三种不同阴离子的咪唑类离子液体对蚕豆幼苗的生态毒性

发布时间：2018-11-03 12:00

【摘要】：离子液体通常是由大的不对称的有机阳离子和小的有机阴离子或无机阴离子组成的,因为具有许多独特的理化性质,如熔点低、溶解性好、不易燃、热稳定性高等,因而被广泛应用在电化学、有机合成、催化和分离提纯等领域。然而随着离子液体的广泛应用,离子液体可能会通过事故泄露、工业废水、灌溉和地下水等途径进入水体和土壤中,对环境和生物体带来潜在的风险。以前已经有一些关于离子液体对植物毒性的研究,主要是采用水培染毒的方式,在实际生活中植物主要生长在土壤中,因而研究离子液体在土壤中对植物的毒性研究更具有现实意义。本实验选取了三种阴离子不同的咪唑类离子液体[C_6mim]Br、[C_6mim]NO_3、[C_6mim]BF_4作为研究对象,以蚕豆为模式生物,研究其在土壤中对蚕豆幼苗的生态毒性。研究离子液体对蚕豆幼苗生长指标的影响,浓度设置为0、500、1000、1500、2000和2500mg/kg,培养至第10d,测定其对株高、根长、干重的影响。研究离子液体对蚕豆幼苗生理指标的影响,浓度设置为0、1、10、100和500mg/kg,培养至第10d,测定土壤中的离子液体的残留、希尔反应、活性氧、抗氧化酶(SOD、CAT、APX、GPX)、抗氧化物(ASA、GSH)、氧化损伤(MDA、PCO、DNA损伤)等指标,通过评价所选离子液体对蚕豆幼苗的毒性作用,为全面评价离子液体的毒性提供给理论依据。主要研究结果如下:(1)本研究中,[C_6mim]Br、[C_6mim]NO_3、[C_6mim]BF_4的添加回率分别为73.3%-88.5%、72.8%-88.3%、78.0%-88.7%。到第10d,[C_6mim]Br各处理组浓度与第0d相比降低了5.6%、4.4%、4.8%和1.8%;[C_6mim]NO_3各处理组浓度与第0d相比降低了4.3%、4.0%、5.7%和9.8%;[C_6mim]BF_4各处理组浓度与第0d相比降低了3.2%、7.4%、2.8%和3.4%,三种离子液体的浓度变化均在10%以内,整个暴露期间基本维持稳定。(2)从生长指标来看,[C_6mim]Br、[C_6mim]NO_3、[C_6mim]BF_4的暴露均对蚕豆幼苗的生长产生抑制作用,随着浓度升高抑制作用逐渐增强,通过EC50的对比,[C_6mim]BF_4对株高、根长和干重的EC50均明显小于另外两种离子液体。(3)[C_6mim]Br、[C_6mim]NO_3、[C_6mim]BF_4暴露期间,低浓度处理组活性氧含量没有明显变化,在100mg/kg,O2-和H_2O_2的产生量均显著增多。(4)本研究中,[C_6mim]Br、[C_6mim]NO_3、[C_6mim]BF_4浓度在1和10mg/kg时,SOD、CAT、APX和GPX的活性基本都维持在对照组水平,当浓度达到100mg/kg,除CAT外,其余三种抗氧化酶的活性均明显升高,与对照组存在显著性差异。四种抗氧化酶指标中,CAT是最不灵敏的。ASA的含量在500mg/kg显著升高,GSH的含量在100mg/kg已经显著升高,GSH相比较ASA灵敏。(5)在最低浓度(1mg/kg)处理组,[C_6mim]Br、[C_6mim]NO_3、[C_6mim]BF_4的暴露,均没有对脂质、蛋白质和DNA造成损伤,当浓度为10mg/kg时,三种离子液体的暴露均使MDA的含量明显增加,当[C_6mim]Br和[C_6mim]NO_3的浓度为100mg/kg及以上,[C_6mim]BF_4的浓度为10mg/kg及以上时,PCO含量和OTM值均显著增加。
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【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X173;S643.6

【参考文献】