一株高富集镉浮萍植株的筛选方法及其浮萍植株的应用

本发明涉及一株高富集镉的浮萍植株的筛选，属于环境工程领域。

背景技术：

重金属镉污染水体问题越来越严峻，无论是对生态环境，还是人体都造成直接或间接的影响，是亟待解决的全球性污染问题。相较于传统修复重金属污水的方法往往适用范围小、易引起二次污染等，利用植物修复重金属污染水体由于具有环境友好、费用低等优点，逐渐受到广泛关注。浮萍作为一种新型环境能源物，易生存、分布广、繁殖快，能作为检测剂进行水体毒性监测，还能去除水中重金属达到净化水体的目的，在重金属污染水体中有很大的应用前景。

技术实现要素：

本发明的目的在于筛选出一株高富集镉并且生长状态良好的浮萍植株，应用于镉污染水体的治理中。

本发明所提供的技术方案：

一株高富集镉浮萍植株的筛选方法，包括以下步骤：

a、原材料是生长于不同地区的野生浮萍，按照采集时间为其编号为0001、0002……0090；

b、将30格蓝色塑料分隔箱中的隔板打通，将浮萍放入30mg/l镉浓度的1/5hoagland培养液中，培养一周后，观察其生长状况选择出12株优良品种；

c、初筛得到的12株浮萍进行复筛，放入镉浓度为0、0.5和10mg/l的培养液中培养一周；

d、测定浮萍鲜重、干重、生长速率、叶绿素含量、浮萍体内镉含量，浮萍对镉的富集系数，浮萍对水体中镉的去除率各指标，得出一株高富集镉浮萍植株。

所述步骤a中用的原材料采集于自然水体，易生存、分布广、繁殖快，来源丰富，价格低廉。

所述步骤b中将30格蓝色塑料分隔箱中的隔板打通，使实验所需水体环境保持一致，直观看出浮萍在30mg/l镉浓度处理下的变化。

所述步骤d中测定浮萍体内镉含量时，先将浮萍在60℃烘箱红24h烘干，加入2ml浓硝酸，放置过夜，再加入4ml浓硝酸，180℃消煮4h，再加入2ml浓盐酸，280℃赶酸，将样品完全消煮为液体；用去离子水将消煮后的液体全部洗出定容至100ml；最后采用火焰原子吸收分光光度法检测重金属镉含量。

所述的一株高富集镉浮萍植株的筛选方法所得浮萍植株的应用，其特征在于：应用于镉污染水体的治理中。

本发明的核心技术在于采集野生浮萍之后，经过不同浓度镉处理之后，对比其生长状况、叶绿素含量、浮萍体内镉的富集率及对水体中镉的去除率，筛选出最优的浮萍株系可以应用于重金属镉污染水体的治理中。

附图说明

图1是30格蓝色塑料分隔箱示意图。

图2是2种优势浮萍在cd浓度为0、0.5、10mg/l处理下生长速率。

图3是12株优势浮萍在0.5/10mg/l处理下的富集系数。

图4是12株优势浮萍在0.5/10mg/l处理下体内cd含量。

图5是12株优势浮萍在0.5/10mg/l处理下水体cd去除率。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明作进一步描述。

实施例：一株高富集镉浮萍植株的筛选方法，包括以下步骤：

（1）原材料是采集自不同地点天然水体中生长的野生浮萍，用自来水洗涤三遍，置于蓝色塑料蓝色塑料分隔箱中进行初筛；将蓝色塑料分隔箱中的隔板打通，使初筛的水体环境一致。

(2)步骤(1)中得到的优质浮萍株系，经0.5mg/l和10mg/l的镉浓度下进行复筛；

(3)复筛后的浮萍采用远红外消煮炉消煮浮萍样品，准确称取样品0.1g于消煮管中，加入6ml浓硝酸，180℃，4h，再加入2ml浓盐酸，280℃赶酸，将样品完全消煮为液体；用去离子水将消煮后的液体全部洗出定容至100ml，然后采用火焰原子吸收分光光度法检测重金属镉含量。

具体地，1、浮萍初筛：采集不同地区生长旺盛的浮萍，经过洗涤，在1/5hoagland培养液中培养；将30格蓝色塑料分隔箱中的隔板打通，倒入1/5hoagland培养液，并加入标准镉溶液配制为30mg/l的水体浓度，放入30株不同株系的浮萍，培养一周后，观察其生长状况选择出12株优良品种。参见图1。

1.1初筛结果，如下表：

2、浮萍复筛：初筛得到的12株浮萍进行复筛，分别配制镉浓度为0、0.5和10mg/l的培养液，将浮萍按相同鲜重放入烧杯中，培养一周。测定浮萍鲜重、干重、生长速率、叶绿素含量等指标。

2.1、实验步骤

2.1.1浮萍收取

用小漏勺将浮萍打捞至滤布网中，先用流动的自来水将浮萍冲洗干净，再用超纯水冲洗，脱水机离心甩水后记录湿重，然后60℃烘箱过夜烘干至恒重，称取干重，用研钵磨粉后置于干燥器中待测。

2.1.2培养液收取

取50ml培养液于离心管中，3500r/min离心10min后取上清液，置于4℃冰箱待测。

2.1.3叶绿素含量测定

用滤纸吸干浮萍表面水分后，称取0.5g样品于15ml具塞离心管中，置于-20℃冰箱中冷冻1h，取出后加入10ml在水浴锅中预热至50℃的乙醇（体积分数为95%），充分振摇后于暗柜中静置3h，收集上清液。用分光光度计在663、645nm波长下测定收集的上清液中叶绿素色素的吸光度。

2.1.4cd的检测

采用lwy848型控温式远红外消煮炉煮浮萍样品，准确称取样品0.1g（精确到万分之一）于消煮管中，准确称取样品0.1g于消煮管中，加入6ml浓硝酸，180℃，4h，再加入2ml浓盐酸，280℃赶酸，将样品完全消煮为液体。每次消煮均做一个空白对照，以消除消煮时所带来的误差。用去离子水将消煮罐的液体全部洗出定容至100ml。然后采用火焰原子吸收分光光度法检测重金属镉含量。

2.2、数据处理

①叶绿素含量：

[chla]=12.7a663-2.69a645（1）

[chlb]=22.9a645-4.68a663（2）

公式（1）和公式（2）中，[chla]、[chlb]分别为叶绿素a、叶绿素b的浓度（mg/l），a663和a645分别为叶绿素溶液在663nm和645nm处的吸光度.根据提取液中的叶绿素浓度，换算成每克鲜叶中叶绿素含量（mg/g，鲜重）。

②各浓度对照和处理植株的生长速率计算如下:

生长速率=[(植株最终鲜重ln)-(植株初始鲜重ln))/时间]

通过比较对照植物和处理植物的生长速率，计算六种镉的抑制率

③生物富集系数（bcf）

富集系数＝植物组织镉含量/环境初始镉浓度

④浮萍中cd含量：

w=(a1-a2)×v/m

公式中，w为单位重量样品中镉的含量，a1、a2分别为样品消化液中镉含量和空白消化液镉含量（mg/l），v为样品消化液总体积（ml），m为消解时称取的干粉总量（g）。

当cd含量（mg/l）时，植物体内cd含量（mg/kg）

⑤金属的去除率：

r(%)=((c0−ct)/c0)·100

c0和ct分别表示初始和处理后的残余金属浓度。

3、结果，参见图2-5：

4、结论：在0.5、10mg/lcd浓度条件下，0010、0014、0107体内cd含量较高；在0.5、10mg/lcd浓度条件下，0014、0053、0107富集系数较高；在0.5、10mg/lcd浓度下，0014对水体中cd的去除率都最高。综合比较下，0014在0.5、10mg/lcd浓度浓度条件下，生长速率和叶绿素含量均较高；体内cd含量、富集系数虽然不是最高，但对水体的去除率是最高的，因此，在重金属cd污染水体修复方面选定绿萍0014为最优品种。所述最耐受镉和去除效果最优的浮萍株系0014，保藏于贵州大学生命科学学院107实验室，参见“遗传资源来源披露登记表”。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。