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土壤、水体等介质普遍存在的重金属、毒性有机物及其复合污染现象是当前全球环境与人类发展的重要问题。复合污染研究已成为环境科学发展的重要方向之一和污染生态学的重要研究课题。但目前国内外缺乏对土壤-蔬菜系统中重金属-毒性有机污染物复合污染的生态效应及其作用机理的研究。为此,本论文通过植物毒性试验、土培试验和水培试验系统研究镉(Cd)与邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯(DEHP)复合污染对菜心生理生化特性的影响及污染物在土壤/营养液-菜心系统的累积效应及其作用机理,以期在理论上探明菜心吸收累积Cd与DEHP的规律,在实践中为生产真正的“无公害蔬菜”、提高我国入世后蔬菜业出口创汇能力和切实保障人体的健康安全提供科学依据。主要研究结果如下:
(1)毒性试验表明,Cd、DEHP复合污染在发芽试验初期(24h内)会抑制菜心种子的发芽;Cd与DEHP单一或复合污染会抑制根伸长和影响幼苗过氧化氢酶(CAT)活性,但一定浓度的DEHP可以缓解Cd对菜心根伸长的抑制作用。而在盆栽试验,Cd、DEHP复合污染使菜心根平均直径变大,总根长和根表面积减小,根系的活力降低,生物量不同程度地降低。但以种子发芽指数即根伸长抑制作用作为Cd与DEHP复合污染的植物毒性指标最具代表性。
(2)土培试验结果表明,Cd、DEHP复合污染下,DEHP会增加菜心茎叶和根系中Cd的含量,菜心茎叶和根系中Cd的含量与土壤中初始全Cd量、DEHP初始含量均存在极显著的正相关关系(R2分别为0.9118和0.9283),但Cd却降低菜心茎叶和根系中DEHP的含量,降低作用随土壤中添加Cd量的增加而加强,而且Cd可提高盆栽土壤中DEHP的消失率。
(3)水培试验结果表明,菜心茎叶和根系中DEHP的含量与营养液中初始全Cd量、DEHP的含量均呈显著的正相关关系(R2分别为0.6134和0.7218);菜心茎叶和根系中Cd的含量与营养液中初始全Cd量、DEHP含量存在极显著的相关关系(R2分别为0.8785和0.6858),其中与初始全Cd量是正相关关系,与DEHP初始含量是负相关关系。
(4)复合污染下菜心对Cd、DEHP的吸收累积与迁移分布特征因植物组织和污染物而异,其中根系Cd和DEHP含量均高于茎叶,对Cd的富集作用高于对DEHP,这种差异在水培试验中更明显。