重金属对植物的危害

1、第九章 重金属对植物的危害,Plant Nutrition,第一节 重金属在环境中的分类及有效性,工业“三废”的排放、城市垃圾、污泥和含重金属的农药、化肥等 重金属污染的土壤，涉及的元素主要有汞、镉、铬、铅、铜、砷、氟等,1、土壤重金属污染的主要来源,来源污染物 矿产开采、冶炼、加工排放的废气、废水、废渣Cr、Hg、As、Pb、Ni、Mo 煤和石油燃烧过程中排放的飘尘Cr、Hg、As、Pb 等 电镀工业废水Cr、Cd、Ni、Pb、Cu、Zn 等 塑料、电池、电子工业排放的废水Hg、Cd、Pb、Ni、Zn 燃料、化工制革工业排放的废水Cr、Cd 汽车尾气Pb 农药、化肥As、Cu、Cd,一、重金

2、属在环境中的分类及有效性,2、重金属污染的分类,单一污染 复合污染,大气 沉降,土壤动物,粮食作物,土壤微生物,家禽家畜,蔬 菜,污泥 垃圾,肥 料,灌 水,其 他,土壤,人,3、农田系统中重金属的生态循环,Could water interception,Precipitation,Dry Deposition Particulates-Gases,INPUTS,Forest Floor,Mineral Soil,FLUXES,Litterfall,Stemflow,Parent Material,Decoposition,Root Uptake,Root Dieback,Weatherin

3、g,OUTPUTS,Resuspension of metals from fires, dust,Throughfall,Erosion to Streams,Runoff,Output to Streams,二、重金属在环境中的有效性及分析手段,（一）土壤中重金属生物有效性,重金属的生物有效性一般是指环境中重金属元素在生物体内的吸收、积累或毒性程度。,（二）土壤中重金属生物有效性的评价方法,（1 ）化学浸提法(化学萃取法) 1、一次浸提法 ： 酸试剂浸提法 、螯合剂浸提法、中性盐和缓冲试剂浸提法 、微乳液浸提法 2、连续浸提法：可交换态、有机态、无定形氧化铁和锰结合态 、残渣态浸提剂,（2

4、）植物培养法 1、 幼苗密集培养法(又名黑麦幼苗法) 2、盆钵试验 3、田间试验,（三） 生物有效性影响因素,1、土壤中的重金属总量 2、土壤溶液的pH 3、土壤的有机质含量 4、化学试剂的影响 5、元素之间的相互作用 6、粘土含量 7、植物种类 8、农业活动 9、污染时间,第二节 植物的重金属胁迫与避免,一、重金属胁迫程度的划分 二、重金属对植物生物膜伤害机理 三、重金属对代谢的影响 四、植物对重金属的抗性机制,一、重金属胁迫程度的划分,轻度胁迫 中度胁迫 重度胁迫,二、重金属对植物生物膜伤害机理,重金属是脂质过氧化的诱导剂,当重金属处理植物时,细胞内自由基的产生和清除之间的平衡受到破坏,导

5、致大量的活性氧自由基产生,自由基引发膜中不饱和脂肪酸产生过氧化反应,破坏膜的结构和功能。,三、重金属对代谢的影响,影响酶活性和功能，从而引起植物生理代谢功能的紊乱，生长发育受阻甚至死亡； 影响养分膜运输，原因可能重金属抑制膜上ATP酶的活性，或是取代了钙等离子，使膜稳定性下降； 影响其他营养元素的吸收 拮抗作用。,四、植物对重金属的抗性机制,1、细胞的忍耐作用 植物相对耐性的大小可能是细胞对其分隔能力不同所致，耐性强的细胞具较强的分隔能力，将重金属离子排放到液泡里与有机酸形成络合物，避免重金属的毒害作用。 2、植株的整体控制，根系的排斥作用 根系通过分泌有机酸与重金属离子在根外形成络合物，或分泌氧将根周围的重金属离子氧化而降低有效度； 根系已经吸收的重金属在根细胞形成稳定的络合物排放到液泡中去，降低了其移动性； 木质部输导组织吸附一部分重金属离子，因而减少了运输到地上部的数量。,重金属毒害的外观症状及危害 症状：根系发育异常，地上部青枯，叶片失绿等，严重时全株死亡 重金属可完全抑制土壤中的共生固氮过程 对土壤中酶活性产生影响 在土壤植物系统中的迁移直接影响到植物的生理生化和生长发育，从而影响作物的产量和质量,影响植物对重金属离子吸收和累积的因素 重金属离子的性质、土壤条件和植物的遗传特性,重金属的生物修复途径 种植木本植物、经济作物，利用其对重金属的吸收、积累和耐性除去重金属