全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 23(1)：69— 72 2003 年 1月
Pb、Cd单一及复合污染对弯叶灰藓
某些生理特性的影响
魏海英，方炎 明，尹增芳
(南京林业大学 ，南京 210037)
摘 要 ：主要研究 了 Pb、Cd单一及复合污染对弯叶灰藓外部形态及总叶绿素含量 的影响 ，结果表 明：不同浓
度的 Pb、Cd对弯叶灰藓造成不同程度的伤害，随着 Pb、Cd胁迫浓度的增加 ，弯叶灰藓表现出逐渐严重的伤害
症状，总叶绿素的含量也随之下降，并且复合污染效应明显大于单一污染效应 。
关键词 ：Pb、Cd；单一及复合污染 ；弯叶灰藓 ；叶绿素
中图分类号 ：Q945 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—3142(2003)01—0069—04
Effects of Pb，Cd single and j oint pollution
0n s0me physiological characters
of H ypnum revolutum
W EI Hai—ying，FANG Yan—ming，YIN Zeng—fang
(College of Forest Resource and Environmental Science，Nanjing Forestry University，Nanjing 210037，China)
Abstract：This paper mainly dealt with effects of Pb，Cd polution on morphology and chlorophyll content of
this moss，Hypnum revolutum． The results showed that various heavy—metal concentrations had different
effects on the species．W ith increasing of stress concentrations of Pb，Cd，the impact to the plant became more
and more serious．So was the loss of chlorophyll contents．Moreover，the plant，when exposed to joint polu—
tion，suffers much more harmful hurt than the case of single pollution．
Key words：Pb，Cd；single and joint pollution；Hypnum revolutum；chlorophyll
目前，人们对 Pb、Cd单一及复合污染对一些植
物体的影响已经作了初步的研究(1~5]，而现有的研
究中受 试植 物均 为种 子 植物 如 小 白菜[3，5]、玉
米[ ， 、菹草[4)等，研究内容主要集 中在受试植物
的外表伤害症状及一些生理指标 (如叶绿素[4]、抗
坏血酸[ 、酶活性[1，2，43等)的变化，而并未指出重
金属 污 染 对 植 物 的 伤 害 浓 度 。我 们 在 前 面 的 文
献[6]中对苔藓作为指示植物来监测大气重金属污
染的客观性及其优点已经作了详尽的报道。到目前
为止，用苔藓植物来监测大气重金属污染的报道前
面陆续有过几篇[ ～ ，但都是通过生态学途径，生
态调查来实现的，本文以苔藓植物为材料，将苔藓植
物累积的 Pb、Cd量与其生理指标、外表伤害症状结
合起来，旨在说明苔藓植物监测大气重金属污染的
客观合理性及其环境毒理。
1 材料和方法
1．1实验材料
弯叶灰藓(Hypnum revoluturn)采 自浙江北部
收稿 日期 ：2001—10—19； 修 订 日期 ：2002—01一儿
基金项目：国家 自然科学基金资助项 目(30070155)；教育部留学回国人员科研基金。
作者简介：魏海英(1976一)，女 ，山西汾阳人，硕士，从事树木附生苔藓监测大气重金属污染机理研究。
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70 广 西 植 物 23卷
安吉龙王山自然保护区，该保护区地处天 目山中段，
植物资源丰富，空气洁净，大气未受到污染。材料采
集后用自来水洗净再用去离子水冲洗，然后在去离
子水中培养 3 d，待所有培养处理生长正常且生长状
况基本相同时，用不同浓度的醋酸铅、氯化镉培养，
使培养 液 中 Pb(以纯 Pb计 )浓 度 为 10、100、200
mg／L和 Cd(以纯 Cd计 )浓度 为 0．1、1．0、10、100
mg／L。单一和复合处理共 2O个(含 1个对照)组合
(表 1)。处理 15 d后用 吸水纸吸干 ，测定叶绿素含
量，部分烘干测定 Pb、Cd、K、Ca的含量。
1．2实验方法
1．2．1叶绿素含量的测定c103 准确称取新鲜苔藓
植物样品0．2 g，加入 1：1丙酮、乙醇混合液 2O mL
于 17。C下过夜提取，用分光光度法测定，单位：
mg／g。
1．2．2 Pb、Cd含量的测定[11] 准确称取烘干粉碎
样品 0．5 g加入硝酸、高氯酸(体积比 5；1)混合酸
1O mL于 120。C低温消煮 12 h，再在 250。C高温下
消煮，直至白烟冒尽溶液清澈透明，将消煮液定容于
25 mL容量瓶待用，稀释至一定浓度用原子光谱吸
收法测定 。
1．3统计分析方法
相关性分析、方差分析等。
表 1 Pb、Cd处理试验设计
Table 1 Experimental design of Pb。Cd treatments
2 结果与讨论
2．1弯叶灰藓中Pb、Cd的累积量
由表 2、3可以看出，弯叶灰藓对 Pb、Cd具有很
强的累积能力，无论是单一处理还是复合处理随着
培养浓度的增加，Pb、Cd的累积量也逐渐增加。在
复合处理中我们可以看到，从低浓度到高浓度，Pb
的累积量先是直线上升，然后趋于平缓，呈现出饱和
趋势 ；而 Cd的 累积 量则 随着胁迫 浓度 的增 加不断
增加，由此可以看出弯叶灰藓对 Cd的累积能力高
于 Pb。同时可以看到当 10 mg／L的 Pb加入不同
浓度 的 Cd处理 中时 ，Pb、Cd的 累积量 (除 *Cd 1O
mg／L)都显著地低于其它复合污染处理(表 2、3)，
Cd的累积量甚至低于其单一处理(表 3)，表明两者
在此浓度下为拮抗作用，而其它混合浓度则都表现
为协同作用，特别是在高浓度时，弯叶灰藓中镉的累
积量高达 27．48 mg／g。
表 2 弯叶灰藓中 Pb的累积量
Table 2 The accumulation of Pb
in H．revolutum (mg／L)
2．2 Pb、Cd单一污染和复合污染对弯叶灰藓外表伤
害症状的影响
Pb、Cd对植物体的伤害与培养液中 Pb、Cd的
浓度有关(表 4)。用不 同浓度的 Pb、Cd培养 7 d
后，植物外表伤害症状不明显，随着时间的延长逐渐
表现出不同程度的伤害症状，培养 15 d后观察发
现 ：对照处理与 Cd 0．1 mg／L处理 目测不到伤 害症
状(正常生长)；低浓度处理仅边缘植株体失绿变黄
(轻度伤害)；随着培养浓度的增加，植物的外表伤害
症状逐渐表现出来，从部分失绿变黄(中度伤害)到
大多数失绿变黄直到所有植株体全部失绿变黄(重
度伤害)。总体来看复合污染处理的伤害效应要大
于单一污染处理的伤害效应。
表 3 弯叶灰藓中 CA的累积量
Table 3 The accumulation of Cd
in H．revolutum (mg／L)
2．3 Pb、Cd单一污染及复合污染对弯叶灰藓 叶绿素
含量的影响
叶绿素是植物进行光合作用的主要色素，其含
量的高低直接影响植物正常的光合作用甚至影响植
物正常的新陈代谢。弯叶灰藓经 Pb、Cd单一和复
合污染处理 15 d后，叶绿素含量变化如表 5所示。
2O个组合中除单一Cd 0．1 mg／L这一处理外，其它
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1期 魏海英等：Pb、Cd单一及复合污染对弯叶灰藓某些生理特性的影响 71
组合叶绿素的含量均有不同程度的降低，而且随着
处理浓度的增加 ，叶绿 素含量减少 。通过胁迫浓度
与叶绿素含量相关性分析表明：单一 Pb比单一 Cd
对叶绿素的破坏更严重，相关系数 r分别为一0．973 8
和一0．611 8，为极显著负相关。复合污染处理对叶
绿素含量的影响 大于单 一污染 处理 ，如将 Pb 200
mg／L加入不 同浓度的 Cd处理 中时，将 叶绿素含
量与单一 Cd处理时叶绿素含量作方差分析 F达
26．800 61(Fo．Ol= 13．745 19)，为差异极显 著。且
随着 Cd处理 中加入的 Pb浓度 的增加 ，叶绿素含量
变化差异极显著，对分别加入 10、100、200 mg／L Pb
叶绿素含量方差分析得出 F为 11．580 3(Fo．Ol一
10．924 85)。
HoleCS3等人认为 Cd对叶绿素直接起破坏作
表 4 Pb、Cd单一和复合污染对弯叶灰藓外表伤害症状的影响
Table 4 Effect of Pb，Cd single and joint polution on the morphology of H．revolutum
表 5 Pb、Cd单一及复合污染对弯叶灰藓叶绿素含量的影响
Table 5 Effect of Pb，Cd single and joint pollution on the chlorophyll contents(mg／L·FW)
用，从而引起叶绿素含量降低。Stobart A K[123等
人认为叶绿素含量降低的原因是重金属抑制原叶绿
素酸酯还原酶(protochlophylide reductase)和影响
了氨基-7-酮戊酸(aminolaevulinicacid)的合成，而这
两个酶对于叶绿素的合成是必需的，所以导致叶绿
素含量的降低。我们认为重金属进入植物体后，破
坏了细胞的膜结构，固然叶绿体的结构也被破坏，从
而导致叶绿素含量的降低。
3 结 论
(1)从表 2、3中我们可以看出弯叶灰藓对 Pb、
Cd具有很强的累积能力和忍耐能力，可以大量地吸
收大气中的 Pb、Cd，而且当其吸收的 Pb、Cd达到一
定的浓度时弯叶灰藓便表现出一些伤害症状，起到
一 定的指示作用，所以弯叶灰藓可以作为一种环境
大气重金属污染的指示植物。
(2)大气中的重金属污染物往往是多种重金属
元素的混合物而不可能是单一的某种重金属元素，
从上述的分析中可以看出在大多数污染浓度下 Pb、
Cd都表现为协同作用，这就有利于苔藓植物对重金
属污染物的吸收累积 ，有效地起 到了净化空气的作
用 。
(3)Pb、Cd单一及复合污染不同程度地减少了
弯叶灰藓的叶绿素含量，而复合污染的破坏作用明
显大于相应的单一污染，显示出协同效应的趋势。
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