摘要
汞(Mercury,Hg)是人体的非必需元素，具有很强的神经毒性和致畸性，已被美国环保署列为优先控制污染物之一。20世纪50年代的日本“水俣病”事件和70年代的“伊拉克种子事件”就是由于汞污染所造成的。汞也是我国《重金属污染综合防治“十二五”规划》重点控制的五类污染物之一，汞污染产生的危害倍受全球关注。 中国汞资源十分丰富，汞矿开采和工业生产等过程中均会产生不同的汞污染物，在大气沉降和地表径流等作用下导致土壤汞污染问题突出，对生物体构成潜在危害，汞污染土壤的治理迫在眉睫。植物修复技术具有绿色环保和经济低廉等特点，在重金属污染土壤治理领域倍受青睐。最近研究发现，典型汞矿区废弃地生长的蜈蚣草(Pteris vittata L.)对汞具有较强的耐性与富集能力，这为汞污染土壤的修复提供了新的视野，而深入探究蜈蚣草的富汞机制是其今后用于修复土壤的重要前提。 因此，本论文以蜈蚣草为研究对象，通过室内土壤盆栽模拟实验，从相同浓度不同种类汞(HgI2、HgCl2、HgS、Hg(NO3)2)处理和不同浓度HgCl2(0、1、10、100、500mg·kg-1)胁迫两个角度，探讨汞胁迫下蜈蚣草对汞的累积特征，从器官水平和亚细胞水平共同剖析蜈蚣草对汞的富集机制，结果如下： 1.汞胁迫下蜈蚣草体内汞的富集特征 蜈蚣草对不同种类汞的富集和转移能力差异明显。数据显示，HgCl2处理时蜈蚣草对汞的耐受性更强，且蜈蚣草地上部分总汞(THg)含量最高，地上部分汞富集能力最强(除空白CK)；HgI2处理组蜈蚣草地下部分THg含量最高，地下部分富集能力最强；HgS处理组蜈蚣草对汞的转移能力最强。 不同浓度汞胁迫下，随着土壤汞浓度的增加，蜈蚣草地上、地下部分THg含量均逐渐升高，除CK外，蜈蚣草地上部分富集能力和转移能力逐渐降低，地下部分富集能力逐渐增加，表明蜈蚣草在汞浓度较低时有较强汞地上部分富集能力及转移能力，在高汞条件下有较强地下部分富集能力。 2.蜈蚣草对土壤汞形态的影响 在不同种类汞处理时，HgCl2处理组蜈蚣草对土壤THg减少量最大。此外，种植蜈蚣草可以降低土壤中生物有效态汞含量，其中HgCl2处理组减少量最大，为100.22mg，表明在该条件下蜈蚣草更易吸收土壤中生物有效态汞。HgCl2、HgS和Hg(NO3)2处理组土壤残渣态汞含量占比有所上升，一定程度上可以降低土壤汞污染风险。 在不同浓度汞胁迫下，蜈蚣草对土壤THg绝对减少量随着土壤汞浓度增加逐渐增加，表明在高汞条件下，蜈蚣草对THg有较大的去除效果。当HgCl2含量为10mg·kg-1时，蜈蚣草对土壤生物有效态汞减少量和残渣态汞增加量均最大，说明在该条件下蜈蚣草对土壤中生物有效态汞利用程度和残渣态汞转化量均最大，最有利于降低土壤汞污染风险。 3.蜈蚣草体内亚细胞分布 两组对照实验中，蜈蚣草地上、地下部分亚细胞THg含量均表现为：细胞壁＞细胞液＞细胞器。不同种类汞处理时，各处理组蜈蚣草地上部分亚细胞含量差别不大，其中，地下部分HgI2、HgCl2和Hg(NO3)2处理组细胞液中THg含量占比相对较高；不同浓度汞处理下，随着土壤汞浓度增加，蜈蚣草各亚细胞THg含量大致呈现细胞液逐渐增加，细胞壁逐渐减少趋势。
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