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植物体内壬基酚的结合态残留在土壤中的释放研究(附件)

2021-07-03 23:26编辑: www.jxszl.com景先生毕设
壬基酚(NP)是一种环境激素物质,它具有生物致毒性,在土壤、沉积物、污泥中存在普遍,目前环境中存在的浓度已经达到扰乱野生生物和人类内分泌功能的剂量,社会各界都很关注其对环境和人类健康的影响。国内外有很多关于壬基酚在土壤中归趋的研究,但植物吸收壬基酚后,植物地下部残留在土壤中,其体内的壬基酚在土壤中环境行为如何,环境领域暂无此方面的报道。本文主要对植物体内不同形态的壬基酚在土壤中的环境行为及植物体内的壬基酚结合态残留在土壤中的释放进行研究。结果表明植物体内壬基酚在土壤中多以结合态残留的形式存在,且结合态残留很稳定,在短期时间内不会重新释放到土壤中。
目录
摘要 3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言4
1材料与方法5
1.1试验材料5
1.1.114CNP1115
1.1.2水稻样品5
1.1.3土壤样品5
1.2试验方法 6
1.2.1植物预处理6
1.2.2土壤培育实验6
1.2.3矿化测定6
1.2.4可提取态测定7
1.2.5结合态测定7
1.2.6代谢产物分析7
2结果与分析8
2.1植物提取回收率测定8
2.2矿化随时间变化8
2.3可提取态随时间变化9
2.4结合态残留随时间变化10
3讨论 12
致谢13
参考文献14
植物体内壬基酚的结合态残留在土壤中的释放
引言
引言 壬基酚(NP)是一种在工业和制造业中应用很广泛的有机化合物。在工业上它常被用来生产表面活性剂聚氧乙烯醚(NPEOn),在制造业中常被用来生产抗氧化剂和润滑油添加剂[1]。NPEOn 作为洗涤剂、乳化剂、润湿剂、扩散剂、稳定剂等助剂,内广泛应用于工业(如纺织、塑料、造纸、冶金、石油等)、农业(杀虫剂)和日常生活(洗涤剂、家用洗化用品)等领域[23]。随着NPEOn 的使用和降解,NP会进入到各种环境介质中,目前在空气、地表水、地下水、河流、海洋以及各类食物(肉类、蔬 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072
菜等)中都已经检测到它的存在[46]。
NP在常温下是一种无色或淡黄色的液体,略带苯酚气味。它具有较高的辛醇水分配系数(Log Kow=4.48),辛醇水分配系数是讨论有机污染物在环境介质(水、土壤、沉积物)中分配平衡的极其重要的参数,Kow 定义为某一有机物在某一个温度下,在正辛醇相和水相达到分配平衡之后在两相的浓度的比值,因此NP是一种疏水性有机化合物,易于吸附在土壤、沉积物、污水处理系统的污泥上[7],进而再随着污泥的资源化利用进入到农田生态系统中[8],对植物的生长和食品安全都产生一定的环境风险。
NP是一种典型的苯酚类内分泌干扰物,因为它的结构与17ß雌二醇相似[910],因此可以模仿生物体内的荷尔蒙竞争结合到雌二醇的受体上,进而影响雄性的正常发育[11]。它对皮肤和眼睛均具有刺激性和腐蚀性,对鱼类、水生无脊椎动物和水生植物有剧毒[12]。因此,NP是国际上极其关注的重要环境污染物之一,它在各种环境介质中的归趋也成为了环境领域的研究热点。
很多研究表明,NP(tNP)其实是一种混合物,它拥有211种同分异构体,不同的同分异构体化学性质及其在土壤中的降解差异都很大[1314]。其中4 NPs的含量占NP混合物的8694 %[15],4NP111是4NPs中一种典型的存在形式,它的极性比母体NP更低且具有一个α季碳,因此化学性质比其他的同分异构体都要稳定,在土壤中的降解速度比其他同分异构体慢,也更容易被植物吸收[16]。
植物根部对有机污染物的富集与污染物的辛醇水分配系数(Kow)有关,Kow越高,有机污染物的亲水能力就越弱,亲脂能力就越强,越易吸附在植物的根部脂肪组织上进而被植物根部吸收[17]。前人有很多关于植物吸收NP的报道,中国南部的农田以及多种蔬菜中都已经检测到了NP的存在[18];在含有NP的土壤中生长150天后,黑麦草的全株都检测到了NP的存在[19];根盒培育水稻的第10天,NP111已遍布整株水稻,整个生育期结束后,根部的NP111已高达初始施入量的30 %[20]。植物在成熟后,地上部会被收割,地下部一般都留在土壤中,随着植物地下部残留在土壤中,其体内的NP在土壤中的环境行为是怎样呢?目前国内外都没有这方面的研究。我们将含有NP的水稻根与土壤混合后进行培育,通过测定培育过程中的矿化、可提取态、结合态残留、提取液中的代谢产物、及结合态残留在土壤中不同腐殖酸上的分布来模拟自然状态下植物残体在土壤中的环境行为。这是本研究的第一个创新点。
有机污染物进入土壤环境中,一部分被彻底降解,以CO2的形式释放;一部分可被生物利用,这部分可通过有机溶剂进行提取,称为可提取态;剩下的会与土壤中的有机质结合,不能被生物利用,也不可通过有机溶剂提取,称为结合态残留[21]。结合态残留具有稳定性,能改变有机污染物的生物可利用性,且大多数有机污染物进入土壤后都以结合态残留的形式存在,因此其形成常被认为是土壤中有机污染物消散的重要过程[22]。有研究发现,NP111在土壤中培育的第60天,已有60 %形成了结合态残留[16]。植物体内的NP结合态残留是否稳定?重新进入到土壤中,是否会释放进而被生物利用呢?目前国内外也没有这方面的研究。我们将含有NP的水稻根用有机溶剂提取,提取后的水稻根风干,然后与土壤混合、培育,通过测定培育过程中的矿化、可提取态、结合态残留、提取液中的代谢产物、及结合态残留在土壤中不同腐殖酸上的分布来模拟植物体内NP的结合态残留在土壤中的释放。这是本研究的第二个创新点。
本研究使用的NP均为环标记的14CNP111,与非标记的NP111相比,利用放射性同位素示踪的方法有很多优势[2324]:它的灵敏度很高,LSC(液闪仪)能检测到较低含量的14C,这是很多化学分析方法难以测定的;它能更精准的示踪到植物体内的NP在土壤中的环境行为,在检测时能有效避免非放射性杂质的干扰;它的操作比较简便,能更准确的做定量分析,可以分析检测过程中操作上的损失。

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