1. 研究目的与意义及国内外研究现状

南京城西南长江之中，为冲积沙洲，属于亚热带湿润气候，水域面积大，水生植物资源丰富包括多种挺水植物、浮水植物和沉水植物。但近年来随着人口增长与工农业的进程，南京地段水体重金属污染问题日益突出。水体中重金属随食物链的传递已危及水产品生产和人类健康饮食。普通的水体治理手段如化学措施、物理措施易造成二次污染。植物修复能有效地避免这一问题，在处理水体重金属污染方面有着重要的意义。

为了筛选及验证能够有效富集重金属的水生植物，本研究在该地区调查了三个不同的污染水域，采样并记录样方中所有水生植物，通过化学分析计算出各水生植物的富集系数。筛选出富集系数最大的两种优势或次优势植物，并研究不同重金属浓度对其不同部位下的生长抑制率。以上的结果在我们利用水生植物处理不同情况下的水体重金属污染方面有着实际意义。

国内外研究现状

祝爱民等对白马湖湖区的水生植物进行了cu、zn、pb、cr和cd等重金属元素的污染调查与监测分析。结果表明：不同水生植物对各种重金属元素的吸收富集状况具有相对一致性，即 zn＞cu＞cr＞pb＞cd。水生植物对各种重金属元素的平均富集系数大小顺序为：cd ＞cu＞zn＞cr＞pb，这与各元素迁移性强弱的顺序也是相一致的，cd、cu、zn等各元素较易为植物所吸收，而pb的移动性较差。研究表明：可以从中筛选出具有高富集作用的植物，作为修复水体或土壤重金属污染的实验植物，为植物修复作用的研究提供参考。

代军等对采集的土壤和水生植物样品中的cu、zn、pb等重金属含量进行了测定，并分别进行了分析。研究发现对cu和pb而言，芦苇和丝茅草都表现为根茎叶，其迁移系数均小于1；对zn而言，芦苇和丝茅草都表现为叶茎根，其迁移系数均远大于1。这说明植物的不同部位对重金属的富集作用不同，不同重金属在植物体内的迁移能力。芦苇和丝茅草对重金属的富集能力较强，且具备了锌超富集植物的基本特征。

2. 研究的基本内容

先调查采样，分别在三个不同的污染水域设置采样区，采样后对样品进行水生植物多样性分析。

之后进行植物样品预处理，各元素分别在原子吸收分光光度计(安装镉、铅空心阴极灯)上测定吸光度，计算出各优势植物及次优势植物的富集系数。

筛选出对cd和pb富集系数最大的两种水生植物进行室内验证。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

1. 实验方案

   （1）筛选阶段：2016年3月中旬采用样方法，在农田附近的水塘、农户门前的小河和渡口附近分别设采样区，计算样地中的水生植物丰富度、多样性指数。参照代军等的方法，对植物样品进行预处理，通过原子吸收分光光度法分析植物根部及地上部重金属含量。采样地点与江心洲的水域相通，故采用江心洲流域中的重金属分数作为背景值来估算这几种水生植物的富集系数，用原子吸收分光光度计测定重金属的含量。计算富集系数，已筛选出对cd和pb富集系数最大的两种水生植物芦蒿和黄花水龙。

   （2）验证阶段：芦蒿和黄花水龙样品均采自南京江心洲。2016年4月初将采回的植株幼苗或茎置于营养液中培养，待长势良好，选取植株大小一致的两种水生植物作为实验对象，称量与样品植株大小一致的两种水生植物根、茎、叶鲜重。将实验样品置于含不同cd浓度或者不同pb浓度的同种营养液中处理16天后取样。再称取此时植物样品的根、茎、叶鲜重。同样参照代军等的方法，对各组植物样品进行预处理，再通过原子吸收分光光度法分析植物根、茎、叶的cd和pb含量。

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   4. 参考文献

   1. 《生态学报》 《water research》 《环境科学》 《Aquatic botany》
   2. 祝爱民,金焰. 白马湖水生植物体内重金属调查[J]. 仪器仪表与分析监测,2013(1):32-34.
   3. 代军,陶春元,孙剑奇. 鄱阳湖水生植物对重金属铜、铅、锌的富集作用研究[J]. 九江学院学报(自然科学版) ,2010(4):5-8.
   4. 陆萍. 几种植物对含Mn生活污水的净化效果及其优势植物的筛选研究[D]. 广西:广西大学,2007:3-9.
   5. Hose E, Clarkson D T, Steudle E, Schreiber L, Hartung W. The exodermis: a variable apoplastic barrier. Journal of Experimental Botanym, 2001, 52(365): 2245-2264.
   6. 苏玲，章永松，林咸永，等.维管植物的镉毒和耐性机制[J].植物营养与肥料学报，2000，6（1）：106-112.
   7. Bezel V. Zhuikova T V，Pozolotina V N. The structure of dandelion cenopopulations and specific features of heavy metal accumulation[J]. Russin Journal of Ecology，1998，29（5）：331-337.
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