耐金属和敏感金属的满江红(Azolla)在合成废水中的应用:植物修复潜力及其对金属胁迫的生化响应

《Developmental & Comparative Immunology》:Metal-tolerant and -sensitive Azolla in synthetic wastewater: Phytoremediation potential and biochemical responses to metal stress

【字体: 时间:2025年11月21日 来源:Developmental & Comparative Immunology 2.7

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  本研究评估了水葫芦(Azolla imbricata)对0-10%多金属合成废水的修复潜力及生化响应。结果显示水葫芦生物量随重金属浓度增加显著下降,且存在低浓度耐受、高浓度敏感的特性。其花青素含量随污染浓度增加122-330%,而叶绿素在低浓度下降高浓度回升,可能是死亡组织色素释放所致。水葫芦对Pb(2527.4)、Cu(424.8)、Zn(354.6)、Cd(141.2)、As(114.7)的积累顺序与废水一致,但Cu和Pb的吸收率存在反向差异。生物富集因子普遍小于1,表明水葫芦主要起金属排斥作用。研究指出处理低浓度废水效果显著,高浓度废水需预处理或协同修复。

  
朴在成(Je-Sung Park)|阿尼莎·迪亚·诺维安蒂(Anisa Dea Novianti)|张成镐(Seong-Ho Jang)|洪成哲(Sung-Chul Hong)|郑恩尚(Eun-Sang Jung)|维尔穆鲁甘·帕拉尼维尔(Velmurugan Palanivel)|宋英彩(Young-Chae Song)|阿尔皮塔·库马里(Arpita Kumari)|帕拉梅斯瓦兰·吉塔(Parameswaran Geetha)|苏布皮拉马尼亚姆·西瓦库马尔(Subpiramaniyam Sivakumar)
韩国庆尚南道密良市(Miryang-si),釜山国立大学(Pusan National University)自然资源与生命科学学院(College of Natural Resource and Life Sciences)生物环境能源系(Department of Bioenvironmental Energy),邮编50463

摘要

本研究评估了Azolla imbricata在暴露于0–10%的多金属污染合成废水(SWW)时的植物修复潜力及其生化响应。Azolla的生物量以浓度依赖性方式减少了多达72.6%。在低浓度(0.01–0.1%)和高浓度(1–10%)废水暴露条件下,其相对生长率分别表现为正增长和负增长,这反映了Azolla的耐受性和敏感性。随着废水浓度的增加,花青素含量显著上升(增加了122–330%),表明其发生了应激反应。所有叶绿素组分在低浓度废水下均有所下降,但在高浓度下反而意外升高(超过40%),这可能是由于死亡组织中色素的释放所致。类胡萝卜素含量(作为抗氧化防御的指标)持续下降(相对于对照组下降了多达56%)。废水中的金属浓度(μg/L)依次为:Pb(2527.4)> Cu(424.8)> Zn(354.6)> Cd(141.2)> As(114.7)。Azolla对这些金属的积累模式相似,但Cu和Pb的积累情况相反,这可能是因为该植物对Cu的吸收亲和力更强。耐受性强的Azolla比敏感型Azolla积累了更多的金属,但Cd的含量在敏感组中更高。大多数生物富集因子值小于1,表明Azolla主要起到排除金属的作用。暴露后pH值和电导率的轻微升高表明Azolla对水质具有一定的调节作用。总体而言,暴露浓度、植物耐受性和收获时间对植物修复效率有显著影响。Azolla适用于处理低浓度废水;然而,高污染废水可能需要预处理或采用综合修复方法。
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