修復環境重金屬污染新策略獲揭示

近日，四川農業大學風景園林學院余小芳團隊在《生態毒理學與環境安全》（Ecotoxicology and Environmental Safety）發表研究論文，揭示鎘和鋅相互作用可對黃菖蒲生理生化和富集特性產生影響。

鎘和鋅的復合污染在自然界很常見，會通過污染水源和食物威脅人類健康。

黃菖蒲是一種多金屬富集的多年生觀賞植物，有望作為環境修復的理想材料。但目前，鎘和鋅的復合污染對黃菖蒲在自然環境中的生長發育影響機制，以及黃菖蒲多金屬富集特性在修復環境重金屬污染的效能和潛力評估還鮮有報道。

余小芳團隊對鎘和鋅單一脅迫與復合脅迫對黃菖蒲生長發育的影響以及重金屬富集的情況進行了深入分析。團隊研究發現，在鎘（160 μM）和鋅（800 μM）脅迫下，黃菖蒲的生長會受到明顯抑制，并同時抑制其對環境中其他礦物元素的吸收。與單一鎘處理相比，鎘+鋅200（160μM + 200 μM）可使地上部組織中丙二醛、過氧化氫和非蛋白質硫醇的含量不同程度降低。與單鎘處理相比，鎘+鋅復合處理可降低地上部組織中的鎘含量以及亞細胞成分中的鎘含量，并減少了水提取態和乙醇提取態的鎘含量和比例。

圖片來源：四川農業大學

此外，施鋅使鎘脅迫下黃菖蒲的光合作用受到不同程度的影響，如葉綠素含量、碳酸酐酶（CA）活性、氣孔導度（Ci）、實際光化學效率（YII）以及電子傳遞速率（ETR）等。

這些結果表明，鋅的少量協同供應可通過促進抗氧化物質和重金屬螯合劑來減少鎘在地上組織中的積累，從而保護植物光合系統。鋅的協同還降低了鎘的流動性和生物利用率，從而減輕了鎘對黃菖蒲的毒性。該研究為城市濕地和受污染的河流與湖泊中依托觀賞植物施用低濃度的鋅，有望減少植物中的鎘積累，這為利用觀賞植物實施環境修復提供了新策略。

該研究得到了國家自然科學基金、四川省自然科學基金以及2023年大學生創新培訓項目資助。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2024.116275