有机污染物的植物吸收与传输-中国科学院生态环境研究中心机构知识

生态系统中污染物传递通量的研究方法随着工业的发展和人口的增长，生态系统中污染物的排放量日益增加，导致生态系统的污染与破坏。

了解生态系统中污染物的传递规律和通量变化是保护生态系统的基础。

本文将介绍生态系统中污染物传递通量的研究方法。

一、生态系统中污染物的传递途径生态系统中的污染物通常存在于土壤、水体、空气、人和动物的体内等环境中。

生态系统中污染物的传递主要通过食物链的方式进行。

食物链是一个连续的层次结构，从基础生产者到终级消费者的每个层次称为营养级。

生态系统中的生物通过吃其他生物获取所需的能量，从而沿着食物链传递能量和物质，并将污染物一起传递。

在生态系统中，污染物的传递主要由以下几个因素决定：（1）生物的摄取和吸收能力生物对不同类型的污染物有不同的摄取和吸收能力。

一些生物能够摄取和吸收大量的污染物，而其他生物仅能摄取和吸收少量。

同时，生物自身的代谢和生理过程也会影响污染物在生物体内的积累和排泄。

（2）生态系统内部的相互作用异物在生态系统中的传递也受到生态系统内部相互作用的影响。

例如，天然气中的气体在土壤中可以被微生物分解，从而降解出有害的有机物。

（3）环境因素的影响水分、温度和pH值等环境因素对于异物的传递也有重要的影响。

生态系统中的环境因素越稳定，污染物的传递就会越受控制。

二、（1）同位素示踪法同位素示踪法是一种用来研究污染物在生态系统中传递的非常有用的工具。

例如，研究人造污染物在海洋生态系统中的传递和积累，可以使用同位素示踪法来跟踪这些污染物的运移和分布。

（2）污染物生物积累系数法污染物生物积累系数法是一种通过调查生态系统中不同生物体内的污染物浓度来确定其传递通量的方法。

通过这种方法，可以确定一种污染物在食物链中每个营养级中的传递率，进而研究污染物在生态系统中的传递规律。

（3）动态质量平衡法动态质量平衡法是一种可以测量生物在不同营养级中的补充和释放过程，从而确定污染物传递速率和通量的方法。

通过对污染物在不同生物之间的转化过程进行监测，可以了解生态系统中污染物的转化情况和通量变化。

环境保护技术工作原理随着全球经济的快速发展和人口的持续增长，环境污染问题日益严重，保护环境已经成为全球的重要议题。

为了解决环境问题，人们积极探索各种环境保护技术，通过科学的手段降低污染物排放、治理环境污染。

本文将介绍几种常见的环境保护技术工作原理。

一、植物营养吸收技术植物是自然界最有效的生态保护者之一，其具有吸收和生物转化能力，可以将环境中的有害物质转化为无害物质。

植物营养吸收技术利用植物吸收有害物质的特性，通过栽种适应性强的植物来治理环境污染。

这一技术可以应用于水体、土壤和大气的污染治理。

其工作原理主要包括以下几个步骤：1. 植物选择：选择适应性强、生长迅速的植物种类，如水生植物、耐盐碱的植物等。

2. 吸收有害物质：通过植物的根系吸收土壤和水体中的污染物，或通过叶片吸收大气中的污染物。

3. 生物转化：植物将吸收到的有害物质通过生物转化作用转化为无害物质。

4. 植物生长和更新：植物依靠吸收的有害物质进行生长，并定期更新植物，以达到治理环境污染的效果。

二、膜分离技术膜分离技术是一种通过膜的选择性透过性实现分离和浓缩的技术。

该技术广泛应用于水处理、气体分离和有机溶剂回收等领域。

其工作原理主要包括以下几个步骤：1. 膜的选择：根据待处理物质的特性，选择合适的膜材料，如超滤膜、反渗透膜等。

2. 膜通道：利用膜的微孔或介孔，通过对待处理物质施加压力或差异浓度，实现物质的分离。

3. 过滤和回收：将有害物质截留在膜上，让清洁的液体或气体通过膜，达到分离和回收的目的。

三、生物降解技术生物降解技术是一种利用生物体的代谢能力将有机废物分解为无害物质的技术。

该技术广泛应用于有机废物处理领域，包括生活垃圾处理、动植物残体处理等。

其工作原理主要包括以下几个步骤：1. 废物收集和分选：将待处理的有机废物收集并进行分选，去除其中的杂质。

2. 微生物分解：利用特定的微生物，将有机废物分解为简单的有机物和无害物质。

3. 细菌代谢：微生物通过自身的代谢活动将有机物进一步分解为二氧化碳、水等无害物质。

大气污染物的植物吸收及累积特征研究随着工业和交通的快速发展，大气污染问题日益严重。

大气污染物对环境和人体健康的影响已经引起了广泛关注。

在这种背景下，研究大气污染物的植物吸收及累积特征成为了重要的课题。

植物作为地球的“绿肺”，具有吸收和净化大气污染物的能力。

通过植物吸收大气污染物，不仅可以减轻大气污染对环境的影响，还可以改善空气质量，保护人体健康。

因此，研究大气污染物在植物体内的吸收和累积特征，对于制定环境保护政策和提高空气质量具有重要意义。

大气污染物主要包括颗粒物、有机污染物和气态污染物等。

植物对不同类型的污染物有不同的吸收和累积特征。

颗粒物和有机污染物主要通过附着在植物表面的方式被植物吸收。

随着颗粒物和有机污染物的沉积，植物的表面积增大，吸收量也增加。

而气态污染物则主要通过气孔进入植物体内。

植物的气孔具有选择性吸附作用，可吸收一些有害气体，例如二氧化硫和臭氧。

在研究大气污染物的植物吸收及累积特征时，科学家发现了一些有趣的现象。

例如，不同植物对同一种污染物的吸收能力存在差异。

一些植物对污染物的吸附能力较强，可以有效净化空气。

而另一些植物对污染物的吸附能力较弱，甚至对某些污染物无法吸收。

这与植物的生理和形态特征密切相关。

植物叶片的表面积和气孔密度等因素会影响植物对污染物的吸收能力。

此外，研究发现植物对污染物的累积具有一定的选择性。

一方面，植物对于某些有害物质具有较高的排斥性，会将这些物质排除出体内，从而减少对植物自身的伤害。

另一方面，植物对于某些污染物有较高的储存能力。

通过将污染物储存在根部或其他非生物部位，植物有效地减少了污染物对自身生长和发育的干扰。

这些研究结果对于土壤修复和植物修复等技术的发展具有重要意义。

通过研究植物对大气污染物的吸收和累积特征，可以选择出具有较高净化能力的植物物种，将其应用于环境修复工程中。

此外，通过提高植物对污染物的吸收和累积能力，还可以开发出更高效的植物修复技术，提高大气污染物的治理效果。

中科院城市环境研究所揭示长期有机肥施用可导致作物叶际耐药基因富集研究抗生素大规模生产和使用已经持续了70多年，拯救了无数生命，为人类传染病防治做出了重要贡献。

抗生素除应用于医疗领域外，由于其预防疾病和刺激生长，常以亚治疗剂量长期添加于饲料中，在全球范围内广泛应用于养殖业。

因抗生素大量使用或不恰当使用导致了抗生素抗性的蔓延。

抗生素抗性基因（ARGs）在全球范围内的传播对人类健康构成严重威胁。

作为一种新型污染物，ARGs已成为国际研究热点。

然而，关于有机肥施用对作物叶际微生物组中抗性基因的影响仍不清楚。

中国科学院城市环境研究所，城市微生物研究组苏建强团队采用高通量荧光定量PCR系统（HT-qPCR）和高通量测序研究了污泥和鸡粪的长期施用对玉米叶际抗性基因和微生物群落结构的影响。

研究结果表明，变形菌门（Proteobacteria），拟杆菌门（Bacteroidetes），放线菌门（Actinobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）在玉米叶际微生物中占主导地位。

污泥和鸡粪的长期施用导致了叶际微生物alpha-多样性的降低。

通过高通量定量PCR，在玉米叶际中共检测到124个ARGs，主要的ARGs有氨基糖苷类（aminoglycoside），β-内酰胺类（β-lactams），四环素类（tetracyclines），多重抗药性基因（multidrugs）。

污泥和鸡粪的长期添加显著增加了叶际中ARGs的丰度（P<0.05)，单个抗性基因的最高富集倍数达2638倍（ampC-06）。

VPA分析结合网络分析表明微生物群落结构变化是导致叶际抗性基因变化的主要因素。

本研究成果为评价有机肥长期施用导致的抗生素抗性基因污染的风险提供了理论依据。

研究成果于2018年7月22日，在线以“Long-term organic fertilization increased antibiotic resistome inphyllosphere of maize”为题发表于Science of the T otal Environment （DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.07.260）。

植物对硅的吸收转运机制研究进展植物对硅的吸收转运机制的研究近年来取得了很大的进展。

硅是一种广泛存在于自然环境中的微量元素，对植物的生长发育和逆境抗性起到了重要作用。

植物对硅的吸收和转运机制包括硅的吸附、膜载体介导的吸收和运输以及硅在植物体内的分配和积累等过程。

首先，植物对硅的吸附是通过根部的细胞壁和胞间隙进行的。

植物根部表皮细胞外层有一层叫做根毛帽的结构，根毛帽表面带有负电荷，可以吸附硅离子。

同时，细胞壁中的纤维素、木质素和半纤维素等也具有负电荷，这些负电荷对硅吸附起到了协同作用。

其次，硅的吸收和运输主要依赖于多种膜载体。

硅通过根毛帽表面的膜载体进入根细胞内部。

已经鉴定出了一些硅吸收转运相关的膜载体基因，例如硅吸收转运蛋白基因家族（SIT）和硅取代可溶性蛋白(SLRP)基因家族。

这些蛋白通过调节根细胞膜的通透性，对硅的吸收和转运起到了重要作用。

另外，植物体内的硅分配和积累也受到多种因素的调控。

研究发现，植物中的硅分布不均匀，不同器官对硅的需求和吸收能力不同。

硅在植物体内主要以二硅酸盐的形式存在，可在植物体内进行转运和分布。

植物根系对硅的吸收能力较高，随着硅的转运，可通过根—茎—叶（维管束）路线向茎、叶等地方分配。

最后，近年来，研究者们通过遗传学和分子生物学技术，鉴定和研究了一些参与硅吸收、转运和分布的关键基因。

其中，OsLsi1和OsLsi2基因在水稻中起到了重要作用。

OsLsi1基因编码硅吸收载体蛋白，在根细胞的质膜上起到了硅进入根细胞的作用。

而OsLsi2基因编码了硅转运载体蛋白，在根细胞和韧皮部细胞中起到了硅的转运作用。

综上所述，植物对硅的吸收转运机制的研究已经取得了一定的进展。

通过对硅吸附、膜载体介导的吸收和运输、分布和积累等环节的研究，可以更好地理解植物对硅的利用和适应机制，为进一步提高植物的抗逆性和生产力提供理论基础。

未来的研究还可以进一步探索硅吸收转运相关基因的功能和调控机制，以及硅在植物逆境应答中的作用等问题。

植物对大气污染物的吸附能力研究近年来，随着城市化进程的加快，大气污染问题越来越严重。

不仅会对人们的身体健康产生不良影响，还对生态环境造成了严重的破坏。

解决大气污染问题，净化空气已成为当务之急。

在这个问题日益凸显的背景下，植物的吸附能力成为备受关注的研究方向。

植物作为自然界的一部分，具有较强的环境适应能力。

而且，植物在光合作用过程中能够吸收大气中的二氧化碳，同时还能够通过气体交换作用吸附和分解有害气体，如二氧化硫和氮氧化物等。

这一能力被称为植物的吸附能力。

植物吸附大气污染物的过程主要包括气孔吸附、气溶胶吸附和积累吸附等。

首先，气孔吸附是植物最主要的吸附方式之一。

大多数植物体表面都覆盖着微小的气孔，通过这些气孔植物能够吸收大量的水分和营养物质。

同时，气孔还可以起到吸附大气污染物的效果。

有研究表明，植物的气孔能够吸附和过滤大气中的颗粒物，如车辆尾气中的PM2.5等。

这是因为气孔中的细胞壁材料能够有效吸附颗粒物，并通过交叉连接和电荷作用紧密固定住颗粒物。

其次，气溶胶吸附是另一种重要的植物吸附方式。

气溶胶是指由固体或液体微粒悬浮在气体中形成的细小颗粒物，它们能够在大气中传播并携带着各种有害物质。

植物体表面的细小凹陷和毛细管道能够吸附这些气溶胶，并随着环境湿度的变化释放出来，从而净化了大气中的污染物。

实践证明，种植气溶胶吸附能力较强的植物可以显著改善周边空气的质量。

最后，植物还可以通过积累吸附的方式吸收大气污染物。

这种方式主要是指植物根系通过吸收营养物质的过程中，同时吸收了土壤和水体中的污染物。

许多植物具有较强的吸附能力，尤其是对重金属的吸附能力更为突出。

通过吸收重金属，植物能够降低土壤中的重金属含量，从而减少了地下水和地表水的污染风险。

综上所述，植物具有显著的吸附大气污染物的能力。

无论是通过气孔吸附、气溶胶吸附还是积累吸附，植物都扮演着重要的角色，促进了大气的净化和环境的改善。

因此，发展植物吸附技术，利用植物的生态功能来解决大气污染问题具有巨大潜力。