全 文 ：第 6期
不同浓度Pb（Ⅱ）对稀脉萍和紫萍的毒性效应
夏卓英， 张明强， 王良峰
（漳州师范学院化学与环境科学系，福建 漳州 363000）
摘 要：浮萍类植物（以下简称浮萍）具有繁殖快、用途广泛、综合利用率高等优良特性，可应用于水生生态毒理学的研究。选择我国浮
萍中分布最广的两个种类，即稀脉萍（Lemma aequinoctialis）和紫萍（Spirodela polyrrhiza）作为植物材料，选择 Pb（Ⅱ）作为实验重金属，探
讨不同浓度 Pb（Ⅱ）对这 2种浮萍的毒性影响。结果表明：（1）随着 Pb（Ⅱ）浓度的提高，稀脉萍和紫萍的生长都受到显著抑制；（2）Pb（Ⅱ）
对稀脉萍和紫萍叶绿素的产生都有抑制的作用，但稀脉萍的叶绿素含量的变化幅度较大，当 Pb（Ⅱ）浓度为 30mg/L，经 4d处理后稀脉萍
和紫萍的 Chl.a、Chl.b 和 Chl.（a+b）分别比其对照降低了 39%、42%、40%和 13%、33%、21%。当 Pb（Ⅱ）浓度为 1~15mg/L时，两种浮萍叶绿
素 a和叶绿素 b之间的比值均随着重金属浓度梯度的升高而降低。（3）经 4d处理，稀脉萍和紫萍的可溶性蛋白含量分别比其对照降低了
32%和 30%。（4）经 4d处理，稀脉萍的 POD 活性在 Pb（Ⅱ）浓度为 20mg/L时达到峰值，而紫萍在本实验 Pb（Ⅱ）浓度设置范围内未有峰
值，且最大值相比较分别高出其对照 41%和 100%。稀脉萍和紫萍可用作 Pb（Ⅱ）对水生植物的毒性效应监测，采用生长情况、叶绿素含量
等作为监测指标，而稀脉萍对 Pb（Ⅱ）胁迫更为敏感。
关键词：铅（Pb）； 稀脉萍； 紫萍； 毒性
中图分类号：X171.5 文献标志码：A 文章编号：1003-6504(2009)06-0123-07
Toxicity Action of Pb（II）with Different Concentrations on Lemma
aequinoctialis and Spirodela polyrrhiza
XIA Zhuo-ying， ZHANG Ming-qiang， WANG Liang-feng
（Department of Chemistry and Environmental Science，Zhangzhou Normal University，Zhangzhou 363000，China）
Abstract：Duckweed plants with properties of fast breeding，wide range of uses and comprehensive utilization can be used for
the study of aquatic ecotoxicology. Two types of duckweed that widely distributed in China including Lemma aequinoctialis and
Spirodela polyrrhiza were chosen as plant materials，and Pb（II）as a pilot metal to evaluate the toxicity action of Pb（II）of
different concentrations on the duckweed. Results showed that growth of Lemma aequinoctialis and Spirodela polyrrhiza was
significantly inhibited with increasing concentration of Pb（II）. Formation of chlorophyll in Lemma aequinoctialis and Spirodela
polyrrhiza were inhibited by Pb（Ⅱ）. However，the chlorophyll content of Spirodela polyrrhiza changed more widely. When the
concentration of Pb（Ⅱ）was 1~15mg/L，the ratio betweenChl. a andChl. b in both duckweeds，decreased with the rise of heavy metal
concentration gradient. Treatment after 4d，the soluble protein contents of Lemma aequinoctialis and Spirodela polyrrhiza were
32% and 30% lower than the control group respectively，and the activity of POD in Lemma aequinoctialis reached a peak when the
concentration of Pb（Ⅱ）was 20mg/L，but Spirodela polyrrhiza had no peak in the experiment. The activity of POD in Lemma
aequinoctialis and Spirodela polyrrhiza was respectively 41% and 100%，higher than the control group. Lemma aequinoctialis
and Spirodela polyrrhiza may serve as toxicity monitoring of aquatic plants with chlorophyll content as monitoring index.
Key words：lead；Lemma aequinoctialis；Spirodela polyrrhiza；toxicity
浮萍类植物（以下简称浮萍）具有繁殖快、总产量
高、营养丰富、用途广泛、综合利用率高等优良特性，
多应用于植物生物学的研究。国内外学者开展浮萍的水
生生态毒理学研究已经有一段时间[1-4]，但往往针对的
是浮萍中某单一物种，对浮萍科的不同物种的耐污能
力缺乏比较。如果设置相同的实验条件，对浮萍进行比
较研究，应该更有利于评估它们的应用潜力，而为实际
应用提供更为有力的理论依据。目前 Pb（Ⅱ）对浮萍的毒
性作用的研究并不多见，国内种云霄[5]等已对几种浮
萍科植物在废水氮磷资源化方面的应用潜力做了比
较研究，涂俊芳[6]等进行了紫萍（Spirodela polyrrhiza）
和青萍（Lemna minor）对铜耐性的比较研究。
Pb（Ⅱ）不是植物生长的必需元素，却是一种重要
的环境污染物。与其它污染物相比，环境中的 Pb（Ⅱ）
收稿日期：2007-11-02；修回 2008－10－15
基金项目：漳州师范学院科学研究项目资助（SK07005）
作者简介：夏卓英（1981-），女，讲师，硕士，研究方向为环境生物学及水环境学，（电子信箱）yingzixzy@163.com。
Environmental Science & Technology
第 32卷 第 6期
2009年 6月
Vol. 32 No.6
Jun. 2009
第 32卷
具有蓄积性、难降解性和隐蔽性等特点。随着工业化
的发展，水环境受到的污染日益严重，重金属等有毒
物质可通过食物链的浓缩积累而危害人类健康，含 Pb
（Ⅱ）的污水最终汇集于水体而伤害水生生物，进而恶
化环境。过量的 Pb（Ⅱ）不仅阻碍植物生长发育，降低
产量和质量，还可通过食物链的富集严重损害人的神
经、消化、免疫和生殖系统[7]。有关 Pb（Ⅱ）污染对植物
引起危害的问题已引起广泛关注，且研究也日趋活
跃，很多学者从不同方面研究了植物对 Pb（Ⅱ）胁迫
的响应，以期丰富 Pb（Ⅱ）污染的理论研究和防治。目
前，Pb（Ⅱ）对浮萍的毒性作用的研究并不多见，而且
Pb（Ⅱ）对这两种浮萍的毒理学研究未见报道。针对浮
萍的应用优势及以往学者多是对单种植物进行重金
属耐性研究的情况，本文选择我国浮萍中分布最广的
两个种类，即稀脉萍（Lemma aequinoctialis）和紫萍
（Spirodela polyrrhiza）作为植物材料，并针对 Pb（Ⅱ）
污染的特征，选择 Pb（Ⅱ）作为实验重金属，通过研究
不同浓度 Pb（Ⅱ）对这 2 种浮萍的影响，比较随 Pb
（Ⅱ）浓度的升高这 2 种浮萍的生理生态响应，从而为
及时发现和排除 Pb（Ⅱ）的污染提供依据。
1 材料与方法
1.1 仪器与试剂
（1）仪器：722分光光度计，天津仪器有限公司；
SHA-B 恒温振荡器，常州国华电器有限公司；
Sartorius 电子天平，北京赛多利斯仪器系统有限公
司；PYX-250s-B 生化培养箱；Sartorius PB-10 酸度
计，北京赛多利斯仪器系统有限公司；TGL-16G台式
离心机，杭州国华电器有限公司。
（2）试剂：Pb（CH3COO）2；K2HPO4、MgSO4、KNO3、
Ca（NO3）2、80%丙酮、愈创木酚、30%H2O2、Na2CO3、
NaOH、CuSO4·5H2O、酒石酸钾钠、钨酸钠、钼酸钠、磷
酸、硫酸锂。（注：以上药品均为分析纯）
1.2 浮萍的培养
稀脉萍（Lemma aequinoctialis）和紫萍（Spirodela
polyrrhiza）采自漳州师院三湘江中。用 1/10 Hougland
培养液进行实验室扩大培养。在采集到的浮萍中挑选
个体健壮，选取叶片完好的植株，放入 200mL培养液
中，在（25±2）℃，4000lx光强下，光照时间 12h。当培养
液中的叶片达到十几个的时候，再分别挑选出个体健
壮、叶片完好的浮萍放入新鲜培养液中进行培养，培
养条件不变。如此三次，筛选出优质的单克隆的植物
体系，选择叶片数相同、生长状态一致的浮萍进行毒
性作用实验。
1.3 Pb（Ⅱ）毒性实验
1.3.1 实验设计
以蒸馏水为稀释液，配备 Pb（Ⅱ）浓度为 0、0.5、1、
5、10、15、20、30mg/L 的溶液作浮萍培养液。毒性实验
在 100mL烧杯中进行，实验期间不更换培养液，共进
行 96h。培养的浮萍供以下实验步骤使用，每个浓度重
复三次实验。
1.3.2 生长曲线的测定
每 24h记录烧杯中浮萍植物体数，绘制生长曲
线。为避免主观判断，只要新的植物体伸出母体的边
缘，就计算在内。对于老化而死亡及失去色素，变白变
黄的个体，不记录[8]。
1.3.3 叶绿素含量的测定
待实验结束时取浮萍叶片，吸干表面水分，用不
锈钢剪刀剪成碎片，混匀，称取 0.05g，放入研钵中，加
少许碳酸钙以 80%丙酮提取定溶至 5mL，以 4000r离
心 10min，过滤，取滤液于波长 663nm，645nm处分别
测定吸光度（O.D），光程为 1cm。叶绿素 a（Ca）和叶绿
素 b的浓度（Cb）用下式计算：按公式（1）、（2）、（3）计
算叶绿素 a、b和总浓度[9]：
Ca=12.7A663-2.69A645 （1）
Cb=22.9A645-4.68A663 （2）
C总=Ca+Cb （3）
式中：Ca-叶绿素 a的浓度，mg/L；Cb-叶绿素 b的
浓度，mg/L；C总-叶绿素总浓度，mg/L。
按公式（4）计算叶绿素的含量：
叶绿素含量（mg/L）=C×V /（A×1000） （4）
式中：C-叶绿素浓度，mg/L；V-提取液总体积，
mL；A-取样鲜重，g。
1.3.4 可溶性蛋白含量的测定
采用 Folin酚法[10]测定可溶性蛋白含量。以牛血
清白蛋白为标准蛋白，在波长 620nm下测定。
样品中蛋白含量的计算（mg/g）=C×VT /（V×W×
1000）
式中：C-查标准曲线值，μg；VT-提取液总体积，
mL；V-测定时加样量，mL；W-紫萍叶片鲜重，g。
1.3.5 过氧化物酶（POD）活性的测定
（1）酶液的制备。实验结束时，将烧杯中剩余的浮萍
叶片，称重后放入匀浆器中，加入 3mL预冷的 0.05mol/L
pH 5.65的磷酸缓冲液，在冰浴中进行匀浆，匀浆液移
入 10mL离心管中，用磷酸缓冲溶液清洗匀浆器，清
洗液并入离心管，定容至 5mL，离心，4℃下保存备用。
（2）过氧化物酶活性测定。在 1cm比色皿中加入
2mL 0.05mol/L pH5.65 磷酸缓冲液，0.5mL H2O2，0.5
mL愈创木酚，再加入 0.5mL酶液，立即摇匀，开启秒
表，记录时间，以蒸馏水为参比，在 722s型分光光度
计上于 470nm处测量吸光度值，每隔 1min读一次吸
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第 6期
光度，每份样品测 3min，计算过氧化物酶活性。
过氧化物酶活性计算[11]No=（A470-3-A470-0）/G·t
式中，No为过氧化物酶活性，U/g；A470-3 为 3min
时 470nm 处吸光度；A470-0为 470nm 处初始吸光度；t
为时间，min；G为浮萍叶片质量（鲜重），g。
2 结果与分析
2.1 Pb（Ⅱ）对浮萍生长的影响
本实验中稀脉萍 3个重复的初始植物体数为 60，
紫萍 3个重复的初始植物体数为 27。实验结束时，对
照组各重复间植物体数的偏差为 5%（稀脉萍）和 7%
（紫萍）。所有实验浓度组重复间的植物体数偏差为
5%~9%（仅有一个浓度组为 16%）。据有关资料[12]，在
4d实验中，如果各重复的初始植物体数为 20，实验结
束时植物体数的偏差为 18%；如果各重复的初始植物
体数为 40，偏差为 9%。这说明初始植物体数对实验结
束时植物体数的偏差影响较大。本实验中各重复间的
偏差比较小。因此，本实验为避免观察误差，根据稀脉
萍和紫萍的植物体大小、观察的难易程度以及观察者
的观察习惯设置稀脉萍和紫萍重复的初始植物体数
分别为 60和 27是合适的。
稀脉萍和紫萍在不同 Pb（Ⅱ）浓度的培养液中培
养 4d的生长曲线见图 1和图 2。据报导[12]，经 4d培养
后浮萍的植物体数增加 130%~140%。由图 1和图 2可
见，本实验对照组的稀脉萍和紫萍经 4d培养后植物
体数分别增加 156%和 118%，基本符合文献报导，说
明本实验的培养条件是适合浮萍生长的。
2.2 Pb（Ⅱ）对浮萍叶绿素含量的影响
Pb（Ⅱ）处理下，稀脉萍和紫萍叶片中的叶绿素 a
（Chl.a）、叶绿素 b（Chl.b）和叶绿素总量[Chl.（a+b）]均
随着 Pb（Ⅱ）浓度的升高而降低（见图 3和图 4）；各色
素含量均与 Pb（Ⅱ）浓度呈显著负相关（回归方程见
表1）。当 Pb（Ⅱ）浓度为 1~15mg/L时，紫萍叶绿素含
量变化平缓稍有波动。这可能由误差引起的，因为实
验设定的 pH、温度、盐度、光照以及污染时的样本密
度等都有可能引起这种现象。比较发现，稀脉萍叶片
色素含量随 Pb（Ⅱ）浓度增高的变化幅度显著大于
紫萍（见表 1及图 3、4）。当 Pb（Ⅱ）浓度为 30mg/L，
4d处理后，稀脉萍和紫萍的 Chl.a、Chl.b和 Chl.（a+
b） 分别比其对照降低了 39%、42% 和 40% 以及
13%、33% 和 21%。
从表 2可以看出，当 Pb（Ⅱ）浓度为 1~15mg/L
时，两种浮萍叶绿素 a和叶绿素 b之间的比值均随着
重金属浓度梯度的升高而降低。这就表明浮萍叶绿素
a的变化幅度明显大于叶绿素b，叶绿素a比叶绿素b对
复合重金属胁迫更为敏感，也说明了在相同处理条件
下叶绿素a所受到的伤害比叶绿素b大。这可能与重金
表 1 两种浮萍叶绿素含量与 Pb（Ⅱ）浓度的回归分析
Table 1 Regression analysis between the concentration of Pb（Ⅱ）and
chlorophyll contents of two types of duckweed
稀脉萍 紫萍
方程 r 方程 r
Chl.a y=-0.0089x+0.5829 -0.8902 y=-0.0021x+0.5203 -0.9236
Chl.b y=-0.004x+0.2771 -0.9093 y=-0.0019x+0.2969 -0.6653
Chl.(a+b) y=-0.0129x+0.86 -0.8994 y=-0.004x+0.8185 -0.8049
夏卓英，等 不同浓度 Pb（Ⅱ）对稀脉萍和紫萍的毒性效应 125
第 32卷
属首先破坏叶绿素 a有关[13]。Woolhouse[14]认为：随着
叶片的衰老，植物叶绿素含量逐渐下降，叶绿素 a比
叶绿素 b下降得更快，叶绿素 a / b可以作为叶片衰老
的标志，同时也是衡量叶片感受重金属胁迫相对敏感
的一个生理指标。
叶绿素是植物进行光合作用的色素，叶绿素含量
高低在一定程度上反映光合作用水平[15]。光合作用是
植物生长的原动力，任何影响植物生长的因素必影响
光合作用过程，叶绿素含量和组分则是影响光合作用
的物质基础，叶绿素含量低，光合作用弱，会导致植物
鲜重降低，使植物不能正常新陈代谢。所以叶绿素可
以作为浮萍生长受环境污染影响的一个生理指标。
2.3 Pb（Ⅱ）对浮萍可溶性蛋白含量的影响
稀脉萍叶片中可溶性蛋白含量随着 Pb（Ⅱ）浓度
的升高而降低，而紫萍叶片中可溶性蛋白含量随着 Pb
（Ⅱ）浓度的升高总体呈下降趋势（见图 5），但 Pb（Ⅱ）
浓度 10~20mg/L时，紫萍叶片中可溶性蛋白含量维持
在一定水平；稀脉萍和紫萍可溶性蛋白含量均与 Pb
（Ⅱ）浓度呈负相关（回归方程见表 3）。通过比较发现，
稀脉萍和紫萍可溶性蛋白含量分别平均为 9.47mg/g
和 16.39mg/g，紫萍可溶性蛋白含量随 Pb（Ⅱ）浓度增
高而下降的变化幅度略大于稀脉萍（见图 5及表 3）。
当 Pb（Ⅱ）浓度为 30mg/L，4d处理后，稀脉萍和紫萍的
可溶性蛋白含量分别比其对照组降低了 32%和 30%。
植物体内的可溶性蛋白质大多数是参与各种代
谢的酶类，测其含量是了解植物体总代谢的一个重要
指标。测定植物体内可溶性蛋白质是研究酶活的一个
重要项目。本实验中紫萍可溶性蛋白含量随铅浓度升
高呈明显降低趋势，说明 Pb（Ⅱ）的引进，对蛋白质的合
成起破坏作用，影响了紫萍体内的各类酶的正常代谢。
而稀脉萍可溶性蛋白含量在低浓度时随 Pb（Ⅱ）浓度升
高而降低，但当 Pb（Ⅱ）浓度在 10mg/L~20mg/L时却
变化不明显，在 30mg/L时却又降低。而这可能是植株
抵抗 Pb（Ⅱ）一种解毒机制，植株在一定忍受范围内产
生了某些诱导作用来维系可溶性蛋白的含量，维持细
胞渗透浓度和功能蛋白的数量，助于维持细胞正常代
谢[16]。而随后可溶性蛋白的降低，说明此时稀脉萍细胞
损害已达较严重水平，蛋白质合成已受严重破坏。本
实验中紫萍可溶性蛋白平均含量远高于稀脉，这在一
定程度上说明紫萍体内总代谢水平高于稀脉萍。
2.4 Pb（Ⅱ）对浮萍过氧化物酶（POD）活性的影响
稀脉萍体内的 POD 活性在 Pb（Ⅱ）浓度为
20mg/L时达到峰值，而紫萍体内的 POD 活性在本实
验 Pb（Ⅱ）浓度设置范围内未达到峰值，而最大值分别
高出其对照 41%和 100%，峰值过后，POD活性（稀脉
萍）比其对照大 22%，表明 POD（稀脉萍）对 Pb（Ⅱ）胁
迫的敏感性也大于 POD（紫萍）（图 6）。本实验 POD
活性（稀脉萍）与 Pb（Ⅱ）浓度呈曲线相关；POD活性
（紫萍）与 Pb（Ⅱ）浓度呈正相关（回归方程见表 4）。
POD是一种含 Fe的蛋白质，它能催化过氧化氢
氧化酚类的反应，在植物呼吸代谢中起重要作用。过
氧化物酶可氧化 NAHD产生超氧化物和过氧化物[17]。
而重金属 Pb（Ⅱ）对 POD的影响随暴露时间的延长主
要表现为上升，而稀脉萍在高浓度（30mg/L）暴露时才
出现下降趋势。因此 POD可以作为浮萍受环境污染
胁迫的一个生化指标。
在本实验处理下，Pb（Ⅱ）对 POD活性主要呈现
表 2 两种浮萍叶绿素 a/b对 Pb（Ⅱ）胁迫的响应
Table 2 Response of the ratios of chlorophyll a/b in two types of
duckweed to stress of Pb（Ⅱ）
Pb(Ⅱ)(mg/L) 0 0.5 1 5 10 15 20 30
稀脉萍(Chla/b) 2.03 2.18 2.22 2.04 2 2 2.05 2.11
紫萍(Chla/b) 1.56 1.82 1.96 1.82 1.79 1.78 1.74 2
表 3 两种浮萍可溶性蛋白含量与 Pb（Ⅱ）浓度的回归分析
Table 3 Regression analysis between the concentration of Pb（Ⅱ）and
the soluble protein contents of two types of duckweed
方程 r
稀脉萍(可溶性蛋白) y=-0.188x+18.31 -0.9971
紫萍(可溶性蛋白) y=-0.0535x+10.013 -0.5455
表 4 两种浮萍 POD活性与 Pb（Ⅱ）浓度的回归分析结果
Table 4 Regression analysis between the concentration of Pb（Ⅱ）and
the activity of POD of two types of duckweed
方程 r
稀脉萍(POD) y=-0.0041x2+0.1437x+4.7767 0.8902
紫萍(POD) y=0.1411x+4.0604 0.9748
126
第 6期
诱导作用，POD活性的增加是由于 Pb（Ⅱ）进入植物
体内后，通过一系列生理生化反应产生了对自身有害
的过氧化物，随着这种物质的增加，过氧化物酶利用
H2O2来催化这些对自身有害的过氧化物的氧化分解，
因此，随植物体内这些过氧化物酶的底物浓度的增
加，致使 POD活性上升。而当处理浓度进一步增加，
在 30mg/L时有毒有害物质超过了稀脉萍自身正常的
催化能力，所以导致其活性的下降[18]。
3 讨论
3.1 Pb（Ⅱ）对浮萍生长的毒性效应
植物的生长是植物最基本的生命活动，特别是对
于像浮萍这样具有快速生长增殖能力的植物，对生长
的抑制，是生命活动被抑制的显著标志[19]，在没有其
它精密仪器设备的情况下，生长常是进行生物监测和
评价的唯一指标。由图 1和图 2可见，随着环境中 Pb
（Ⅱ）浓度的提高，稀脉萍和紫萍的生长都受到显著抑
制。本实验中 Pb（Ⅱ）作为浮萍生长的胁迫因素，在低
浓度时呈现抑制生长趋势，在高浓度时明显出现个体
死亡。Patra等[20]认为重金属低浓度下对植物生长有积
极的刺激作用，但当环境中重金属浓度过高，则对植
株的生长产生毒害作用，引起幼苗生理生化的变化。
Begonia等[21]分别用 100、250和 500mg/L Pb（NO3）2处
理印度芥菜，发现 100mg/L铅处理能促进根系的生
长，表现为生物量比对照有所增加。但随着铅浓度的
增大、作用时间增长，对植物的抑制强度就越大。
3.2 Pb（Ⅱ）对浮萍生理生化指标的毒性效应
重金属对植物光合作用的影响是通过影响光合
过程中的电子传递、破坏叶绿体和叶绿素等光合系统
的完整性而实现的。过量的铅进入植物体内，破坏生
物膜的结构，导致叶绿体、线粒体及细胞核等重要器
官损伤，影响光合作用，且抑制效应与处理时间的延
长和浓度的加大成正相关[22-23]。有报道表明[24]，高浓度
的铅可以破坏叶绿素合成过程中叶绿素酸酯还原
（protochlorophyllide reductase）的活性和影响氨基-r-
酮戊酸（aminolaevulinic acid）的合成，而这两样都是
叶绿素合成所必需的，从而导致植物的叶绿素含量减
少，影响光合作用。而 Kupper等[25]则认为，Pb2+可能是
取代叶绿素分子中的Mg2+，破坏了叶绿素的结构，从
而使叶绿素的生理功能受到抑制，影响光合作用的正
常进行。通过实验发现，随 Pb（Ⅱ）浓度的升高稀脉萍
叶绿素含量的变化幅度明显高于紫萍，表明稀脉萍叶
片中叶绿素受 Pb（Ⅱ）胁迫的影响较大。
在重金属胁迫下，植物能迅速合成类金属结合蛋
白和植物络合素。它们可与重金属离子结合形成无毒
的化合物，降低了细胞内游离的重金属离子浓度，从
而直接减轻重金属对植物的毒害作用[26~29]。例如通
过与蛋白质上-SH基团结合而破坏蛋白质结构，影响
蛋白质活性，干扰 N素代谢[30]。
正常情况下，植物体内的活性氧代谢保持平衡。
而重金属可作为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，导致大量的·O2、OH·、NO·、HOO·、RO·、ROO·、
O·2、H2O2、ROOH等活性氧自由基产生，从而使蛋白
质和生物大分子变性、细胞膜脂过氧化加剧，伤害植
物。目前认为活性氧水平升高导致的膜脂过氧化加剧
是膜损伤的重要原因[31-33]。
植物对环境胁迫有一定的耐受能力，因此当污染
胁迫轻时，抗氧化防御系统产生适应性诱导反应，以
减缓或消除污染引起的氧化胁迫，严重的污染胁迫才
对抗氧化防御系统起抑制作用。在低浓度处理时植物
体内 POD、SOD和 CAT 受到活性氧自由基的诱导，
活性上升，参与清除自由基，在这一层面上讲 POD、
SOD和 CAT 活性的增加既是一种保护机制，同时也
表明了植物已经受到了重金属的胁迫[34]，而在长时间
高浓度处理后，酶系统就会被重金属离子破坏，POD、
SOD和 CAT 活性下降，从而使植物细胞受到毒害。
4 结论
有关浮萍科植物的研究报道很多，但往往针对的
是浮萍科中某单一物种，如此同属浮萍科的不同物种
的耐污能力则缺乏比较。本实验通过不同浓度 Pb（Ⅱ）
处理，观察其对稀脉萍和紫萍生长曲线、生理生化指
标的影响，得到以下结论：
（1）对照组的稀脉萍和紫萍经 4d培养后植物体
数分别增加 156% 和 118%，基本符合文献报导，说明
本实验的培养条件是适合浮萍生长的。
（2）随着 Pb（Ⅱ）浓度的提高，稀脉萍和紫萍的生
长都受到显著抑制，由生长曲线的趋势看，初步反映
出稀脉萍比紫萍易受 Pb（Ⅱ）的毒害。
（3）Pb（Ⅱ）对稀脉萍和紫萍叶绿素的产生都有抑
制的作用，但紫背萍的叶绿素含量的变化幅度较大，
当 Pb（Ⅱ）浓度为 30mg/L，经 4d处理后稀脉萍和紫萍
的 Chl.a、Chl.b 和 Chl.（a+b） 分别比其对照降低了
39%、42% 和 40% 以及 13%、33% 和 21%。因此，稀脉
萍受 Pb（Ⅱ）伤害更深。当 Pb（Ⅱ）浓度为 1~15mg/L
时，两种浮萍叶绿素 a和叶绿素 b之间的比值均随着
重金属浓度梯度的升高而降低。
（4）经 4d处理，稀脉萍和紫萍的可溶性蛋白含量
分别比其对照降低了 32%和 30%。通过比较发现，稀
夏卓英，等 不同浓度 Pb（Ⅱ）对稀脉萍和紫萍的毒性效应 127
第 32卷
脉萍和紫萍可溶性蛋白含量分别平均为 9.47mg/g和
16.39mg/g，说明紫萍体内总代谢水平高于稀脉萍。
（5）经 4d处理，稀脉萍的 POD活性在 Pb（Ⅱ）浓
度为 20mg/L时达到峰值，而紫萍在本实 Pb（Ⅱ）浓度
设置范围内未有峰值，且最大值相比较分别高出其对
照 41%和 100%。表明稀脉萍对 Pb（Ⅱ）胁迫的敏感性
大于紫萍。
总之，稀脉萍和紫萍可用作 Pb（Ⅱ）对水生植物
的毒性效应监测，采用生长情况、叶绿素含量、可溶性
蛋白含量、POD活性等作为监测指标，而稀脉萍对 Pb
（Ⅱ）胁迫更为敏感。
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（上接第 122页）
从总体上来讲，多项式回归略优于指数函数，但在预
测有机固废厌氧消化后期 VS的变化时，指数函数的
精度更高。
3 结语
有机固废由于含有机质多，在表示有机固废厌氧
消化进程的三个指标（COD、TS、VS）中，VS是有代表
性的指标。VS在整个厌氧消化过程中呈下降的趋势，
同时，VS的变化是连续的，因此，用多项式回归和指
数函数模型来预测有机固废厌氧消化过程中 VS的变
化，是恰当的。
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