【摘要】：銻是人體和植物的非必需元素,是一種潛在的全球性污染物,具有潛在的毒性、致癌性和可遠(yuǎn)距離運輸性。近年來工業(yè)發(fā)展迅速,銻污染狀況越來越嚴(yán)重,但是與其他重金屬相比,目前對Sb生態(tài)毒性認(rèn)識明顯不足,且我國頒布的《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中還沒有Sb的具體閾值。水稻如何從環(huán)境中攝取Sb,攝取過程中會產(chǎn)出哪種現(xiàn)象及攝取過程中差異產(chǎn)生的原因是本文的研究目的。本文以Sb為典型有毒污染物,基于水稻根伸長實驗研究了Sb(III)和Sb(V)兩種形態(tài)的銻對44種水稻的生態(tài)毒性,并選取兩種對Sb敏感的和耐性的水稻品種,研究兩種形態(tài)Sb的毒性機理,鉀、鈉、鈣、鎂和pH等對Sb毒性影響機理,以及鐵錳膜對Sb的吸附和Sb轉(zhuǎn)化的影響機制。結(jié)果如下:(1)基于水培實驗,研究發(fā)現(xiàn)Sb(III)對水稻根伸長的毒性顯著大于Sb(V),44種水稻的EC_(50,Sb(III))值范圍是0.82~100.24 mg·L~(-1),EC_(50,Sb(V))值的范圍是13.34~766.78 mg·L~(-1)。受試的44個品種中,揚粳687對Sb(III)較為敏感,其EC_(50)值為0.82 mg·L~(-1),而徐旱1號對Sb(III)較耐性,其EC_(50)值為100.27 mg·L~(-1),兩者相差122倍;深兩優(yōu)5183是Sb(V)的敏感品種,其EC_(50)值為13.34 mg·L~(-1),紫香米則是耐性品種,其EC_(50)值為776.78 mg·L~(-1),兩者相差58倍。分析了水稻根部的SOD酶和MDA含量,發(fā)現(xiàn)Sb脅迫下水稻根部的SOD酶活力增加,MDA含量增加,表明水稻根部受到了Sb的毒害,可能致毒機制是氧化脅迫。該結(jié)果豐富了我們對Sb生態(tài)毒性的認(rèn)識,為后期開展Sb的閾值研究奠定了基礎(chǔ)。(2)基于水培實驗,結(jié)合傳統(tǒng)的化學(xué)消解法和原子熒光分光光度法等技術(shù),分析不同濃度的Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+、K~+離子及pH下,Sb脅迫下水稻根部的反應(yīng),及水稻對Sb的吸收,了解陽離子對Sb毒性影響的機理。K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)和pH對Sb(V)的毒性影響大于對Sb(III)的毒性,但是這種影響與水稻對Sb的耐受性無關(guān)。Sb(V)對深兩優(yōu)5183、紫香米的毒性隨著K~+濃度增加而減小,Sb(III)對揚粳687、徐旱1號的毒性隨著K~+濃度的升高而增加,水稻對Sb的吸收趨勢與相對根伸長的趨勢不同;Sb(III)的毒性隨著這Na~+濃度的升高而減小后增加,Sb(III)的吸收量增加。Na~+對Sb(V)和Sb(III)的毒性影響與水稻品種無關(guān),均為在一定濃度內(nèi)緩解Sb(V)的毒性;Ca~(2+)促進Sb(III)的毒性、抑制Sb(V)的毒性;Mg~(2+)對Sb(V)的毒性影響比Sb(III)大,對不同水稻品種的影響趨勢一樣,但是不同品種之間還是存在差異。敏感品種楊粳687吸收Sb(III)大于耐性品種徐旱1號;pH對Sb(V)的毒性影響比Sb(III)大,對不同水稻品種的影響趨勢是一樣但大小不同,也就是說pH對Sb的毒性影響大小與水稻品種的耐受性和Sb的形態(tài)有關(guān),敏感品種的水稻受到的影響更明顯。(3)基于水培實驗,結(jié)合傳統(tǒng)消解法、原子熒光分光光度法和原子吸收分光光度法,分析不同比例鐵錳誘導(dǎo)鐵錳膜產(chǎn)生之后,水稻吸收鐵錳和砷銻的變化,了解鐵錳膜對水稻吸收砷銻的機制。紫香米表面形成的鐵錳膜的量比揚粳687多,同時吸附的Sb的量也較多,紫香米對Sb的吸收能力也比揚粳687大。鐵錳膜對Sb(V)和Sb(III)的吸附和影響楊粳687吸收的規(guī)律基本一致,鐵錳比例為1:0和鐵錳比例為1:1誘導(dǎo)膜形成的實驗組,培育楊粳687為紫香米時是鐵錳比例為1:0誘導(dǎo)的膜吸附的Sb(III)的量和楊粳687吸收的Sb(III)都比鐵錳比例為1:1是的吸附、吸收量多。紫香米和楊粳687鐵錳膜不同比例下吸附的As(V)的量大于吸附的As(III),對As(V)和As(III)的吸收量差不多。楊粳687是篩選出來的Sb敏感品種,雖然Sb和As屬于同族元素,二者很多方面還是存在很大的差異,但是從結(jié)果看來,楊粳687對As的毒性應(yīng)激反應(yīng)應(yīng)該也是快于紫香米的�？偟膩碚f,Sb處理下水稻的根伸長受到明顯的抑制,不同品種的水稻對Sb毒性響應(yīng)存在顯著差異且吸收量也有很大的差異,Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+、K~+離子及pH對Sb的毒性以及水稻對Sb的吸收有很大的影響,鐵錳膜可以抑制水稻對Sb的吸收。
【學(xué)位授予單位】：蘇州科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X171.5
【圖文】：

圖 1- 1 中國銻礦分布Fig. 1-1 Distribution of Sb mines in China目前國內(nèi)關(guān)于銻對植物污染的研究還很少 ，He 等發(fā)現(xiàn)生長在銻礦區(qū)的蘿卜葉子中銻平均濃度高達(dá) 54mg·kg-1[49]，調(diào)查了礦區(qū)的 34 種 21 科蕨類植物其銻含量在 3.92~143.7 mg·kg-1范圍內(nèi)，該地區(qū)的綠藻也從水體中積累了大量的Sb(5.70~17.6 mg·kg-1DW)。孫等[50]人分析了五種草藥及其水煎液中無機銻的含量后，發(fā)現(xiàn)銻的溶解率與藥物的種類和 Sb 的形態(tài)有關(guān)。據(jù)報導(dǎo)植物組織銻含量超過 5~10 mg·kg-1即為有毒[51]，因此有人建議 5~10 mg·kg-1Sb 為植物的可容納量從中國銻礦區(qū)植物組織 Sb 濃度研究發(fā)現(xiàn)大多數(shù)植物的 Sb 含量是超過植物對銻的可容納量，表明這些植物或組織對 Sb 具有耐受性，但是他們對銻的富集造成了潛在的生態(tài)風(fēng)險。1.2 銻、砷的毒性及致毒機理1.2.1 銻、砷的毒性

水稻植株吸收轉(zhuǎn)運砷的機理Fig1-2Mechanismofabsorptionofarsenicinriceplants

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孟桂元;唐婷;周靜;龍繼銳;曾淑英;;不同水稻品種種子萌發(fā)及根芽生長的耐鎘性差異研究[J];雜交水稻;2015年05期

2 王修;王建平;劉沖昊;張方方;;我國銻資源形勢分析及可持續(xù)發(fā)展策略[J];中國礦業(yè);2014年05期

3 胡瑩;黃益宗;劉云霞;;砷污染土壤中不同基因型水稻根表鐵膜的形成及其對砷吸收和轉(zhuǎn)運影響[J];生態(tài)毒理學(xué)報;2013年06期

4 胡海燕;周巖;賀杰;劉明久;茹振鋼;;不同pH值對小麥幼苗根系P、Fe、Zn吸收和轉(zhuǎn)運的影響[J];河南農(nóng)業(yè)科學(xué);2013年04期

5 戈兆鳳;韋朝陽;;銻環(huán)境健康效應(yīng)的研究進展[J];環(huán)境與健康雜志;2011年07期

6 李航彬;楊志輝;袁平夫;鄧立聰;王兵;蘇長青;;湘中銻礦區(qū)土壤重金屬銻的污染特征[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2011年01期

7 蔣漢明;鄧天龍;賴冬梅;郭亞飛;;砷對植物生長的影響及植物耐砷機理研究進展[J];廣東微量元素科學(xué);2009年11期

8 何俊瑜;任艷芳;;鎘脅迫對水稻種子萌發(fā)、幼苗生長和淀粉酶活性的影響[J];華北農(nóng)學(xué)報;2008年S1期

9 劉文菊;胡瑩;畢淑芹;李玉敏;朱永官;劉向輝;;苗期水稻吸收和轉(zhuǎn)運砷的基因型差異研究[J];中國農(nóng)學(xué)通報;2006年06期

10 常江，章力干;鑭鈣對水稻磷、鉀吸收速率的影響[J];安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報;1994年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 薛亮;銻礦區(qū)植物重金屬積累特征及其耐銻機理研究[D];中國林業(yè)科學(xué)研究院;2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 董明芳;根際鐵錳氧化菌對水稻鐵錳膜形成和Cd吸收轉(zhuǎn)運的影響[D];廣西大學(xué);2016年

2 王曉麗;植物中銻的積累過程及銻與砷的復(fù)合作用研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

本文編號：2741683