大气污染中二氧化硫对植物的影响及环境应用研究进展__墨水学术,(2)
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斑,直接影响叶片的光合作用,从而抑制生长发育。长期排放二氧化硫形成的酸雨可使土壤酸化,使土壤中有机物的分解和氮的固定受到抑制,与土壤颗粒结合的钙、镁、钾等营养元素受到强化淋溶,从而使土壤贫瘠化。上述情形均会使农作物产量降低。
二氧化硫污染,植物的可见伤害首先表现在叶片上。可见症状主要表现在各种植物叶片的叶脉间的伤斑,伤斑由漂白引起失绿,逐渐呈棕色坏死。产生伤斑的叶片,首先是功能叶片。危害较重时,则其他叶片也出现伤斑。伤斑一般在气孔周围形成,形状有点状、块状及线条状等。受伤害的坏死斑叶片正反两面均可出现。
受二氧化硫危害后,水稻谷粒小、秕粒多,谷壳色泽变淡,或变漂白;白菜、菠菜、油麦菜出现灰白斑或黄白斑;韭菜、油菜、豌豆叶出现淡黄色或黄浆色斑块。
3.不同浓度下植物对SO2污染的反应
徐玉梅等学者在42种园林植物对SO2伤害的敏感性研究表明,42种园林植物对SO2剂量的反应差别较大。对于同一种树种,处理时所用的浓度越高,出现伤害的时间越早,伤害的程度也越重。对于不同树种,敏感树种在较低浓度下达到伤害阈值,而抗性品种在低剂量下出现伤害症状,但是这种伤害症状仅仅达到了临界浓度而未达到阈值浓度,即只是出现了可见伤害症状但是叶片的受害面积小于10%。如枫杨在0.1g•m-3×4h处理后,3h就表现出伤害,伤害程度为Ⅱ级。而大叶黄杨用0.5g•m-3×4h处理后20h才表现出轻微的伤害症状。
4.SO2污染的植物监测
有些植物对大气污染的反应极为敏感,在污染物达到人和动物的受害浓度之前,它们就显示出可觉察的受害症状,例如紫花苜蓿在SO2浓度达到0.3mg/L时就有明显反应。这些敏感生物的生存状况可以反映其生存介质的环境质量,用来监测环境。植物还能够将污染物或其代谢产物富集在体内,通过分析植物体的化学成分可确定其含量。同时,植物本身的不可移动性、便于管理等特征,使其成为重要的大气污染监测生物。
利用植物来指示和监测环境质量,既灵敏可靠,又简单易行。植物监测在20世纪初就引起人们的注意,几十年来,这方面的研究工作取得了较大的进展。我国从70年代初就开展监测植物的选择和利用,积累了较多经验,有的已经应用于生产实践中。大气SO2污染能够引起植物体一系列的变化,包括形态学、解剖学及生理学的变化和细胞遗传学的变异等效应。其中有些指标与污染程度具有很好的对应关系,可以作为环境监测的指标。如植物形态结构、细胞内的硫的含量、细胞内与氧化性相关的酶活性的改变等,在一定的范围内与污染程度具有线性对应关系,因此可以用来指示环境污染状况。
随着植物监测被认知,采用植物对环境化学物和环境污染物进行毒性评价的研究报告在学术刊物上日渐增多,内容包括对植物生理、生化指标的检测,对细胞形态结构、细胞功能以及细胞存活率和细胞周期的观察分析,对细胞遗传结构稳定性的影响等。
三、SO2污染对植物影响未来发展趋势
1.由宏观向微观方向发展
二氧化硫对植物影响的研究将从宏观的和表观的角度走向深层次和机理性研究。研究表明,SO2进入植物体后在细胞内首先转化为HSO3-和SO32-,之后SO32-被氧化成SO42-,在此氧化过程中产生活性氧,如•OH、O2-和H2O2等。研究将向着更加广阔的未知微观角度进发,探究细胞、酶甚至是分子结构的机理和原理。
2.研究手段上的创新
传统的试验方法一般是比较简单的。例如在密闭的广口瓶中通过燃烧硫份来观察其中叶片颜色或状态的变化。随着科学技术手段的提高,目前对植物影响研究这一块有了更新的技术,能够客观真实的反应植物在受到二氧化硫污染影响的各项生理指标。其中有叶绿素荧光参数Fv/Fm(光系统Ⅱ最大光化学效率)和∅psⅡ(通过光系统II线