茶皂甙对植物吸收多氯联苯的影响

论文摘要

多氯联苯（PCBs）因致畸、致癌、致突变的“三致”效应,对环境危害极大,一直是有机污染修复中的难点。而表面活性剂增效植物修复有机污染具有较大的应用潜力。本文在综述植物修复有机污染土壤的研究现状基础上,选择了天然表面活性剂茶皂甙（TS）促进植物吸收PCBs,旨在探讨茶皂甙应用到植物修复PCBs污染土壤的可行性。以能源植物甘蔗、模型植物玉米以及PCBs高积累植物西葫芦为植物材料,以PCBs为污染物修复对象,以十二烷基苯磺酸钠（LAS）作参照,通过观测PCBs被根系吸收后在植物中的消长动态,了解各植物对PCBs的抗性和耐性,考察不同剂量茶皂甙调控三种典型植物吸收PCBs的效果,为合理利用茶皂甙调控植物修复土壤PCBs污染提供科学依据。研究取得了以下成果：1.建立了以超声波萃取、硅胶柱净化和GC-ECD测定植物、土壤样品中PCBs的方法。植物样品供试PCBs （PCB14、PCB18、PCB77和PCB156）的方法回收率在94.50-96.62%之间,土壤样品中该4种PCBs的方法回收率于74.65-78.43%之间。该法具有操作简单、省时和准确等优点。2.不同植物吸收PCBs的量不同,在土培未加表面活性剂（对照）处理下,西葫芦作为PCBs高积累植物其根系和茎叶PCBs浓度累积可达6.72和0.57 mg/kg,是甘蔗和玉米的5倍以上。3.茶皂甙对水培玉米吸收PCBs有一定的促进作用。添加100mg/kg茶皂甙能显著增加玉米根部对PCBs的吸收,玉米根中PCB14、PCB18、PCB77和PCB156的浓度分别为22.63、22.02、71.00和92.93mg/kg,相当于对照的2.72、2.68、1.94和2.40倍,茎叶中PCB14的浓度达到最大值2.92 mg/kg,是对照的1.88倍,但无显著性差异。茶皂甙添加浓度高于500 mg/kg对玉米茎叶吸收PCBs有一定的抑制作用。4.表面活性剂对土培玉米吸收PCBs有一定的促进作用。添加茶皂甙浓度为50 mg/kg时,玉米对PCBs的吸收效果最好,根系中PCBs浓度达3.00 mg/kg,是对照的8.11倍；茎叶中PCBs总浓度达0.21 mg/kg,是对照的1.91倍；玉米植株累积PCBs量达到最大值2.28μg,是对照的10.36倍,是相同剂量LAS的1.04倍。复合表面活性剂（LAS:TS=1:4,c:c）处理下,茎叶内PCBs总浓度达最大值0.24 mg/kg,比同浓度单一茶皂甙处理增加了0.03 mg/kg o水培玉米根系PCBs富集系数比土培玉米高2-3个数量级,而茎叶中的PCBs富集系数比土培高4-5个数量级。5.添加茶皂甙能提高西葫芦地上部分吸收PCBs的量。茶皂甙对西葫芦根系吸收PCBs有低促高抑的作用。添加:50 mg/kg茶皂甙时,西葫芦根系积累达最大值27.87 mg/kg,是对照的4.15倍。在茶皂甙浓度为100 mg/kg时,西葫芦地上部分各组织中PCBs的浓度达到最大值1.08 mg/kg,是对照的1.89倍；西葫芦植株累积PCBs量可达最大值1.16μg,其中地上部分能带走0.42μg的PCBs。可见,添加100 mg/kg的茶皂甙对西葫芦吸收PCBs的效果最佳。6.茶皂甙能显著提高甘蔗对PCB5的吸收,甘蔗根、茎、叶中PCB5的浓度显著性提高,植物根部以及茎叶中生物富集因子均大幅增加。在茶皂甙供试剂量范围内,茶皂甙浓度分别为50、100和5000mg/kg时,对玉米、西葫芦和甘蔗吸收PCBs效果最佳,对各单株植物的PCBs最高累积量分别为：玉米2.28μg、西葫芦1.16μg和甘蔗0.11μg,表明茶皂甙对富集能力较差的高生物量植物具有更佳的增强PCBs的吸收与积累效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 植物修复
• 1.2 多氯联苯
• 1.2.1 PCBs概述
• 1.2.2 PCBs的理化性质
• 1.2.3 PCBs生物降解性和光解性
• 1.2.4 PCBs污染土壤的的处理方法
• 1.3 PCBs污染土壤的植物修复研究进展
• 1.4 表面活性剂在植物修复中的应用研究进展
• 1.4.1 表面活性剂的特性
• 1.4.2 表面活性剂在植物修复的作用
• 1.4.3 茶皂甙的性质
• 1.4.4 茶皂甙在环境保护中的应用研究
• 1.5 PCBs分析方法研究进展
• 1.6 本论文研究的主要内容
• 第2章 土壤和植物样品中PCBs的检测方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 试剂与仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 实验方法流程
• 2.2.2 样品预处理
• 2.2.3 提取
• 2.2.4 净化
• 2.3 气相色谱条件
• 2.4 数据分析
• 2.5 实验结果与讨论
• 2.5.1 标准曲线和检测限
• 2.5.2 植物样品
• 2.5.3 土壤样品
• 2.6 小结
• 第3章 茶皂甙对玉米吸收多氯联苯的影响
• 3.1 实验材料与方法
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 水培实验方法
• 3.1.3 土培实验方法
• 3.2 水培试验结果
• 3.2.1 茶皂甙对玉米生长的影响
• 3.2.2 玉米根系对PCBs的吸收
• 3.2.3 玉米茎叶中PCBs的浓度
• 3.2.4 小结
• 3.3 土培实验结果
• 3.3.1 茶皂甙对玉米生长的影响
• 3.3.2 玉米根系PCBs的浓度
• 3.3.3 玉米茎叶中PCBs的浓度
• 3.3.4 玉米对PCBs的富集系数
• 3.3.5 小结
• 3.4 水培和土培条件对玉米吸收PCBs的影响
• 第4章 茶皂甙对西葫芦吸收PCBs的影响
• 4.1 实验材料
• 4.2 实验设计
• 4.3 试验结果与讨论
• 4.3.1 茶皂甙对西葫芦苗生物量的影响
• 4.3.2 西葫芦根系PCBs的浓度
• 4.3.3 西葫芦茎叶中PCBs的浓度
• 4.3.4 茶皂甙对西葫芦累积PCBs量的影响
• 4.4 小结
• 第5章 茶皂甙对甘蔗吸收PCB5的影响
• 5.1 实验材料
• 5.2 实验设计
• 5.3 实验结果
• 5.3.1 茶皂甙对甘蔗生物量的影响
• 5.3.2 甘蔗各组织PCB5的浓度
• 5.3.3 甘蔗各组织PCB5累积量
• 5.4 小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 主要研究结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录 图片
• 致谢
• 已发表的论文