長(zhǎng)三角農(nóng)田土壤PCBs污染特征及其在水稻中的代謝轉(zhuǎn)化
發(fā)布時(shí)間:2020-04-17 15:25
【摘要】:多氯聯(lián)苯(Poly-chlorinated biphenyls,PCBs)是一類(lèi)常見(jiàn)的持久性有機(jī)污染物(Persistent organic pollutant,POPs),可被作物吸收,并在作物中代謝轉(zhuǎn)化生成比母體化合物毒性更強(qiáng)的產(chǎn)物,影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)安全。迄今,尚缺乏區(qū)域農(nóng)田土壤PCBs污染和風(fēng)險(xiǎn)水平的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在有機(jī)污染物的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過(guò)程中,一般只考慮母體化合物的毒性,忽略高毒性代謝轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的風(fēng)險(xiǎn),導(dǎo)致有機(jī)污染物風(fēng)險(xiǎn)被低估。因此,應(yīng)從區(qū)域尺度,監(jiān)測(cè)農(nóng)田土壤PCBs的濃度水平,探究其作物吸收代謝行為,確定PCBs的風(fēng)險(xiǎn)水平,為有效管控土壤PCBs污染風(fēng)險(xiǎn)提供科學(xué)依據(jù)。本文選取長(zhǎng)三角農(nóng)田土壤為研究對(duì)象,評(píng)價(jià)分析了農(nóng)田土壤PCBs的污染特征和風(fēng)險(xiǎn)指數(shù);選取水稻為模式作物,研究了 PCBs的代謝途徑及影響因素,探討了 PCBs轉(zhuǎn)化的基因調(diào)控分子機(jī)理。論文主要取得以下有價(jià)值的信息:(1)江蘇和上海農(nóng)田土壤PCBs殘留量相對(duì)較高,PCBs平均濃度受土壤利用類(lèi)型影響:水稻田蔬菜田未耕作土,3-5氯代PCBs為土壤中PCBs主要成分,50%以上點(diǎn)位對(duì)人體具有非致癌風(fēng)險(xiǎn),24%以上點(diǎn)位對(duì)人體具有中等以上致癌風(fēng)險(xiǎn),風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)源于CB-126、CB-81和CB-169?煽紤]將PCBs作為長(zhǎng)三角農(nóng)田土壤優(yōu)先控制污染物。(2)分析鑒定了水稻活體中PCBs的甲氧基化代謝產(chǎn)物(Methoxylated poly-chlorinated biphenyls,MeO-PCBs)和羥基化代謝產(chǎn)物(Hydroxylated poly-chlorinated biphenyls,OH-PCBs),MeO-PCBs 與 OH-PCBs 間 可相互 轉(zhuǎn)化,MeO-PCBs去甲基化速率為OH-PCBs甲基化速率的18倍,PCBs的羥基化及MeO-PCBs的去甲基化代謝由水稻細(xì)胞和內(nèi)生真菌共同完成,PCBs的甲氧基化及OH-PCBs的甲基化代謝由水稻細(xì)胞單獨(dú)完成。共存Cu2+通過(guò)影響水稻根系膜完整性和酶活性,可改變PCBs代謝轉(zhuǎn)化行為。(3)發(fā)現(xiàn)PCBs代謝由CYP450酶系調(diào)控,經(jīng)I相代謝生成OH-PCBs。少部分OH-PCBs可經(jīng)甲基轉(zhuǎn)移酶催化,生成甲基化產(chǎn)物(MeO-PCBs)。MeO-PCBs快速被CYP450酶系催化,生成OH-PCBs。
【圖文】:
在我國(guó)南方電子垃圾拆解地生長(zhǎng)的作物體內(nèi)檢測(cè)到了較高含量的PCBs(2逡逑PCBs,邋6.7-1500邋ng/g)[31]0逡逑土壤中的PCBs可通過(guò)兩種途徑進(jìn)入植物(圖1.2):邋(1)揮發(fā)至大氣中,通過(guò)逡逑氣態(tài)擴(kuò)散的方式進(jìn)入莖葉氣孔,或吸附于大氣顆粒物上,經(jīng)干濕沉降的方式沉積逡逑在植物葉表皮上,溶解于蠟質(zhì),穿過(guò)表皮,通過(guò)范德華力等作用進(jìn)入植物韌皮部,逡逑傳輸并累積于植物各組織中[5W7]。研究認(rèn)為,大多數(shù)有機(jī)污染物的葉面吸收過(guò)程逡逑以角質(zhì)層吸收為主,氣孔吸收為輔[57]。830^1'等[57]認(rèn)為,當(dāng)葉面角質(zhì)層難以穿逡逑過(guò),氣孔密度相對(duì)較高時(shí),有機(jī)污染物的氣孔吸收較為重要;但當(dāng)有機(jī)污染物易逡逑穿透角質(zhì)層時(shí),,氣孔吸收幾乎可以忽略。逡逑(2)吸附于土壤顆粒態(tài)上的PCBs經(jīng)淋洗及脫附作用進(jìn)入土壤間隙水或土壤逡逑氣相,通過(guò)分配作用進(jìn)入作物根系[55,58]。進(jìn)入作物根系的有機(jī)污染物,一部分分逡逑配到根系脂肪物質(zhì)并被固定
1.2.1樣品采集逡逑按照網(wǎng)格布點(diǎn)法,于2014年6月在長(zhǎng)三角地區(qū)采集241個(gè)表層農(nóng)田土壤樣逡逑品(0-15cm)和6個(gè)土壤剖面樣本(圖2.1)。其中,表層農(nóng)田土壤樣品中,30個(gè)逡逑樣點(diǎn)位于上海市,90個(gè)樣點(diǎn)位于江蘇省,121個(gè)樣點(diǎn)位于浙江省。在k胃鲅,辶x喜捎夢(mèng)宓惴,利用不锈钢铁翘斏集土壤样鼻Gㄔ跡保埃埃埃紓,并兼@幾玫鬮恢瞇畔。辶x喜裳蚍段Ы橛阱澹玻。34偞(chǎng)卞澹五搴灣澹常
本文編號(hào):2631019
【圖文】:
在我國(guó)南方電子垃圾拆解地生長(zhǎng)的作物體內(nèi)檢測(cè)到了較高含量的PCBs(2逡逑PCBs,邋6.7-1500邋ng/g)[31]0逡逑土壤中的PCBs可通過(guò)兩種途徑進(jìn)入植物(圖1.2):邋(1)揮發(fā)至大氣中,通過(guò)逡逑氣態(tài)擴(kuò)散的方式進(jìn)入莖葉氣孔,或吸附于大氣顆粒物上,經(jīng)干濕沉降的方式沉積逡逑在植物葉表皮上,溶解于蠟質(zhì),穿過(guò)表皮,通過(guò)范德華力等作用進(jìn)入植物韌皮部,逡逑傳輸并累積于植物各組織中[5W7]。研究認(rèn)為,大多數(shù)有機(jī)污染物的葉面吸收過(guò)程逡逑以角質(zhì)層吸收為主,氣孔吸收為輔[57]。830^1'等[57]認(rèn)為,當(dāng)葉面角質(zhì)層難以穿逡逑過(guò),氣孔密度相對(duì)較高時(shí),有機(jī)污染物的氣孔吸收較為重要;但當(dāng)有機(jī)污染物易逡逑穿透角質(zhì)層時(shí),,氣孔吸收幾乎可以忽略。逡逑(2)吸附于土壤顆粒態(tài)上的PCBs經(jīng)淋洗及脫附作用進(jìn)入土壤間隙水或土壤逡逑氣相,通過(guò)分配作用進(jìn)入作物根系[55,58]。進(jìn)入作物根系的有機(jī)污染物,一部分分逡逑配到根系脂肪物質(zhì)并被固定
1.2.1樣品采集逡逑按照網(wǎng)格布點(diǎn)法,于2014年6月在長(zhǎng)三角地區(qū)采集241個(gè)表層農(nóng)田土壤樣逡逑品(0-15cm)和6個(gè)土壤剖面樣本(圖2.1)。其中,表層農(nóng)田土壤樣品中,30個(gè)逡逑樣點(diǎn)位于上海市,90個(gè)樣點(diǎn)位于江蘇省,121個(gè)樣點(diǎn)位于浙江省。在k胃鲅,辶x喜捎夢(mèng)宓惴,利用不锈钢铁翘斏集土壤样鼻Gㄔ跡保埃埃埃紓,并兼@幾玫鬮恢瞇畔。辶x喜裳蚍段Ы橛阱澹玻。34偞(chǎng)卞澹五搴灣澹常
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