蔬菜為人類提供豐富的維生素、纖維素和礦物質(zhì),在膳食結(jié)構(gòu)中占有很重要的地位。相對(duì)于其他農(nóng)作物而言,蔬菜生長(zhǎng)周期短,對(duì)水、肥和農(nóng)藥的需求量大,因此蔬菜安全問(wèn)題一直為人們所重視。 表面活性劑是一類在較低濃度下就能使液體表面張力顯著降低的有機(jī)化合物,被廣泛應(yīng)用于日用化工、紡織印染、食品等各領(lǐng)域,用量巨大,在環(huán)境中的普遍存在。但目前表面活性劑對(duì)蔬菜生長(zhǎng)方面和是否促進(jìn)重金屬、農(nóng)藥等有害物質(zhì)的吸收、富集方面的研究極少。因此,研究表面活性劑對(duì)蔬菜的生理毒性,以及表面活性劑-重金屬?gòu)?fù)合污染對(duì)蔬菜重金屬蓄積的影響,可為農(nóng)田環(huán)境中關(guān)于表面活性劑的安全性評(píng)價(jià)奠定基礎(chǔ),為農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的修訂提供新的試驗(yàn)依據(jù)。 本文選擇了市場(chǎng)最常見的葉類和根類蔬菜,其中葉類蔬菜包括小白菜(一年生)和韭菜(多年生),根類蔬菜以胡蘿卜(多年生)為代表,共3種供試植物,選用直鏈烷基苯磺酸鈉(SDBS)、十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB)和吐溫80(TW-80)三種表面活性劑,研究表面活性劑對(duì)蔬菜生長(zhǎng)及其食用安全性的影響。研究表明,表面活性劑濃度高于0.5mg·L-1對(duì)蔬菜萌發(fā)有明顯抑制,同時(shí)蔬菜幼根和幼芽發(fā)生了一系列抗性生理變化,改變了蛋白質(zhì)分子氫鍵數(shù)目、果膠質(zhì)含量和酯類分子中不飽和結(jié)構(gòu)類型比例,提高了幼根中蛋白質(zhì)、碳水化合物含量。表面活性劑-重金屬?gòu)?fù)合處理時(shí),表面活性劑對(duì)蔬菜重金屬蓄積量、土壤重金屬生物可利用態(tài)濃度、蔬菜對(duì)重金屬的運(yùn)移能力等均有影響。 具體內(nèi)容如下： 1.通過(guò)種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn),探討蔬菜對(duì)表面活性劑的生理響應(yīng)機(jī)理。結(jié)果表明：(1)當(dāng)SDBS、CTMAB和TW-80濃度≥0.5mg·L-1時(shí),對(duì)蔬菜的正常萌發(fā)產(chǎn)生顯著抑制,發(fā)芽率顯著低于對(duì)照組(P0.05),且隨表面活性劑濃度增大而降低。在0.1～5.0 mg·L-1范圍時(shí),小白菜等三種蔬菜的幼芽長(zhǎng)度、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量等生理指標(biāo)都有“低升高降"的趨勢(shì)。(2)以發(fā)芽率、幼根和幼芽長(zhǎng)抑制率三項(xiàng)指標(biāo)來(lái)評(píng)判種子萌發(fā)受傷害程度及對(duì)表面活性劑耐受性的差異,SDBS、CTMAB、TW-80三種表面活性劑對(duì)三種蔬菜萌發(fā)階段的生理毒害大小順序：CTMABTW-80SDBS,而三種蔬菜對(duì)同種表面活性劑的耐受性大小順序?yàn)椋盒“撞撕}卜韭菜。 2.運(yùn)用衰減全反射傅里葉變換紅外光譜法(Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared Spectrophotometre, ATR-FTIR)分析經(jīng)表面活性劑處理的蔬菜幼根中蛋白質(zhì)、碳水化合物等物質(zhì)結(jié)構(gòu)變化,探討表面活性劑對(duì)植物的傷害機(jī)理。由ATR-FTIR譜結(jié)果可知,表面活性劑處理濃度較低時(shí)(0.1 mg·L-1),小白菜和胡蘿卜幼根中蛋白質(zhì)分子穩(wěn)定性因氫鍵比例增加而提高,果膠質(zhì)比例提高,酯類分子的不飽和結(jié)構(gòu)比例增加,細(xì)胞膜的流動(dòng)性得到改善。韭菜幼根中果膠質(zhì)的比例增大,自身組織細(xì)胞的保水性加強(qiáng)。表面活性劑處理濃度較高時(shí)(1.0～5.0 mg·L-1)時(shí),幼根和幼芽的纖維素比例有所增加,蛋白質(zhì)的氫鍵減少,結(jié)構(gòu)松散,酯類分子不飽和結(jié)構(gòu)比例有所降低,細(xì)胞膜的流動(dòng)性變差。 3.由ATR-FTIR譜特征官能團(tuán)吸收峰強(qiáng)度與亞甲基吸收峰強(qiáng)度A2926的比值,半定量表征蔬菜幼根和幼芽中蛋白質(zhì)、碳水化合物和酯類物質(zhì)相對(duì)含量的變化,探討表面活性劑對(duì)植物的傷害機(jī)理。結(jié)果表明：表面活性劑濃度范圍為0.1～1.0 mg·L-1時(shí),小白菜、胡蘿卜和韭菜幼根中蛋白質(zhì)和碳水化合物含量高于對(duì)照組,小白菜幼根中酯類化合物含量同時(shí)也高于對(duì)照。這表明供試植物在表面活性劑影響下,其幼根中的蛋白質(zhì)、碳水化合物和酯類物質(zhì)含量得到了應(yīng)激性的提高。 4.通過(guò)盆栽試驗(yàn),研究表面活性劑-重金屬?gòu)?fù)合污染對(duì)蔬菜生長(zhǎng)量的影響。結(jié)果表明：土壤復(fù)合污染濃度低時(shí)(0.5 mg·Kg-1 Cd+0.5 mg·Kg-1表面活性劑；25.0～50.0mg·Kg-1 Cu+0.5 mg·Kg-1表面活性劑),刺激蔬菜的生長(zhǎng),高濃度復(fù)合污染(5.0～10.0mg·Kg-1 Cd+0.5 mg·Kg-1表面活性劑；100.0～200.0 mg·Kg-1 Cu+50.0 mg·Kg-1表面活性劑)則抑制蔬菜的生長(zhǎng)。 5.運(yùn)用原子吸收分光光度計(jì)(Atomic AbsorptionSpectrometer)測(cè)定表面活性劑-重金屬?gòu)?fù)合污染蔬菜體內(nèi)重金屬濃度、重金屬在植物體內(nèi)的遷移率、重金屬在土壤中各種形態(tài)濃度等指標(biāo),結(jié)合主成分分析法對(duì)上述指標(biāo)進(jìn)行了分析,結(jié)果如下： (1)主成分分析結(jié)果表明,影響蔬菜食用安全的各因素可提取四個(gè)主成分,其中表面活性劑-Cd處理組的主成分分別命名為PC1(Cd分布因子)、PC2(Cd運(yùn)移因子)、PC3(交換態(tài)Cd因子)、PC4(表面活性劑濃度因子)；表面活性劑-Cu處理組的主成分分別命名為PC1(Cu分布因子)、PC2(蔬菜的Cu富集因子)、PC3(Cu運(yùn)移因子)和PC4(表面活性劑濃度因子)。(2)由四個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率可知,不同表面活性劑處理組的各主成分對(duì)蔬菜食用安全的影響程度不同,其中表面活性劑-Cd處理組的PC1貢獻(xiàn)率順序SDBSCTMABTW-80, PC2貢獻(xiàn)率順序CTMABTW-80SDBS, PC3貢獻(xiàn)率SDBS CTMABTW-80, PC4貢獻(xiàn)率順序SDBS CTMAB TW-80;表面活性劑-Cu處理組的PC1貢獻(xiàn)率CTMABSDBSTW-80, PC2的貢獻(xiàn)率CTMAB SDBS TW-80,PC3的貢獻(xiàn)率CTMABSDBSTW-80,PC4的貢獻(xiàn)率十分接近。(3)由主成分得分排序可知：SDBS、CTMAB和TW-80提高了Cu或Cd從蔬菜根部向莖葉部的運(yùn)移系數(shù)及土壤中Cd交換態(tài)比例,同時(shí)SDBS和TW-80還促進(jìn)了蔬菜對(duì)Cu的吸收。(4)由各處理組蔬菜的綜合得分排序可知：小白菜最易受到重金屬污染,且SDBS-重金屬?gòu)?fù)合污染對(duì)小白菜食用安全的威脅最大,CTMAB-重金屬?gòu)?fù)合污染對(duì)韭菜和胡蘿卜食用安全的威脅最大。
【學(xué)位單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：X173;TS201.6
【部分圖文】：

吸收峰 (Paite:etal.1987)，反映了幼芽和幼根中纖維素、果膠等高聚糖類化合物的結(jié)構(gòu)信息。圖3一1中幼芽的亞甲基c一H振動(dòng)峰 (2924cm一’和 2853cm”)和酷類吸收峰 (1744

cm一‘)的相對(duì)強(qiáng)度高于幼根，說(shuō)明小白菜幼芽中酷類物質(zhì)、碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪酸、油脂等有機(jī)大分子物質(zhì)含量明顯高于幼根。圖3一2和圖3一3的小白菜的FTIR一FSD譜中官能團(tuán)吸收峰較FTIR譜要多而窄，其吸收峰波數(shù)變化較為頻繁，在 1700一 1000cm一，區(qū)域內(nèi)特征官能團(tuán)吸收峰較為集中，該區(qū)域內(nèi)的吸收峰波數(shù)變化情況最值得探討，故將該區(qū)域內(nèi)各官能團(tuán)吸收峰波數(shù)詳見圖3一4。3.3.1.2表面活性劑對(duì)小白菜大分子物質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響圖3一2和3一3中 1200一80Ocm一‘，蛋白質(zhì)、碳水化合物和酷類物質(zhì)的特征吸收波數(shù)變化情況則具體見圖3一4。小白菜幼根.e-崢5奮一C飾仙B該聲~門明加加加70陽(yáng)沁 000曰<a份昌巴﹄b份月e-11‘歡~~一一啼一一今，一喲加加加朋 74474D736732，.v。�！隻erc

協(xié)腸.en.m七or，“n卜，)圖.3一5不同表面活性劑處理韭菜的FTIR譜.3一5InfraredabsorptionspectrumofAlliumruberosumL.rootwithdifferentsurfaetantworke相似度，這與兩種蔬菜本身結(jié)構(gòu)特質(zhì)不同有關(guān):韭菜是單子葉植物，種子營(yíng)養(yǎng)貯乳里，由幼葉吸收，再輸送至幼根，待營(yíng)養(yǎng)吸收完，胚乳脫落。而小白菜為雙
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