全 文 ：1卷 2 期
受。 一 1. 6 6x 10峪( m ol / ml· h ` ), E 一 3 5 . 7 k J /
m o l , b o , 一 1· 3 8 X 1 0一 ’ ( k p a 一 ` ) , 夕异一 2 , · o k J /
m o l , b o o
Z 一 1 · 0 0 X 10一 ` ( k p a 一 ` ) , 乡。 , 一 2 4 · 7
k J / m o l
, b o 。 。 2 一 1· 3 4 X 1 0一 , ( k p a 一 ` ) , 夕e o Z一
4 3
.
s k J /
, n 。 1 . 将上述参数值代人 ( 4 )式可得
r C o : 一 ( 1 . 6 6 x 1 0` e 一 , , 70 。 , R T x 1 . 3 5
X 1 0一 2 e 250 o 0` R T X l
.
0 0 X 10一 4 e 2 4 70 0 / R T
X p 异 p o Z ) / ( 1 十 1 . 3 8 x 1 0一 ’ e , , 。。。`尺 T P 、
+ 1
.
0 0 X 1 0一 ` e 2 4 70 0` R T P o Z + 1
.
34
X 1 0一 , e4 ,吕。。` 尺 T p e o
,
)
,
( 5 )
将表 1 中 83 组实验值按 ( 5) 得出 ; 。 。 : (博 )值列
表 1 . 83 组 , 。 。 :与 , 。 。 、 计算 )的相对误差平均值为
7
.
52 多 , 说明 ( 5 )式较好地符合实验结果 . 另
外 , 用脉冲法测得异丁醇 、 O : 及 C q 吸附热分
别为 Zs . g k J /m o l , 2 5 . 8 k J /m o l , 4 4 . 8 k J /m o l ,
与用正交设计法估计值 25 . o k J/ m o l , 24 · 7 k J /
m ol
,
43
.
k8 J /m ol 是一致的 . 异丁醇完全氧
化动力学研究工作 尚未见文献报道 . ( 5 ) 式
科 学 , 刃 ·
完全氧化复杂反应动力学方程在环保催化动
力学方程中也是不多见的 .
参 考 文 献
[ l ] P r a s a d
,
R
.
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. ,
C a t a l
.
R 。 , . , 2 6 , l ( 19 9 4 )
.
[ 2 」 p f e f f e r l e , L . D . o n d W . C . p f e f f e r l e , C a r a l ·
R e 沙
· ,
29
, 2 1 9 ( 1 9吕7 )
.
[ 3 ] B a i o l e y
,
W
.
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F
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E d w a r d s
.
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汉 I c o h o l F u 君 l 了 T 亡 c h 月 o l o g y , P a p e r B 一 6 1 ,
G a n a r a g a
,
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B r a z l i
,
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.
19 8 0
.
[ 4 ] M e C a b e
,
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.
M i t o h e l l
, I n d
.
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C h o m
.
p r o J
. 及 。 5 . D e , 。 10 户. , 2 2 , 2 1 2 ( 19 8 3 ) :
2 3
, t 96 ( 19 8 4 )
.
[ 5 ] B e r t y
,
J
.
B
. ,
C 人` 邢 . E 俘 9 . P r o g r . , 7 0 ( 5) , 7 8
( 19 7 4 )
.
1 6 ] H
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. ,
]
.
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·
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·
F a r a d a 夕
T
r a n ,
. ,
P a r 了 I , 8 1 , 2 7 8 5 ( 1 9 5 5 )
.
[ 7 ] 俞启全 、 金韵 、 黄维 , 高等学校化学学报 , 9 ( 6 ) , 6 12
( 19 8 8 )
.
[ 8 1 俞启全 、 金韵 、 黄维 , 北京大学学报 , ( 6 ) , 1 7 ( 1 9 86 ) .
【9] 杨子胃 , 正交表的构造 办 3 ,页 , 山东人 民出版社 , 济
南 , 1 9 7 8 年 .
(收稿 日期 : 1 9 8 9年 5 月3 1日 )
臭氧对倒挂金钟和蚕豆呼吸作用的影响
王 勋陵 郭清霞*
(兰 州 大 学 生 物 系 )
摘要 在较低浓度臭氧作用下 , 值物的呼吸受到刺激 , 在一定时间内 , 这种影响不易消除 ;在高浓度臭氧作用下 , 植
物的呼吸受到抑制 , 在一定时间内保持相对稳定 , 以后逐渐恢复 . 分析讨论了臭氧影响值物呼吸变化的机理 .
有关臭氧 (q )对植物呼吸作用影响的研
究早在 50 年代就开始了 . 最早 rE ik s on 和
w e d d i n g ( 1 9 , 6 ) 研究了臭氧一己烯对柠檬叶
片光合作用和呼吸作用的影响 . 同年 T o d d
重复了这一实验 . 两年后他又采用红外气体
分析仪侧量了被 0 3 化己烯处理的斑豆叶和
柑桔叶对 C Oz 的吸收 〔` , . 此后 , M a c d o w a l l
( 1 9 6 , ) 专题研究了 0 3对烟草叶呼吸作用的
影响 , 特别观察了线粒体呼吸作用的变化及
其变化机理切 。 P e l l 和 B r e n n a n ( 19 7 3 ) 讨
论了受 0 3 伤害的斑豆叶呼吸 、光合 、 三磷酸
腺营等的关系 〔31 . 近些年来 , 还有人研 究 O ,
对菜豆根呼吸的影响 , 以及 0 3对杂交杨叶片
暗呼吸的影响等 . 但这些研究结果 很 不 一
致 . 都没有对 0 3 影响呼吸能否恢复等问题
作出回答 , 然而这些问题对防护 0 3 伤害植物
和研究 O , 伤害机理都有参考价值 , 有必要继
续深人研究 .
. 现在湖北大学地理系
DOI : 10. 13227 /j . hjkx. 1990. 02. 007
环 境 科 学 1 1 卷 2 期
表 1 0 。 对倒挂金钟呼吸强度影响及恢复 (呼吸强度单位 : 0 : 川 / g · h )
袖寸间 (州 _ ’ { _ } _ _ ’ : { _ _ 八一 `下一 爪 一 ` 一自 ’ 一 ’丫达…立…立…刘习立…立…立阴立对照 { ` { ` } ` { ` 。 ·于` } I { ` , · ` 5 { 1 1 “ · 。 ` 1 1处理 { ` { ( { ` { ` {· i{… ` } ” · {11 ` } ” · 3 , { `
一一二堰一卜二一 {二一卜二一 {二掣川一二一卜二星 1!一二一 {全址兰卜兰一对照 } / { ` , · l , { ’ {· ` i { ` } ’ 0 · , , } / …’ ` · ` , } / 1 ’ 9 · , 6处理 } ` } ` , · {全】` {·全三) ` …` 、 · 。吕】 ` 】“ · , Z } ` } ” ` 6 6兰呈一卜牛了 {二竺生1乓竿卜生 . ! 一擎卜二一 {一三竿 {一上 - }一行耀李对照 ) z , · u 6 } ` } “ · 乙。 1 ` } ` u · , ` } l } z 、 · 。 , } l }处理 …` 9 · 6 9 } , } ` , ’ , 9 } l } ’ o · ’ 6 } / } ’ , · o ` } / }尸值 } > 0 · 05上 l一 上竺竺上 生 匕竺望i / { > 0 · 0 5 ! / } > o · 0 5
表 2 不同浓度 O , 对蚕豆熏气 4 h 呼吸强度的比较
一 、 材 料 和 方 法
实验材料为倒挂金钟 ( F “ 动“ 。 h y br i da
v o s s
.
) 和蚕豆 ( V f c i a j a b a L . ) 按常规盆
栽管理 .
动态熏气室熏气 , 高压电离空气发生 0 3 ,
浓度分别采用 0 . 1 9 、 0 . 2 9 、 0 . 5 0 、 0 · 6 9 、 o · 8 3 和
l
.
2 3P p m
, 浓度测定采用改良 碱 性 碘 化 钾
法 4[J ,熏气时间分别为 2 和 h4 .
呼吸强度测定采用瓦氏微量测压法 , 仪
器为 s K W一 2 型微量呼吸检压仪 . 叶片圆盘
孔径为 0 . c6 m , 测定时的振荡频率为6 o r /m in ,
测定结果为三次重复的统计值 . 呼吸强度以
每小时每克鲜重组织吸收氧气的微升数 ( Oz
川 / g · h )表示 .
0 3 浓度
( P P m )
呼吸强度
( 0
:拼 l / g · h ) 呼吸强度的提高率 侧验 P 值t一任。21 日
0
。
1 9
0
。
2 9
0
。
50
0
。
83
对照
3 7
。
9 1
2 6
,
1 4
3 3
。
3 8
3 3
。
4 6
处理
47
。
4 1
3 4
.
3 2
4率 。 一滚2
3弓。 4 夕
2 5
.
0 6%
3 1
.
2 9%
3 3
.
0 7%
6
.
0 6%
2 9
9 7
9 7
7 6
< 0
.
0 1
< 0
.
0弓
< 0
.
0 1
< 0
,
0 5
二 、 实 验 结 果
(一 ) 臭氧对倒挂金钟呼吸强变的 影 响
分别用不同 0 3 浓度和熏气时间来 处 理
倒挂金钟 , 测定停止熏气后 2一 10肠 时的呼
吸强度 , 其结果如表 1 .
从 表 1 中可以看出 .0 6 9 p p m 浓度的 O ,
使倒挂金钟的呼吸作用受到刺激 ,在停止 O ,
作用 7 o h 时仍 保持刺激状态 , 而 1 . 3 2 P m 浓
度的 仇 则使倒座金钟的呼吸受到明显抑制 ,
到停止熏气 3 h0 后 ,抑制才开始缓解 ,以逐渐
趋于恢复 . 相比较 , 植物恢复受抑制的呼吸
作用比受刺激的要快一些 .
(二 ) 不同浓度臭氧对蚕豆呼吸 作 用 的
影响
分别用 4 种浓度的 0 3 处理蚕豆 h4 , 测
其呼吸强度如表 2 .
从表 2 可见 , 不同浓度的 0 3处理蚕豆植
株 ,其呼吸强度都有明显的变化 , 在 0 . SP m
浓度范围内 , 呼吸强度的增加与浓度的增加
呈正的相关关系 , o . SP m 浓度是刺激蚕豆呼
吸的峰值浓度 . 到 0 . 8 3P m 浓度时 , 呼吸强
度已开始下降 . 此时的蚕豆叶片已出现伤害
症状 .
三 、 讨 论
人们在讨论 O : 对植物呼吸强度 的 影 响
问题上意见很不一致 , T do d l1[ 指出 0 3 在斑
豆叶未出现症状前就刺激了呼吸 , 到叶片 出
1 1 卷 2期
现1 0务受害面积时 , 呼吸刺激达到 最 高水
平 . eP n 等 31[ 则报道 , 开始 , O , 对植物呼
吸影响不大 , 到 2 h4 后才受 到 很 大刺 激 .
M ac do w al 的结果是叶片未出现症状之前 呼
吸是受抑制 , 有了症状后则转为受刺激 2[J . 本
实验得到的结果则是 : 在较低浓度 O , 作用
下 , 叶片未出现伤害症状前 , 呼吸受到刺激 ,
较长时间内保持这一趋势 ;在高浓度 0 3 作用
下 , 值物呼吸受到抑制 . 停止熏气后 , 在一定
时间内能够恢复 . 这些虽然与上述报道不尽
相同 , 但应用他们己探明的影响机理 , 能够比
较好地解释这些结果 .
在解释 。 ,刺激植物呼吸作用上 , M a c d 。 -
w al l 的论点很有说服力 . 他指出 0 、 接触到
植物后 , 首先抑制了细胞色素氧化酶的活性 ,
使氧化磷酸化受到削弱 , 磷酸化不是脱偶联
就是绕道而过 , 电子传递发生短路 〔2 , , 即电子
传递到细胞色素 b 后便 直接传到 O ZE,:J
N A D H 、 E P” u Q一
l 条
C y t b… C y t c… C y t a a 3… ” 0 2
这种电子传递释放的能量转变为热能 , 作用
很类似于氰酸盐的作用 , 即今天所称的抗氰
呼吸或放热呼吸川 .
在解释 0 3 抑制植物呼吸作用上 . 有两
种影响机制 , 一种是 0 3 伤害细胞时 , 首先危
害细胞膜 , 改变膜的透性 , H ae ht 等曾测试
到 0 3 使膜对 K 十 的被动透性增加了 2一 3倍 ,
膜的电动势从一 95 m v 增加到一 40 m v , 此时
的细胞已失去呼吸能力 【` , . 另一种是 O , 伤
害线粒体 ,使其肿胀 〔6] , 能量代谢中心受到损
害 , 自然会降低呼吸作用的功能 .
虽然 0 3 影响植物 呼吸作用的机制都揭
示了 , 只可惜研究者们未能将两种机制有机
联系起来分析问题 . 致使一些现象未能得到
圆满地解释 . 其实 , O , 影响植物呼吸刺激和
抑制的机制都在同时进行 , 只是因为作用剂
量 , 即浓度和作用时间不同 . 各 自发生的先
后和影响大小不同而已 . 不妨应用这一观点
科 学 . 3 。
对本实验结果作初步的解释 .
当用较低浓度 0 3 短时间处理植物 , 反应
敏感的酶系统首先受 到影响 , 其中细胞色素
酶受抑制 , 发生抗氰呼吸 . 出现呼吸受刺激的
反应 . 当细胞膜和线粒体受影响不大 , 没有
足够抑制力量来抵消升 高 的 呼 吸 作 用 时 ,
这种受刺激的呼吸作用趋势在短期内不易改
变 . 正如 o . 6 9p p m 的 0 3 对倒挂金钟熏气 4 h ,
在停熏 70 h 时仍保持呼吸受刺激的状态 . 一
旦 0 , 浓度过大 , 甚至引起叶片 出现伤害症状
时 , 细胞膜和线粒体的受害加重 , 膜透性增
加 , 呼吸强度便进一步减弱 . 如果减弱程度
与受刺激的程度相当 , 呼吸就会出现暂时的
平衡 , 保持一定时间的相对稳定 . 例如 1 . 32
p p m 0 3处理 倒挂金 钟 Z h , 停熏 s h 到 3o h 之
间 , 呼吸强度变化不大 . 如果 0 3 危害再加
重 . 细胞膜和线粒体继续受到破坏 , 呼吸作
用随之进一步受到抑制 , 超出了抗氰呼吸的
补偿能力 . 呼吸强度即更大幅度地降低 . 在
细胞的破坏程度没有超过限度时 , 停止熏气
相当一段时间后 , 靠植物自身的修复 、 调节 ,
呼吸功能还能最终恢复 , 如果受害超过限度 ,
呼吸功能则永远不能恢复 .
总之 , 可否认为 : O 、 作用植物之后 , 引
起了促使呼吸强度升高和降低的两种机制 .
在 O , 伤害的一定范围内 , 这两种机 制 受 氏
剂量的支配 , 两者相互调节 、 补偿 , 进而导致
植物呼吸强度变化不大 、 升高 、 降低 、 相对稳
定 、恢复和不能恢复等多种反应现象的发生 .
参 考 文 献
T o d d
,
G
.
W
. ,
P l a 作 t P人y 了10 1 . , 3 3 4 16一 4 2 0 ,
( 19 5 8 )
.
M
a e d o w a l l
,
F
.
D
. ,
C a 邢
.
J
.
B o r
. ,
4 3
, 4 1 9一 4 0 7 ,
( 1 9 6 5 )
.
P e l l
,
E
.
J
.
a n d E
.
S
.
B r e n n a n , P l a 移 t P人y ` i 口 1 . 5
5 1
,
3 7 8一 3 8 1 , ( 19 7 3 ) .
葛瑞昌、 王勋陵 , 兰州大学学报 , 21 , (生物学辑刊 ) ,
7一 12 , ( 1 9 8 5 ) .
曹宗哭 、 吴相饪 ,植物生理学 ,上册 , 5 ,一 60 页 , 高等
教育出版社 , 1 , 7 9 年 .
王勋陵 , 环境科学 , 4 ( 6 ) , 6 7一 70 ( 1 9 8 3 ) .
, .J, .`J1 .J, .胜l昌」,二,山一`J份口jù人Ur. L.LrJt.苦. L
(收稿 日期 : 19 5 9年 7 月 x , 日 )
H J A y IJ N G
A b s t r a e t s
V o l
.
11 N o
,
2
,
19 9 0
C h i n e s e J o u r n a l o f E n v i r o n m e n t a l S e i e n e e
W a n g X u n l i n g
,
G u o Q i n g x i a ( B i o l o g y D e p a r t m e n t
,
L a n
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h o u U n i v e r s i t y )
;
Ch i n
.
J
. 君月护 i护 o n . s e i . , 1 1 ( Z )
,
1 9 90
, p P
.
3 1
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.
a n d V该c ; a j o b a L · ,
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.
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.
T h e s e t w o a c t i
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s a t e a n d a d i
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c r u n d e r
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e o n r r o l l i n g
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e e r e a s i n g o r u n r e m
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w a s t e w a t e r o r o t h e r s e w a g e a r
H e a t F e e d b a e k i n t h e C a t a l y t i e C o m b
u s t i o o
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C o n t r o 又110 9 T e e h n o l o 言y S u J i a n h u a ,
W a n g B o d u o ( T !
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a r a l y t i c c o nt b u s t i o n o f o r g a n i e w a s t e
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a s c o n e e n t r a t i o n w i l l l
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d t h a t i n o r d e r t o g u
a r a n t e e s a f
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e o n e e n t r a t i o n o f w a s t亡 g a s e n t e r i n g i n t o t h e e a t a ly s t b e d
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l o u l d b e e o n t r o l l c d b y m
e a n s o f c o 月 t i￡l u o u s q u a n 牛a l j v e
d o t e o t i o n o f t h
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