探究重金属污染对植物生长的影响

1探究重金属污染对植物生长的影响焦作一中分校：程浩、梁大焱辅导教师：刘利利老师摘要：重金属是指原子密度（比重）大于5.0g/cm3的金属元素。它们在土壤中的降解性较低、迁移性较差，易于被植物累积吸收，极低浓度就能对生物体造成危害，污染严重时甚至会造成植物死亡。探究过程：一．观察现象，提出问题在学习过环境污染对植物生长的影响后，我们又通过电视新闻杂志又了解到重金属对农作物的危害也很大，因此我们兴趣小组就想通过实验探究此问题，协商后确定以水稻为例来探究铜、银对植物生长的影响。二．作出假设重金属在土壤中很难降解和转移，但又很容易被植物体吸收，极低浓度就能对生物体造成危害甚至死亡。三．设计实验，进行实验1．材料用具:水稻粒若干、培养皿15个、烧杯、培养皿盖、天平、镊子、尺子、过滤后的土壤浸出液、烧杯、玻璃棒等。浓度依次为0.015mol/L、0.020mol/L、0.025mol/L、0.030mol/L的CuSO4和AgNO3。2．设计思路：本实验主要探究铜、银对水稻生长的影响，因此分两大组，第一组用含不同浓度的CuSO4培养液培养水稻种子，第二组用含不同浓度的AgNO3培养液培养水稻种子，分别用以探究银对水稻生长的影响。3．具体做法：选材：成熟、大小相似的水稻粒100粒，随机分到对照组和实验组中。刚开始时采用沙培法，由于浓度不便于控制等原因，最终商定用水培法。分组：第一组配制4个浓度梯度的AgNO3（浓度依次为0.015mol/L、0.020mol/L、0.025mol/L、0.030mol/L），每种浓度下栽培10粒水稻子，并控制其他条件相同且适宜，观察记录结果。第二组配制4个浓度梯度的CuSO4（浓度依次为0.015mol/L、0.020mol/L、0.025mol/L、0.030mol/L），每种浓度下2栽培10粒水稻子，并控制其他条件相同且适宜，观察记录结果。四．分析结果，得出结论1．观察指标记录结果：观察指标：在白天室温25摄氏度左右的有光照条件下，观察种子的出芽率、茎每天生长的平均高度、叶数等指标。统计结果：每天放学后通过测量不同浓度下AgNO3和CuSO4对植株生长的影响，在一周内每天准时进行数据统计。（表1和表2）表1：不同浓度CuSO4的溶液对植株生长的影响表2：不同浓度AgNO3的溶液对植株生长的影响2．分析结果，得出结论：通过大约10天的观察，在溶液组中，随着溶液浓度的升高，水稻苗的生长所受到的影响逐渐体现出来，种子的发芽率随浓度的升高而逐渐降低，植株随浓度浓度日期0mol/L0.015mol/L0.020mol/L0.025mol/L0.030mol/L4．3无异状无异状无异状无异状无异状4．4突破表皮突破表皮突破表皮4粒发芽6粒破裂表皮膨胀4．5平均芽长0.28cm平均芽长0.27cm平均芽长0.24cm平均芽长0.24cm平均芽长0.20cm4．6平均芽长0.30cm平均芽长0.29cm平均芽长0.28cm平均芽长0.27cm平均芽长0.23cm4．7平均芽长0.49cm平均芽长0.41cm平均芽长0.39cm平均芽长0.32cm平均芽长0.30cm4．8平均芽长0.87cm平均芽长0.81cm平均芽长0.76cm平均芽长0.59cm平均芽长0.52cm4．9平均芽长1.66cm平均芽长1.48cm平均芽长1.33cm平均芽长0.94cm平均芽长0.89cm4．10平均芽长2.12cm平均芽长1.97cm平均芽长1.57cm平均芽长1.27cm平均芽长1.17cm4．11平均芽长2.73cm平均芽长2.59cm平均芽长2.01cm平均芽长1.77cm平均芽长1.54cm浓度日期0mol/L0.015mol/L0.020mol/L0.025mol/L0.030mol/L4．3无异状无异状无异状无异状无异状4．4突破表皮突破表皮突破表皮表皮膨胀表皮膨胀4．5平均芽长0.20cm平均芽长0.20cm平均芽长0.18cm突破表皮突破表皮4．6平均芽长0.26cm平均芽长0.24cm平均芽长0.24cm平均芽长0.21cm平均芽长0.20cm4．7平均芽长0.34cm平均芽长0.32cm平均芽长0.30cm平均芽长0.26cm平均芽长0.24cm4．8平均芽长0.66cm平均芽长0.63cm平均芽长0.61cm平均芽长0.54cm平均芽长0.53cm4．9平均芽长0.84cm平均芽长0.76cm平均芽长0.74cm平均芽长0.71cm平均芽长0.70cm4．10平均芽长1.25cm平均芽长1.08cm平均芽长1.00cm平均芽长0.93cm平均芽长0.91cm4．11平均芽长1.53cm平均芽长1.44cm平均芽长1.39cm平均芽长1.28cm平均芽长1.21cm3的升高逐渐变得瘦弱，并且在相同浓度的条件下，银离子要比铜离子对植株的毒害更大。五．表达交流，深入探究通过研究我们发现，重金属对植物生长的危害是很大的，因此在日常生活中我们一定要注意环保，时刻将环境保护放在首位，不要随意丢弃那些含重金属比较多的物品。并且针对重金属污染，我们查阅资料，提出了关于治理重金属污染的一些建议：1．利用水生植物修复。有些植物可以强烈吸收重金属，研究证明蕨类植物蜈蚣草对砷具有很强的超富集功能，其叶片含砷量高达8‰。蜈蚣草能通过根系吸收土壤中的砷，然后把它们存到叶片中。还有一种也是修复的能手，它就是堇菜，它的主要作用是除铅、镉。而且这种植物非常赖活，南方北方都能生长。因此假如人们在地里、自家花园里或居住的整个小区里种上一定量的蜈蚣草或堇菜等植物，一方面能美化环境，另一方面又能清除土壤内的重金属隐患，可谓一举两得。2．利用微生物降低重金属污染。在重金属污染的土壤修复中，微生物菌群虽然不能将重金属完全去除，但可能将它转化，降低其毒性；还可将它积累在菌体内使之得到固定。汞是对环境影响最大的一类重金属。经过研究发现，一些微生物菌群可以使甲基汞降解、还原，降低其毒性。例如铜—绿色假单胞菌，变形杆菌可使汞离子转化成元素汞，经10小时后挥发的汞可达75%。假单胞菌K62能使无机汞和有机汞形成元素汞。因此，我们可以利用这些微生物菌群降低重金属对环境的污染。