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Removal and toxicity of pollutant Cadmium by Kandelia candel in the presence of Methamidophos

秋茄对镉-甲胺磷混合物的吸收积累及致毒作用


本文采用砂培实验,测定了红树植物秋茄幼苗对镉和镉-甲胺磷的吸收积累和净化作用,探讨了镉-甲胺磷混合物对秋茄的毒性作用。实验结果表明:虽然100mg·L-1甲胺磷并不影响秋茄对镉的净化作用,但100mg·L-1甲胺磷的存在却加强了镉对秋茄的毒性作用。这可能是由于镉对秋茄幼苗的膜脂过氧化作用,改变秋茄幼苗细胞膜的通透性和流动性,使甲胺磷易于从水体向秋茄幼苗的转移,从而加强了镉对秋茄的毒性效应。因此,在确定红树植物对镉“耐受临界浓度”时,建议考虑其它化合物与镉对红树植物的联合毒性作用。

Based on the pot experiments in sand culture, both the removal of pollutant Cadmium by Kandelia candel and the toxicity of Cadmium to seedlings Kandelia candel were determined in the absence and presence of Methamidophos, respectively. The results showed that, although 100 mg·L-1 Methamidophos had no effect on the removal of pollutant Cadmium by soil-culture Kandelia candel, there was a synergistic toxicity effect between Cadmium and 100 mg·L-1 Methamidophos to seedlings Kandelia cande. It assumed that this synergistic toxicity effect might result from the membrane-lipid pemxidation of Cadmium vs. seedlings Kandelia candel: this peroxication would no doubt enhance the ability of Kandelia candel to be penetrated, then facilitate the transfer of Methamidophos from water into Kandelia candel, thus lead to the synergistic toxicity between Cadmium and Methamidophos. Therefore, it is suggested that the mixture toxicity between Cadmium and other pollutants should be considered to determine the tolerance concentration of Cadmium to Kandelia candel.


全 文 : 万方数据
4期 林忠芬,等:秋稍对镉·甲胺磷混合物的吸收积累及致毒作用
(盐度约为lO%0,镉本底值低丁O.1ug·L_‘,每
500mL培养液中添加ca(N03)2O.500g和KH2P04
o.125g,以模拟海水中富含的矿质元素)。
Cdcl2·2.5H20(A.R.)Hj培养液配成1000mg·L-1
的母液,将市售50%(乳剂)甲胺磷稀释成10000mgc1
(根据农药瓶上所标示的有效成分计算)的母液。
2.3镉和甲胺磷对秋茄胚轴萌芽的毒性实验
采用内盛砂基的I、4恪姆料盆,套入陶质盆(直径
22cm.高15cm,每盆砂重约25009)中,每盆种植5
株,培养液500mL单一镉毒性实验设置o(对照)、
5.6、56、100、180、320、422、560、1000mg·L.’处
理液:单一甲胺磷毒性实验设置0(划照)、100、200、
300嗽·L-。处理液;镉.甲胺磷混合物的联合毒性实验
中甲胺磷浓度均为100Ⅲ嘱·L.1,铺处理系列浓度为
5.6、18、32、56、100、180、560mg·L.1。每7d换
液一次,培养期28d。
2.4砂培幼苗镉吸收试验
本项实验主要条件同上,所不同处:种苗先经过
lO%0盐度的海水培养液砂培8个星期后长成幼苗,然
后分别用含单一镉和含锅一甲胺磷混台物的培养液处
理,培养液单一镉处理浓度系列为O(划照)、5.6、Io、
18、32、56、100、180mg·L.1:含铺.甲胺磷混合物
的培养液中甲胺磷浓度均为100m2·L_1,钾i;处理系列
浓度同单一镪。每7d换液一次,处理28d。
以上2.3和2.4两项试验每-处理均设5个重复,
每天用经过滤的自来水补充蒸发散失的水量;光照
10h·d.1,光强为3000Lux(与幼苗所处自然林下光
强相近);平均日最高和夜最低气温分别为31.0±
3.2℃和22.8丑.2℃(4月25日~7月05日)。
2.5样品处理和分析
植物样晶按叶、苹、胚轴、根四个组分取样,经
自来水、蒸馏水洗净,80℃烘干后,经ii英研钵磨碎
后过80目尼龙筛,样品装瓶待测。测定前取少景样品
105℃烘至恒重,求其含水景。
样品采用硝酸-高氯酸(均为优级纯)湿法消化后,
经无离子水稀释定容,镉含量采用火焰,石墨炉原子吸
收光谱仪测定。
3结果与讨论
3.1铺和甲胺磷对秋茄胚轴萌芽的毒性
种茁萌发是决定胚轴繁殖体能否生长为幼苗的关
键期。本文以芽从上胚轴露出为基准,记录经28d培
养期后植株的萌发百分率,分别测定了单一镉、单一
甲胺磷和镉一甲胺磷混合物对秋茄胚轴萌芽的毒性,结
果如表l~3所示。
从表1可以看出,当单一镉处理浓度为O~
100mg·L-1时,秋茄种苗的萌发率都与对照组相一
致;之后随着处理浓度的增人,萌发百分数下降。
从表2可以看出,对丁甲胺磷处理浓度在0~
300fng·L_1以下各处理纽,其萌发百分数与对照组相
比无明显差异。因此,在研究镉.甲胺磷混合物对秋茄
胚轴萌芽的毒性作用时(表3),甲胺磷浓度取为100
mg·L.1,此时单一甲胺磷对秋茄胚轴萌芽无明显的致
毒作刚。 ,
表2单一甲胺磷对秋茄种苗萌发的(28d)毒性实验结果
TaMe2 T0x埘【yeffectofMethaIIlidoph惦呻Kand出a∞ndel
g!塑!!型i婴
吁I胺磷浓度 株数 露芽Ge丌Ilination
TreatⅡ1enlAmountsof 株数Amountsof 百分数
(mg,L) pI蛐ts(n)geminatedpl柏ts(n)percentage(%)
0 25 25 100
100 25 25 100
200 25 25。 100
300 25 25 100
表3为镉一甲胺磷混合物对秋茄胚轴萌芽的毒性
试验结果,其中甲胺磷浓度均为100mg·L-‘。从表3
表3褥甲胺磷混合物对秋茄种苗萌发的(28d)毒性实验结果
nble3 1bxicitye圩鳅0fcadIIIium-Memanlidopb惦
型!地竺磐墅!型堕望型堕罂!堂塑女!!
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1hatⅡ忙n“m∥L)株数
⋯科⋯“⋯“
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万方数据
生态科学 22卷
可以看出,当cd处理浓度为O~32mg·L.1时,秋茄
种苗的萌发不受抑制,此浓度区间显然小于表l的0~
100mg·L_1,表明虽然loomg·L.‘的甲胺磷对秋茄
胚轴萌芽无明显的致毒作用(见表3的对照组和表2),
但100mg·L-1的甲胺磷能与镉发生协同效应,加强
镉对秋茄的毒性效应。
3.2秋茄幼苗对培养液中镉的吸收积累
采用单一镉培养液处理28d后,秋茄幼苗各器官
镉含量见表4。从表4可以看出,植物体各器官镉积
累量随着处理浓度的增加而增加,但不同器官对镉的
积累量是不同的,其中根镉含量不仅明显人于各器官
镉含量(根>胚轴>茎>叶),而且均比基质浓度高u.2
(202.462÷18)一18.7(104.966二5.6)倍,表现出显
著的富集效应。这种高富集效应可能是由于红树植物
根部富含丹宁、硫化物等.能与重金属镉离子结合为
难溶的物质或络台物.从而使镉离子被积累丁根部而
不易转移lM”。
表4秋茄幼苗对单一镉的吸收积累鲎I兰蠡
O 0.189 0.286 0.52l l-688
56 0.681 1.414 2.960 104.966
10 1.022 1 638 3.442 142,982
18 1.36l 2.柏5 4.916 202.462
32 2.416 3.798 16168 38^583
表5秋茄幼苗对镉.甲胺磷混合物中镐的吸收积累
ThMe5 AdsorDt岫nofCadmiumnCadIIljum-Metl-毫nIi-
dm,ll惦蚰xtur鼯byKaIIdd.a∞IIdd
混合物浓度 植物备组分镉音量
!堕型堕塑!地型婪. £璺!旦!!塑!!!!璺!堕璺!f世盥2
镉甲胺磷l当s纛H嚣刚卷。
0 100 0.1090.256 O.49l l 72l
5.6 100 0.790 1.432 2.789 99.114
10 100 O.976 1.754 4.120 156.282
18 100 1 551 2.809 7.063 225.489
32 100 2.409 4.032 14.358 404.858
采用含镉.甲胺磷混合物的培养液处理后的秋茄幼
苗各器官镉含量见表5。比较表4和表5可以看出,秋
茄幼苗各器官对镉.甲胺磷混台物年镉的吸收积累与单
一锅的吸收积累变化不大,表明100mg·L.1甲胺磷的
存在并不影响秋茄对镉的积累,但比较表I与表3可
知.100mg·L_1甲胺磷的存在却加强了镉对秋茄的毒
性作用。这可能是由于镉对秋茄幼苗的膜脂过氧化作
用。前人的研究表明””J,随着cd浓度的增大,植物
(包括桑Ⅱ1‘,红树植物桐花树等)叶片膜脂过氧化作
用增强,cd金属对植物叶片细胞膜的结构功能有~定
的破坏作用。因此,本文推测,镉对秋茄胚轴可能存
在着膜脂过氧化作用,这种作用改变秋茄细胞膜的通
透性和流动性,从而使甲胺磷易于从水体向秋茄幼苗
转移而产生毒性作用,加强了镉对秋茄的毒性效应。
目前一般采用生物量下降25%时,植物体内镉含
量值米确定红树植物的“耐受临界浓度”,表征红树植
物对环境中重金属的吸收积累和净化作J{j程度pJ。但我
们的研究发现,虽然某些污染物的存在并不影响秋茄
对镉的积累.但它却可能加强了镉对秋茄的毒性作用,
随着污染物的不断累积最终也将导致植株死亡或发育
不正常。因此从保护和发展红树林的角度.在确定红
树植物对镉“耐受临界浓度”时,其它化合物的存在
及其与镉对红树植物的联合毒性作用是不容忽视。
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万方数据
秋茄对镉-甲胺磷混合物的吸收积累及致毒作用
作者: 林志芬, 钟萍, 殷克东, 杜建伟
作者单位: 林志芬,殷克东,杜建伟(中国科学院南海海洋研究所,中科院热带海洋环境动力学实验室,广
州,510301), 钟萍(暨南大学水生生物研究所,广州,510632)
刊名: 生态科学
英文刊名: ECOLOGIC SCIENCE
年,卷(期): 2003,22(4)
被引用次数: 3次

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