性、基闪突变率和重要蛋 n(如甲状腺转运蛋 n)的活性等。 除了以上的方法以外，其他的一些研究方法如人工神经 N络法 (Artificial Neural N etw rks， AlW)等也促进了复合污染研究方法的发展。