BTEX污染底泥对水生植物的毒理效应与植物修复

摘要

苯系物(BTEX),包括苯(benzene)、甲苯(toluene)、乙苯(ethylbenzene)和二甲苯(xylene),属于单环芳烃类物质,主要存在于原油和石油产品中,同时作为工业原料广泛应用于农药、塑料和纤维合成等行业中。
　　 本论文以BTEX中的甲苯、乙苯和二甲苯(简称为TEX)为目标污染物,首先采用水培法,研究96h下TEX单一污染对金钱草和马蔺的生理和生化特征的影响。结果表明,随着TEX浓度的增加,植株的叶绿素a、b和a+b都呈先上升后下降的趋势,膜脂过氧化产物(MDA)含量增加,抗氧化酶系如SOD、POD和CAT也作出了敏感的响应,低浓度诱导上升,高浓度抑制下降。因此,TEX胁迫下植物体内产生自由基并导致氧化胁迫可能是其重要的致毒机制之一。马蔺对高浓度的甲苯、乙苯和二甲苯具有较高的耐性,将在BTEX污染底泥修复中发挥重要作用。
　　 采用底泥培养法,研究30d后TEX单一和复合污染对黄菖蒲和马蔺的生理生化特征的影响。结果表明,马蔺对TEX的耐受力相对较强。黄菖蒲和马蔺中的叶绿素含量与TEX含量呈反比,MDA含量随着TEX浓度的增加而增加,其中黄菖蒲的增幅较大,说明黄菖蒲受影响较大,脂膜过氧化程度更严重。黄菖蒲的SOD活性在TEX的单一胁迫下均先上升后下降,在10mg·kg-1浓度下最大,而马蔺中的SOD活性在TEX的单一胁迫下均不断上升,说明在SOD酶抗氧化力上,马蔺要优于黄菖蒲。黄菖蒲和马蔺中的POD活性在TEX单一及其复合污染中均呈先上升后下降的趋势,在10mg·kg-1浓度下下达到最大,其中黄菖蒲的增幅较大,表明POD抗氧化酶在黄菖蒲的抗氧化性较马蔺可能起着相对更重要的作用。
　　 在植物修复能力上,马蔺较黄菖蒲表现出较强的耐性和单位吸收量,但是生物量不及黄菖蒲。黄菖蒲和马蔺吸收的TEX主要积累在根系,转运到植物地上部的只是一小部分(茎叶/根系<1),但是随着TEX浓度的增加不断上升。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

第一节 BTEX的环境污染及生态毒理效应

1.1.1 BTEX的理化性质及环境污染

1.1.2 BTEX的生态毒理效应及对人体健康影响

1.1.3 BTEX在环境中的迁移转化

第二节 BTEX污染环境的修复

1.2.1 BTEX污染地表水的修复

1.2.2 BTEX污染土壤和沉积物的修复

1.2.3 BTEX污染地下水的修复

1.2.4.BTEX污染大气的修复

第三节 植物修复有机污染物的研究进展

1.3.1 植物修复有机污染物的机理

1.3.2 植物修复有机污染物的应用

第四节 课题研究目的、内容及技术路线

I.4.1课题研究目的及意义

1.4.2 课题研究内容

1.4.3 课题研究创新点

第二章 试验测定方法及数据处理

第一节 试验材料

2.1.1 主要试验仪器

2.1.2 主要试验药品

第二节 酶活性测定方法

2.2.1 叶绿素含量测定

2.2.2 蛋白测定

2.2.3 SOD(抗氧化酶)活性测定

2.2.4 POD(过氧化物酶)活性测定

2.2.5 CAT(过氧化氢酶)活性测定

2.2.6 MDA(丙二醛)测定

第三节 GC-MS测定底泥内和植物体内TEX含量

2.3.1 底泥样品和植物样品前处理

2.3.2 底泥样品和植物样品前处理方法

2.3.3 样品测试方法

第四节 试验数据处理

第三章 96 h下TEX对金钱草的生长和生理生化特征的影响

第一节 前言

第二节 试验材料

3.2.1 受试植物

3.2.2 试验仪器与药品

3.2.3 96 h急性毒性试验

第三节 试验结果

3.3.1 甲苯、乙苯和二甲苯对金钱草生长特征的影响

3.3.2 甲苯、乙苯和二甲苯对金钱草的叶绿素含量影响

3.3.3 甲苯、乙苯和二甲苯对金钱草体内MDA含量的影响

3.3.4 甲苯、乙苯和二甲苯对金钱草SOD酶活性影响

3.3.5 甲苯、乙苯和二甲苯对金钱草POD酶活性影响

3.3.6 甲苯、乙苯和二甲苯对金钱草CAT酶活性影响

第四节 结果讨论

第五节 试验总结

第四章 96 h下TEX对马蔺的生长和生理生化特征的影响

第一节 前言

第二节 试验材料与方法

4.2.1 受试植物

4.2.2 试验仪器与药品

4.2.3 96 h急性毒性试验

第三节 试验结果

4.3.1 甲苯、乙苯和二甲苯对叶绿素含量的影响

4.3.2 甲苯、乙苯和二甲苯对马蔺生理指标的影响

第四节 结果讨论

第五节 试验总结

第五章 30 d下TEX对马蔺和黄菖蒲的生长和生理生化特性的影响

第一节 前言

第二节 试验材料与方法

5.2.1 受试植物

5.2.2 试验方法

5.2.3 试验仪器与药品

第三节 试验结果

5.3.1 叶绿素含量影响

5.3.2 MDA含量的影响

5.3.3 SOD活性影响

5.3.4 POD活性影响

第四节 试验讨论

第五节 试验结论

第六章 30 d下黄菖蒲和马蔺对TEX污染底泥的修复

第一节 前言

第二节 试验材料与方法

6.2.1 受试植物

6.2.2 试验方法

第三节 试验结果与讨论

6.3.1 对植物生长的影响

6.3.2 黄菖蒲和马蔺对底泥中TEX降解的影响

6.3.3 黄菖蒲和马蔺对TEX的吸收积累差异

6.3.4 黄菖蒲和马蔺对TEX的分配差异

第四节 试验结论

第七章 全文总结及展望

第一节 全文总结

第二节 展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与科研成果