槐叶苹,治理水体污染

槐叶苹(Salvinia natans)来自于槐叶苹科,槐叶苹属。是个在中国植物志上单科单属的植物,有许多别名,比如蜈蚣漂,草鞋蘋等都很形象。其中natans是飘浮的,浮游的意思。

看见植物的第一想法是,可不可以做成药。文献上少有对他药效的研究,所以我们看资源志吧,全草苦,平。清热解毒,消肿止痛。用于瘀血积痛,痈肿疗毒,烧、烫伤。

如果要做研究的话,可以在烧烫伤这里入手了。感觉槐叶苹的这个功效到可以让他成为家庭必备植物呢,而且也常见,去池塘里捞一些应该就可以繁殖了。

而文献上的研究则多在他对环境问题的处理上,我们先看第一个有研究表明,利用水生植物治理富营养化湖泊、河流不仅能起到净化水的作用。

还能改善生态环境,促进退化水生态系统的恢复,并且具有低投资、低能耗的特点,近年来已成为环境领域的研究热点之一。从这个角度看,我们资源专业和环保专业息息相关啊。

槐叶苹是一种水生蕨类草本植物,原产于热带及亚热带.分布于池塘、水田地区.槐叶苹为中性植物,喜生在温暖、无污染的静水域中,具有生长速度快、覆盖面广、易于打捞的特点。

它能够将氮、磷等营养物质从水体中彻底去除,对于净化污染水体有很高的应用潜能,研究发现槐叶苹对水体中TN和TP有吸收能力,可以解决水体的富营养化问题。

研究显示槐叶苹在两种富营养化水中都能正常生长,生物量的增长在轻度富营养化水中高于在重度富营养化水中。

槐叶苹在两种富营养化水中都能吸收氮、磷元素,达到净化水体的作用,但对轻度富营养化水体的净化效果远高于对重度富营养化水体的净化效果。

可见植物对氮磷的吸收量是有一定范围的,超过这一范围后,就会抑制植物的生长,使植物对营养成分吸收急剧下降,最后甚至加速水质的恶化.因此要控制好植物修复水体的氮磷浓度,否则将达不到期望的效果。

不同生物量的槐叶苹对水体的净化效果没有显著性差异.由于生长空间和营养盐含量的限制,使得植物的生长受到抑制,对氮、磷的吸收也不明显。

因此对于不同的富营养化水体,植物的初始投放量应适当,并且还要定期对其进行打捞,否则不能达到最佳的净化效果。

然后还有一篇,也是关于治理污染的,不过是另外一种污染。

近年来,在人为活动的影响下,大量氮、磷等生物所需要的营养物质被带入水域中,使全球水体富营养化越来越严重。

尤其是中国,约75%的淡水湖泊处于不同程度富营养状态。水体富营养化易于大量有害藻类的泛滥,致使蓝藻水华爆发。

铜绿微囊藻是蓝藻水华中的一种优势种属,可分泌出致命性的藻毒素,并凭借水体这一媒介危害野生动植物以及人类的健康。

目前,水生植物生物抑藻研究已成为世界水华治理的热点,也已取得了一些成效,如:金鱼藻伊乐藻、穗花狐尾藻、浮萍、香蒲、黑藻、凤眼莲等均可通过化感作用抑制有害藻类的生长。

且部分植物所分泌的化感物质也已被分离鉴定。通过大量调查和筛选,发现浮水植物槐叶苹生长快速,可最大限度地抢占阳光等资源,能够有效去除废水中的铜、镍、铬、镉、镍、汞、氮和磷。实验证实槐叶苹对富营养盐胁迫具有极强的耐受性。

细胞膜是生物体抵御外界环境胁迫的第一道保护屏障,它的完整性是反映藻细胞健康状况的一个良好指标。氧自由基能够攻击细胞膜上的脂肪酸,产生过氧化物,破坏细胞膜结构和功能,其含量越高,细胞受损程度越严重。

当细胞膜受外界因素侵袭时,可能会诱导胞内氧自由基增多,引发细胞膜脂质过氧化,使细胞膜通透性增大,电导率升高,胞内核酸、蛋白等物质发生外渗或细胞破裂。

槐叶苹养殖水对铜绿微囊藻具有极强的抑制作用,这与重金属铅对铜绿微囊藻的影响强度与铅浓度呈正相关相类似。

槐叶苹养殖水中至少含有一种化感物质能够刺激铜绿微囊藻产生大量氧自由基,而过量的氧自由基致使藻细胞膜发生了过氧化反应,造成藻细胞受损、破裂,通透性变大,胞内的小分子物质发生外渗,胞内核酸和蛋白被释放出来。

这与斜生栅藻和铜绿微囊藻受到金属铅胁迫后引发的脂质过氧化连锁反应相符。随着作用时间的延长,藻细胞受损程度也越来越严重,藻液中核酸和蛋白含量也随之逐渐增多,电导率越来越大。

这同时也解释了为什么藻液中氧自由基、核酸、蛋白质含量会升高,电导率会变大?这一现象。

生物体保护系统除了其自身细胞膜之外,胞内还存在着一套完善的耐环境因子胁迫的抗氧化酶保护体系,以避免藻细胞因外界因素诱导产生应激反应所带来的伤害。

如SOD能够清除细胞内的自由基,是生物体保护组织免受伤害的关键酶之一。而MDA作为细胞脂质过氧化的主要产物,可交联磷脂及蛋白,它的多少是反映生物体受胁迫后的损伤程度,尤其是细胞膜结构的破坏程度。

随着时间的推移和养殖水浓度的增大,藻细胞中SOD酶活性先迅速上升又急剧下降,而藻液中的MDA含量却累积越来越多,这与黄菌蒲和窄叶香蒲所释放的化感物质对铜绿微囊藻SOD酶和MDA含量影响很相似,却又不完全相同。

也许是因为槐叶苹养殖水中存在的化感物质能够使铜绿微囊藻细胞受到胁迫,激活了SOD酶,促使其活性先迅速升高,以清除藻细胞中大量形成的氧自由基。

然而,槐叶苹养殖水中的抑藻物质作用非常剧烈,藻细胞中SOD酶不能抵御,反而造成藻细胞损伤严重,死亡率剧增。因此,才会出现SOD活性急速下降,MDA含量越来越多的现象,同时,MDA含量的增加又进一步加剧了这种恶性循环。

结合以上实验数据可推断:槐叶苹在生长过程中可能会向水体释放一种或者几种化感物质,该化感物质可诱导铜绿微囊藻产生大量氧自由基,通过脂质过氧化反应破坏藻细胞膜结构,使胞内物质如:核酸、蛋白质等物质发生渗漏,电导率变大,细胞破裂死亡。

在化感物质攻击藻细胞过程中,细胞自身的保护酶SOD活性迅速升高,以抵御氧自由基造成的应激反应。然而,当这种损伤强度超越SOD酶的防御能力时,大量细胞受损严重死亡,SOD活性也急剧降低。此外,MDA也从始至终随着过氧化反应的进行越积越多,并进一步加剧了对藻细胞的损伤。

嗯,关于槐叶苹我们先学习到这里。如果按照科技苑的套路,就是某污水处理厂用槐叶苹处理富营养化的水体,然后用槐叶苹开发成治疗烧伤烫伤的药。

参考文献:

(1)槐叶萍对富营养化水体净化效果的研究 于曦,刘祥君,石福臣(1天津师范大学化学与生命科学学院天津300742.南开大学天津300071)

(2)槐叶萍养殖水对铜绿微囊藻的抑制效应 张胜娟 夏文彤 杨晓辉 张庭廷 安徽师范大学生命科学院生物环境与生态安全  安徽省高校重点实验室,芜湖241000

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