铜污染是重金属污染的重要方面,是由铜和它的化合物造成。一方面,主要的污染源有机械制造及钢铁的生产、金属加工及铜矿的开采和冶炼等。开采铜矿时会产生废弃、碎石等,这些附生品会占用大量土地资源,对周边环境造成恶劣影响。另一方面,随着工业时代的飞速发展,铜制品的运用与日俱增,随之而来会生成更多污染物,对环境的影响也越来越严重。而且,一些化肥和有机肥中含有铜化合物,过量使用会导致土壤和水体含铜量超标,毒害植物和微生物的正常生长和繁殖。
植物的正常生长离不开铜,铜在生物体内一般以Cu2+或铜蛋白的形式存在,铜是叶绿素的组成部分,所以植物叶片中铜的含量最高,它参与光合作用的电子传递过程。植物叶片叶绿素含量下降,呈现出叶绿萎病等症状时说明铜含量不足。铜可以增加植物生殖器官中的碳水化合物含量,也可促进植物生长,因此铜缺乏将通过抑制植物生殖器官的生长发育,导致不能正常结实,如小麦不长穗等。
土壤中缺乏铜元素的时候,也会给植物带来不良影响,将造成植物无效分蘖,产量下降,质量也会随之下降。植物叶片中,铜元素的正常含量为5~30mg/kg,低于5mg/kg就会引起缺铜症状,高于30mg/kg将出现中毒现象。根系是植物和土壤接触的开始,铜的过量吸收,首先导致植物根的生长抑制,植物根部生长量减少,而且铜含量过高会阻碍植物根系吸收其他元素,最终对植物的生理和形态造成损害。
铜含量过高,植物生长将受到抑制,不同程度的表现为发芽率下降,叶片叶绿素含量下降,从而降低光合作用效率,减少植物有机物的生产积累,对植物自身产生影响。土壤水体中过量的铜元素会导致植物体内的抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性增加。植物通过增加抗氧化酶活性来应对铜胁迫,降低自身体内氧化物和过氧化物的含量。
1。3 水生植物
水生植物(aquaticplant)是指可以在水中生长的植物,广义上是指沼生、沉水或漂浮的植物。水生植物四周都是水,因此不需要厚厚的表皮,避免水分的散失,所以表皮极薄,可直接从水中吸收水分和养分。水生植物大多根系发达、茎杆强韧,都具有发达的通气组织。有些水生植物的根,功能不在吸收水分和养分,主要是作为固定之用。水生植物的叶子可形成为丝状(如金鱼藻),柔软而透明,与水的接触面积大幅增加,这使得叶子在进行光合作用时,能最大限度地得到水里的光照和吸收水里溶解得很少的二氧化碳。荷花、睡莲、菖蒲等就是典型的水生植物[2]。
1。3。1 水生植物的分类
水生植物分为四种类型,其特性以及具体范例如下表:
表1。3。1常见水生植物生活型分类
生活型 特点 常见植物
挺水植物 植株高大,上部挺出水面,根或地茎生长于泥中 芦苇、菖蒲、鸢尾
浮叶植物 植株或叶片漂浮于水面上,根或地茎生长于泥中 睡莲、王莲,芡实
漂浮植物 植株货茎叶漂浮于水面,根系悬于水生长于水中 凤眼莲、大薸、萍类
沉水植物 全部植株货茎叶浸没在水下,根系扎根在泥土中 黑藻、金鱼藻、苦草
1。3。2 水生植物功能
(1)保护生物多样性:水生植物群落能提供食物和住所给水禽、昆虫和其他野生动物、微生物。水生植物、动物,水环境之间这样的互动,使水体变得有活力,从而保护水环境的生物多样性。