柳樹根細胞壁鎘吸附及根系鎘吸收動力學研究.pdf

1、柳樹（salix spp.）生物量大，抗逆性強，是一種重要的多用途造林樹種，可以有效吸收和積累污染水體和土壤中的重金屬。本論文選用蘇柳172（Salixjiangsuensis'J172'），旱柳（Salix matsudana），微山湖（Salix integra'Weishanhu'），一支筆（Salix integra'Yizhibi'）來評估柳樹在水培條件下對鎘的吸收潛力及相關吸收機制。
　　 研究結果表明，在短時間內(nèi)(

2、5-90min)，柳樹根系對鎘的積累線性增加，在長時間段(2-72h)，柳樹根系對鎘的鎘積累非線性的持續(xù)增加，但會出現(xiàn)一個吸收速率減慢的階段。柳樹根對鎘的吸收隨著吸收液中鎘濃度的升高而升高，用修正后的Michaelis-Menten方程描述柳樹根對鎘吸收濃度動力學，方程可以分解為線性部分和飽和部分，飽和部分符合Michaelis-Menten方程，表明鎘吸收通過載體運輸方式穿過細胞膜。柳樹對鎘的吸收能力可以用Vmax/Km值表示，順序為

3、:旱柳＞微山湖≈一支筆＞蘇柳172。經(jīng)過一周的培養(yǎng)吸收，鎘在柳樹不同部位的積累量大體為根＞莖＞葉。
　　 微量元素Zn和Cu對柳樹鎘吸收有抑制作用，抑制作用可能是因為鎘與各離子競爭吸收運輸通道引起;一支筆和蘇柳172對鎘的吸收很可能是通過Zn和Cu轉運通道，也需要根細胞膜上的Ca離子載體和通道的調(diào)控參與;微量元素Mg、Mn、Fe(Ⅱ)對柳樹的鎘吸收影響不顯著。有機酸對柳樹根的鎘吸收的影響比較復雜，柳樹分泌的有機酸種類，分泌機制及

4、其在植物體內(nèi)代謝都會對其鎘吸收產(chǎn)生影響，柳樹品種不同，有機酸種類不同，有機酸對鎘吸收的作用也就不同。低溫和代謝抑制劑可以通過影響根系鎘的主動運輸來影響柳樹對鎘的吸收積累。
　　 蘇柳（Salix jiangsuensis'J172'）根(R)，根細胞壁(RCW)及其組分(RCW1，RCW2，RCW3)對鎘的吸附試驗結果表明:五種吸附材料都在40-60min內(nèi)達到吸附平衡;各吸附材料的吸附能力按下述順序遞減:RCW3＞RCW2＞R

5、＞RCW1＞ RCW;吸附動力學分析表明擬二級方程可以很好地描述柳樹根材料的鎘吸附(R＞0.99)，孔內(nèi)擴散進程不是唯一的限速步驟;RCW2和RCW3的吸附過程可以用Langmuir模型擬合(R＞0.91)，RCW3在10，20，30℃最大鎘吸附能力(qm)分別為5.77，6.86和8.74mg/g，RCW2為1.82，3.61和5.16 mg/g.所有吸附材料的吸附平衡數(shù)據(jù)都可以用Freundlich模型很好的描述(R＞0.97)，F(xiàn)