亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        薺菜對(duì)土壤中鍶(Sr)的吸收和富集

        2018-10-16 07:14:20程禹敏蒯琳萍
        江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2018年18期
        關(guān)鍵詞:核素薺菜放射性

        程禹敏,蒯琳萍

        (上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院核科學(xué)與工程學(xué)院,上海200240)

        鈾礦的開(kāi)采、核武器制造、核試驗(yàn)、放射性同位素的生產(chǎn)應(yīng)用、核廢料、核事故等所產(chǎn)生的人工放射性核素對(duì)環(huán)境造成了難以治理的放射性污染。這些人工放射性核素通過(guò)擴(kuò)散、遷移、轉(zhuǎn)化等途徑進(jìn)入土壤生態(tài)環(huán)境,在土壤中積累,并最終對(duì)人類健康產(chǎn)生各種影響[1-2]。人類的生存和發(fā)展離不開(kāi)土壤,受放射性核素污染的土壤不僅浪費(fèi)了人類的土壤資源,而且也給人類健康帶來(lái)了威脅。因此,采用合理的修復(fù)技術(shù)對(duì)受放射性核素污染的土壤進(jìn)行修復(fù)具有重大意義。其中,被認(rèn)為是綠色修復(fù)技術(shù)的植物修復(fù)技術(shù)在土壤放射性污染修復(fù)領(lǐng)域引起了人們極大的興趣和關(guān)注。土壤放射性污染的植物修復(fù)就是通過(guò)在污染土壤中種植植物,利用植物根系吸收水分和養(yǎng)分的過(guò)程來(lái)吸收土壤中的污染核素,最后將收獲的植物進(jìn)行統(tǒng)一處理以達(dá)到清除核素、修復(fù)土壤目的的修復(fù)技術(shù)[3]。

        由于涉及到植物生長(zhǎng),受氣候條件、土壤性質(zhì)等影響,植物修復(fù)研究中使用較多的表征植物對(duì)核素富集能力的富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)等并不固定,即使是同種植物對(duì)同一核素的富集能力,國(guó)內(nèi)外不同研究的結(jié)果差異較大[4]。例如,莧菜的Sr富集系數(shù),裘同才等的研究結(jié)果較高[5-6],而唐永金等的則較低[7]。目前,對(duì)我國(guó)華東地區(qū)大面積低放射性污染土壤的植物修復(fù)研究較少。華東地區(qū)一帶有不少核電站在運(yùn)行,無(wú)論從事故后還是退役后土壤修復(fù)的角度出發(fā),在華東地區(qū)開(kāi)展大面積低放射性污染土壤的植物修復(fù)研究都具有重要意義。

        土壤放射性的主要來(lái)源是核試驗(yàn)的沉積物以及核電站事故釋放的進(jìn)入土壤中的放射性核素,而90Sr在裂變產(chǎn)物中產(chǎn)額較高。另外90Sr屬于高毒性核素,半衰期長(zhǎng)達(dá)28.1年[8],與營(yíng)養(yǎng)元素鈣(Ca)同族而具有相似的化學(xué)生物性質(zhì),是植物最容易吸收的放射性核素[9],進(jìn)入人體后危害較大。因此本研究以Sr為例進(jìn)行研究。

        雖然國(guó)內(nèi)外學(xué)者們認(rèn)為“能富集放射性銫(Cs)的植物往往能富集鉀(K),對(duì)Ca吸收的植物可能吸收土壤中的放射性Sr”[10]。但是,鮮有研究者據(jù)此選擇Ca吸收能力強(qiáng)的植物進(jìn)行Sr植物修復(fù)研究,但有Fuhrmann等選擇菜豆這種鈣吸收能力強(qiáng)的豆科植物[11]。薺菜是我國(guó)較受歡迎的野菜品種,其在上海經(jīng)人工栽培已成為當(dāng)?shù)赜忻奶貎?yōu)蔬菜之一。薺菜Ca含量較高[12-13],是有名的“補(bǔ)鈣小能手”,而且其生長(zhǎng)周期短,可以一次播種,多次采收[14]。因此Ca含量高的薺菜可能較為適合修復(fù)土壤中的Sr,且有望通過(guò)1年內(nèi)多次采收來(lái)提高修復(fù)效率。

        本研究擬用溫室內(nèi)盆栽土培的方法,研究不同土壤有效Sr濃度下薺菜對(duì)Sr的富集能力,探討薺菜修復(fù)土壤Sr污染的可行性,為我國(guó)華東地區(qū)大面積低放射性污染土壤的植物修復(fù)研究提供一定的研究基礎(chǔ)。

        1 材料與方法

        1.1 供試材料

        研究表明,植物對(duì)放射性核素及其穩(wěn)定性同位素的吸收并沒(méi)有選擇性[15-16]。因此,本試驗(yàn)用非放射性鍶(88Sr)代替放射性Sr,具體施加形式為分析純Sr(NO3)2。

        鑒于植物修復(fù)實(shí)際應(yīng)用可能會(huì)進(jìn)行土壤改良,且本試驗(yàn)為先期基礎(chǔ)研究,故暫不考慮可能有差異的實(shí)際可能污染地點(diǎn)的土壤性質(zhì),進(jìn)而選取上海交通大學(xué)閔行校區(qū)的土壤[有機(jī)基質(zhì)(N+P2O5+K2O≥2%,有機(jī)質(zhì)≥40%)]和黃沙于通風(fēng)避光處自然風(fēng)干,剔除雜物并搗碎過(guò)篩,按6∶3∶1的質(zhì)量比混勻,表1為其主要性質(zhì)參數(shù)。

        表1 試驗(yàn)土壤主要性質(zhì)參數(shù)

        薺菜品種為大葉薺菜,生長(zhǎng)期40 d左右,購(gòu)買自上海農(nóng)樂(lè)種植有限公司。試驗(yàn)所用塑料花盆底部開(kāi)孔帶托盤,規(guī)格為盆口直徑22 cm、盆高19 cm。

        1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        試驗(yàn)采用盆栽土培的方式,自2016年10月1日開(kāi)展于玻璃智能溫室內(nèi)。

        根據(jù)華東地區(qū)中的土壤Sr含量——A層土壤最大值為329 mg/kg(山東)[17]以及試驗(yàn)土壤有效 Sr含量為81.7 mg/kg,試驗(yàn)將Sr施加的濃度設(shè)置為5組:0(人為不添加)、40、80、160、320 mg/kg,每組設(shè) 3 個(gè)重復(fù)(1 個(gè)重復(fù)為 1盆)。之所以設(shè)置如此高的濃度,是因?yàn)槿缜八?,植物?duì)放射性核素及其穩(wěn)定性同位素的吸收并沒(méi)有選擇性。因此,用植物修復(fù)土壤中的放射性Sr還需要考慮土壤中穩(wěn)定性Sr含量的影響。

        種植的田地一般在種植前翻耕 15 ~ 20 cm[11,15,18-19],這樣會(huì)使得核素在這15~20 cm的表層土上得以較為均勻地分布??紤]到應(yīng)用植物修復(fù)大面積放射性污染土壤時(shí),種植植物前也可能會(huì)進(jìn)行上述翻耕,所以試驗(yàn)時(shí)每個(gè)花盆裝干土3 kg,使土深17 cm左右,按前述Sr施加濃度分組,將相應(yīng)量的Sr(NO3)2溶于水中,與土壤充分混勻,再播種。每盆播種10粒種子,出苗后留下長(zhǎng)勢(shì)好、個(gè)體大小一致的3株薺菜繼續(xù)試驗(yàn),其余拔掉放在土壤上讓其自行分解。

        土培過(guò)程中視土壤含水量情況澆水。出苗后20、30、60 d每盆分別收獲1株植物,每株植物分成根、莖、葉3個(gè)部分。

        1.3 分析測(cè)試

        收獲的植物先后用清水、去離子水清洗,并用吸濕紙吸去植物表面水分。再放置于烘箱內(nèi),在105℃下殺青30 min,然后在80℃下烘干至恒質(zhì)量,繼而分別測(cè)量植物根、莖、葉干質(zhì)量。

        烘干至恒質(zhì)量的植物樣品先用馬弗爐在650℃下灰化1 h,然后用濃硝酸-高氯酸混合酸(體積比4∶1)消解,最后用ICP-AES測(cè)量其Sr含量,每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)量3次,結(jié)果表示為“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”。

        1.4 數(shù)據(jù)處理

        核素含量[4,20],指單位質(zhì)量的植物干物質(zhì)中核素的含量。轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)(translocation factor,簡(jiǎn)稱 TF)[21-23],指植物地上部核素含量與根部核素含量的比值,其反映了核素在植物內(nèi)的轉(zhuǎn)移及分配情況。TF越大,說(shuō)明植物將核素從根部轉(zhuǎn)運(yùn)到地上部的能力越強(qiáng)。富集系數(shù)(enrichment coefficient,簡(jiǎn)稱EC)[23-24],指單位質(zhì)量的植物干物質(zhì)中某核素的含量與土壤中該核素原含量的比值。另外,本研究特地引進(jìn)“核素富集總量”的評(píng)價(jià)指標(biāo),即植物吸收的核素總量,是植物從土壤中去除的核素的絕對(duì)量,理應(yīng)是評(píng)價(jià)植物修復(fù)效果的重要指標(biāo)。

        數(shù)據(jù)分析采用 Microsoft Excel 2013,并采用 IBM SPSS Statistics 22進(jìn)行單因素方差分析和Duncan's多重比較。作圖由Microsoft Word 2013完成。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 薺菜生長(zhǎng)特性

        由圖1、圖2和圖3可知,在相同種植時(shí)間下,隨著Sr處理濃度增大,薺菜根、莖、葉3個(gè)部位的生物量大體呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。其中,在80 mg/kg Sr處理下,薺菜達(dá)到最大生物量。由此可見(jiàn),適宜的土壤Sr濃度能促進(jìn)薺菜的生長(zhǎng),而土壤Sr濃度過(guò)高則會(huì)抑制薺菜的生長(zhǎng),但在試驗(yàn)條件下未出現(xiàn)明顯病變。在相同的Sr處理濃度下,隨著種植時(shí)間的延長(zhǎng),薺菜的生物量也增加,其中葉部生物量增加速率最高。

        另外根據(jù)試驗(yàn)過(guò)程中的觀察,薺菜在發(fā)芽出苗時(shí)期生長(zhǎng)較慢,而在生長(zhǎng)后期生長(zhǎng)速率較快。不同濃度的Sr處理對(duì)薺菜的這一生長(zhǎng)規(guī)律并沒(méi)有明顯影響。

        2.2 薺菜Sr吸收和分布特性

        由表2、表3和表4可知,在相同的種植時(shí)間下,隨著Sr處理濃度的增大,薺菜根、莖、葉3個(gè)部位的Sr含量均增加。且根、莖、葉3個(gè)部位的Sr含量基本表現(xiàn)為莖>葉>根。在相同的Sr處理濃度下,隨著種植時(shí)間的延長(zhǎng),薺菜根、莖、葉3個(gè)部位的Sr含量增加。

        在相同的種植時(shí)間下,隨著Sr處理濃度的增大,薺菜莖、葉的TF大體上呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì),這說(shuō)明土壤Sr濃度對(duì)薺菜的Sr轉(zhuǎn)運(yùn)能力有一定影響,大體上來(lái)說(shuō)是中等土壤Sr濃度情況下,薺菜的Sr轉(zhuǎn)運(yùn)能力更高。在相同的Sr處理濃度下,隨著種植時(shí)間的延長(zhǎng),薺菜莖、葉的TF沒(méi)有明顯的變化規(guī)律,這表明長(zhǎng)時(shí)間的Sr處理對(duì)薺菜的Sr轉(zhuǎn)運(yùn)能力影響并不大,薺菜可能具有較好的Sr耐受性。

        2.3 薺菜Sr富集特性

        表3 30 d后薺菜Sr吸收和分布情況

        表4 60 d后薺菜Sr吸收和分布情況

        表5 20 d后薺菜Sr富集情況

        由表5、表6和表7可知,在相同的種植時(shí)間下,隨著Sr處理濃度的增大,薺菜根、莖、葉3個(gè)部位的Sr富集總量大體上增大。且根、莖、葉3個(gè)部位的Sr富集總量表現(xiàn)為葉>莖>根。在相同的Sr處理濃度下,隨著種植時(shí)間的延長(zhǎng),薺菜根、莖、葉3個(gè)部位的Sr富集總量增大。

        在相同的種植時(shí)間下,隨著Sr處理濃度的增大,薺菜根、莖、葉3個(gè)部位的EC增大。且根、莖、葉3個(gè)部位的Sr富集系數(shù)基本表現(xiàn)為莖>葉>根,而且均大于唐秀歡等導(dǎo)出的90Sr超富集植物的最低EC值0.86[25]。相同Sr處理濃度下,隨著種植時(shí)間的增長(zhǎng),薺菜根、莖、葉3個(gè)部位的Sr富集系數(shù)也增大。

        由于薺菜葉部生物量大,因此其Sr富集總量也大,但是其EC大部分情況下低于薺菜莖部的EC。

        3 討論

        本研究表明,適宜的土壤Sr濃度能促進(jìn)薺菜的生長(zhǎng),而土壤Sr濃度過(guò)高則會(huì)抑制薺菜的生長(zhǎng)。這與現(xiàn)有研究的Sr對(duì)其他一些植物的生長(zhǎng)影響相似[26]。根據(jù)與薺菜同屬的油菜、白菜的研究結(jié)果,Sr對(duì)薺菜生長(zhǎng)的影響可能是Sr對(duì)薺菜光合作用、氧化酶系統(tǒng)和脂質(zhì)過(guò)氧化作用產(chǎn)生了影響,即低濃度的Sr處理可能提高了薺菜的葉綠素含量,從而促進(jìn)了光合效率,提高了抗氧化酶系統(tǒng)的活性并降低了脂質(zhì)過(guò)氧化作用[26-29]。

        表6 30 d后薺菜Sr富集情況

        表7 60 d后薺菜Sr富集情況

        植物修復(fù)的關(guān)鍵是找到合適的超富集植物。超富集植物的定義源于重金屬的植物修復(fù)研究,是指植物地上部分累積核素的量較一般植物高10~500倍的植物[30-32]。但是在放射性核素的植物修復(fù)領(lǐng)域由于研究較少,對(duì)此還沒(méi)有定論。目前,對(duì)放射性核素的超富集植物在富集能力上的要求是:對(duì)放射性核素吸收能力強(qiáng),而且最好是地上部分積累,即EC較高且 TF>1[33-34]。本研究中,薺菜的 Sr轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)都大于1,而且隨著種植時(shí)間的延長(zhǎng),薺菜莖、葉的Sr轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)沒(méi)有明顯的變化規(guī)律,薺菜具有較好的Sr耐受性。薺菜的Sr富集系數(shù)也均大于唐秀歡等導(dǎo)出的90Sr超富集植物的最低富集系數(shù)0.86[25]。因此,薺菜有可能是Sr的超富集植物。由于在放射性核素Sr的植物修復(fù)研究中未見(jiàn)薺菜的研究,且與其同屬的油菜、白菜的研究結(jié)果[4,27,35-38]本來(lái)就存在差異,所以在此不作與其他研究結(jié)果的比較。

        植物修復(fù)研究中發(fā)現(xiàn)的超富集植物往往具有生物量小、生長(zhǎng)速度慢的缺點(diǎn)[33]。本研究中,薺菜生長(zhǎng)速度僅在發(fā)芽出苗的幾天時(shí)間中較慢。另外可能由于種植期間肥水管理工作不夠到位,單株薺菜生物量較小,沒(méi)達(dá)到該薺菜品種應(yīng)有的18 cm開(kāi)展度,導(dǎo)致結(jié)果中單株薺菜Sr富集總量較小。進(jìn)一步的研究應(yīng)探索如何提高單株薺菜生物量,從而提高單株薺菜的Sr富集總量的途徑,或者通過(guò)合理密植來(lái)提高單位面積土壤上薺菜的Sr富集總量。

        Ca是植物的不可利用元素,在植物體內(nèi)以穩(wěn)定的化合物形式存在,來(lái)源于土壤。因此,Ca含量高的植物如果在被Sr污染的土壤上種植,則有可能由于Sr與Ca的性質(zhì)相似而吸收較多的Sr。本研究對(duì)“補(bǔ)鈣小能手”薺菜的研究結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)。因此,篩選Sr的超富集植物可以優(yōu)先從人們熟知的Ca含量高的植物入手,尤其是蔬菜類作物。因?yàn)槭卟俗魑镉腥斯ご竺娣e種植和病蟲(chóng)害防治的經(jīng)驗(yàn),一般生長(zhǎng)速率較快、生命周期較短,土壤和氣候等條件對(duì)其的影響亦為人類熟知。另外,蔬菜作物的生物量一般都不會(huì)很大,其應(yīng)用在植物修復(fù)中產(chǎn)生的放射性廢物量也就不會(huì)太大。

        4 結(jié)論

        本研究根據(jù)華東地區(qū)的土壤Sr含量水平設(shè)置了試驗(yàn)土壤Sr施加濃度,初步得出薺菜生長(zhǎng)、Sr吸收和分布、Sr富集隨土壤Sr濃度的變化規(guī)律,以及其隨種植時(shí)間的變化規(guī)律,并大致確定了最適宜薺菜生長(zhǎng)的土壤有效Sr濃度在80 mg/kg左右,且值得指出的是,更高的土壤有效Sr濃度對(duì)薺菜富集土壤中Sr的效果并沒(méi)有抑制作用。

        本研究條件下,薺菜對(duì)Sr的TF和EC較高,有可能是Sr的超富集植物,有實(shí)際應(yīng)用于Sr污染土壤修復(fù)的潛力。但是單株薺菜生物量較小,從而其Sr富集總量較小,進(jìn)一步的研究應(yīng)嘗試通過(guò)加強(qiáng)肥水管理等農(nóng)藝學(xué)手段提高單株薺菜生物量,或者通過(guò)合理密植提高單位面積土壤上薺菜的Sr富集總量。

        Ca含量高的植物的確具有較強(qiáng)的Sr富集能力。植物修復(fù)超富集植物的篩選工作應(yīng)從這方面入手,如篩選Sr的超富集植物考慮Ca含量高的植物、篩選Cs的超富集植物考慮K含量高的植物等。

        猜你喜歡
        核素薺菜放射性
        核素分類開(kāi)始部分的6種7核素小片分布
        居里夫人發(fā)現(xiàn)放射性
        薺菜入餃春味鮮
        薺菜的生存策略
        科學(xué)(2020年5期)2020-11-26 08:19:22
        薺 菜
        核素分類的4量子數(shù)
        薺菜青
        放射性家族個(gè)性有不同 十面埋“輻”你知多少
        來(lái)自放射性的電力
        太空探索(2015年10期)2015-07-18 10:59:20
        植物對(duì)核素鍶的吸附與富集作用研究現(xiàn)狀
        91av小视频| av日韩一区二区三区四区| 精品九九视频| 天堂av中文在线官网| 亚洲国产中文字幕在线视频综合 | 91视频免费国产成人| 精品视频在线观看一区二区有| 偷拍韩国美女洗澡一区二区三区| 色一情一乱一伦麻豆| 免费观看又污又黄的网站| 高h视频在线免费观看| 亚洲免费精品一区二区| 欧美性xxxxx极品老少| 伊人久久五月丁香综合中文亚洲 | 午夜香蕉av一区二区三区| 国产av一区二区三区在线播放| 国产无遮挡又黄又爽免费网站| 亚洲丁香婷婷综合久久小说| 国产女高清在线看免费观看| 一本色道久久综合亚州精品| 日韩精品中文一区二区三区在线| 亚洲中文字幕无码不卡电影| 国产亚洲美女精品久久久| 亚洲AV秘 片一区二区三区| 久久中文字幕亚洲综合| 狠狠精品久久久无码中文字幕| a级毛片免费观看视频| 国产一区二区三区影片| 亚洲国产av自拍一区| 精品无码中文字幕在线| 一本大道在线一久道一区二区| 日韩av在线手机免费观看| 看全色黄大色黄大片 视频| 中文在线√天堂| 少妇极品熟妇人妻高清| 在线视频观看国产色网| 亚洲精品久久久久久久久av无码| 国产在线观看入口| 精品少妇白浆一二三区| 日本丰满老妇bbw| 又黄又爽又高潮免费毛片|