水生植物水葱对沉积物中十溴联苯醚的修复机制研究

发布时间：2021-09-02 14:23

　　十溴联苯醚（Decabromodiphenyl Ether, BDE-209）由于优异的阻燃效能而最为全球性普遍使用的的溴剂阻燃剂。近年来,BDE-209被发现在环境中普遍存在,甚至南极的沉积物和企鹅中都可检测到其存在,由于其持久性、易于生物富集并且具有内分泌干扰作用而。由于BDE-209的高疏水性,水环境沉积物是BDE-209的主要蓄积库,中国是世界上沉积物BDE-209检出率与检出值最高的国家之一。目前,对于环境中的BDE-209污染的修复方法主要有光降解、高温和微生物降解,但这些方法大都不适用于水环境中BDE-209污染的修复。绿色、经济、可持续性的生物修复技术-植物修复是解决沉积物有机污染物最有前景的修复技术,由于在水环境沉积物污染物修复中微生物修复技术难以有效应用,因此植物修复技术具有更好的应用前景,但是目前关于沉积物PBDEs污染的植物修复技术研究尚未有报道。本研究前期通过筛选实验发现水生植物水葱（Scirpus validus Vahl）对沉积物中的BDE-209具有良好的修复效果。因此,本研究进一步开展水葱来对沉积物中的BDE-209的抗性及修复机制研究,包括水葱对BD... 

【文章来源】：华中师范大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：154 页

【学位级别】：博士

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中文摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 多溴联苯醚(PBDES)介绍
        1.1.1 PBDEs化学结构
        1.1.2 PBDEs同系物组理化性质
        1.1.3 PBDEs阻燃机制
        1.1.4 商品化PBDEs
    1.2 环境中PBDEs污染源
    1.3 PBDES环境分配
    1.4 PBDES在各种环境介质中的存在
        1.4.1 水体中PBDEs
        1.4.2 大气中PBDEs
        1.4.3 土壤中PBDEs来源及分布
        1.4.4 沉积物中PBDEs来源及分布
        1.4.5 生物体中PBDEs来源及分布
        1.4.6 人体中PBDEs来源及分布
    1.5 PBDEs的生态学效应
        1.5.1 PBDEs的内分泌干扰效应
        1.5.2 PBDEs的神经毒性效应
    1.6 PBDEs污染环境的修复与治理技术
        1.6.1 PBDEs的光降解
        1.6.2 PBDEs的化学降解
        1.6.3 PBDEs的微生物降解
    1.7 植物修复及在有机污染物修复中的应用
        1.7.1 植物修复简介
        1.7.2 植物对有机污染物OPs的修复
        1.7.3 植物修复OPs研究进展
    1.8 本文的研究内容、目的和意义
        1.8.1 研究内容
        1.8.2 技术路线
        1.8.3 研究目的及意义
第二章 沉积物中十溴联苯醚对水葱的生理学效应
    2.1 前言
    2.2 实验材料
        2.2.1 沉积物及水生植物
        2.2.2 主要化学试剂
        2.2.3 主要分析仪器及规格
    2.3 实验方法
        2.3.1 实验地点概况
        2.3.2 沉积物理化指标分析方法
        2.3.3 实验设置
        2.3.4 植物生理生化实验方法
        2.3.5 植物和土壤样品的采集及保存
        2.3.6 沉积物中及植物样品中BDE-209的萃取
        2.3.7 沉积物中及植物样品中BDE-209的净化
        2.3.8 BDE-209仪器分析
        2.3.9 回收率与质量控制(QA/QC)
        2.3.10 作图与数据统计分析
    2.4 结果与分析
        2.4.1 沉积物及水葱样品BDE-209加标回收率
        2.4.2 BDE-209修复水生植物的筛选
        2.4.3 沉积物中不同浓度BDE-209对水葱生物量的影响
        2.4.4 沉积物中不同浓度BDE-209对水葱MDA含量的影响
        2.4.5 沉积物中不同浓度BDE-209对水葱根系活力的影响
        2.4.6 沉积物中不同浓度BDE-209对水葱叶绿素及叶绿素荧光的影响
        2.4.7 沉积物中不同浓度BDE-209对水葱体内抗氧化酶系的影响
        2.4.8 根际和非根际沉积物中BDE-209去除率变化
        2.4.9 BDE-209在水葱体内的分布
    2.5 讨论
    2.6 本章小结
    第三章 S.VALIDUS VAHL对沉积物中BDE-209的去除能力与机制研究
    3.1 前言
    3.2 实验材料
        3.2.1 沉积物及水生植物的采集
        3.2.2 主要化学试剂
        3.2.3 主要分析仪器及规格
    3.3 实验方法
        3.3.1 实验地点概况
        3.3.2 BDE-209污染沉积物的制备
        3.3.3 实验设置
        3.3.4 沉积物及植物样品低溴代PBDEs GC/MS分析前处理
        3.3.5 样品的GC/MS检测
        3.3.6 植物生理学分析方法
        3.3.7 沉积物中BDE-209的测定方法
        3.3.8 植物体BDE-209的测定方法
        3.3.9 质量控制与保证
        3.3.10 公式计算
        3.3.11 作图与资料统计分析
    3.4 结果与分析
        3.4.1 三种典型沉积物样品BDE-209加标回收率
        3.4.2 修复过程中水葱生物量变化
        3.4.3 水葱对淤泥中BDE-209的修复效率
        3.4.4 水葱对黄泥中BDE-209的修复效率
        3.4.5 水葱对砂质沉积物中BDE-209的修复效率
        3.3.6 水葱对淤泥中BDE-209的吸收富集及传导
        3.3.7 水葱对黄泥中BDE-209的吸收富集及传导
        3.3.8 水葱对砂质沉积物中BDE-209的吸收富集及传导
        3.4.9 水生植物修复沉积物中BDE-209机制分析
        3.4.10 BDE-209在根际沉积物中的降解产物分析
        3.4.11 BDE-209在水葱根部的降解产物分析
        3.4.12 BDE-209在水葱地上部分的降解产物分析
    3.5 讨论
    3.6 本章小结
第四章 表面活性剂及B-环糊精对S.VALIDUS VAHL修复沉积物BDE-209污染的增效修复作用
    4.1 前言
    4.2 实验材料
        4.2.1 沉积物及水生植物
        4.2.2 药品、材料及规格
        4.2.3 实验仪器及规格
    4.3 实验方法
        4.3.1 实验地点概况
        4.3.2 BDE-209污染沉积物的制备及表面活性剂的添加
        4.3.3 实验设置
        4.3.4 沉积物中BDE-209的测定方法
        4.3.5 质量控制与保证
        4.3.6 数据统计与分析
    4.4 结果与分析
        4.4.1 水葱生物量
        4.4.2 不同浓度阳离子表面活性剂对水葱修复沉积物中BDE-209的影响
        4.4.3 不同浓度阴离子表面活性剂对水葱修复沉积物中BDE-209的影响
        4.4.4 不同浓度非离子表面活性剂对水葱修复沉积物中BDE-209的影响
        4.4.5 不同浓度β-CD对水葱修复沉积物中BDE-209的影响
    4.5 讨论
    4.6 本章小结
第五章 BDE-209植物修复过程中根际微生物群落特征分析
    5.1 前言
    5.2 实验材料
        5.2.1 主要试剂及仪器
    5.3 实验方法
        5.3.1 沉积物样品的采集
        5.3.2 DAPI法测定根际及非根际细菌数量沉积物样品的前处理
        5.3.3 DAPI荧光染色计数
        5.3.4 根际及非根际沉积物真菌数量测定方法
        5.3.5 根际及非根际沉积物放线菌数量测定方法
        5.3.6 根际及非根际沉积物脱氢酶活力的测定
        5.3.7 根际及非根际沉积物脲酶活力的测定
        5.3.8 根际及非根际沉积物总DNA提取与纯化
        5.3.9 根际及非根际细菌16S rDNA PCR扩增
        5.3.10 PCR产物的纯化
        5.3.11 PCR产物连接
        5.3.12 根际及非根际细菌16S rDNA克隆文库的构建
        5.3.13 阳性克隆的筛选
        5.3.14 限制性片段长度多态性(Restriction Fragment Length Polymorphism,RFLP)分型
        5.3.15 克隆文库分析
        5.3.16 系统发育分析
        5.3.17 数据统计与分析
    5.4 结果与分析
        5.4.1 修复过程中根际及非根际细菌数量变化
        5.4.2 修复过程中根际及非根际放线菌数量变化
        5.4.3 修复过程中根际及非根际真菌数量变化
        5.4.4 修复过程中根际及非根际DHA变化
        5.4.5 修复过程中根际及非根际UA变化
        5.4.6 水葱根际沉积物总DNA的提取
        5.4.7 沉积物细菌16S rRNA基因的扩增
        5.4.8 RFLP酶切分析
        5.4.9 细菌16S rRNA基因克隆文库组成及系统发育分析
    5.5 讨论
    5.6 本章小结
第六章 淡水河水质持续净化示范工程对水体有毒有机污染物的处理效果
    6.1 前言
    6.2 材料与方法
        6.2.1 实验材料
        6.2.2 样品采集
        6.2.3 水样中有毒有机污染物分析方法
        6.2.4 淡水河水质持续净化示范工程参数及示意图
    6.3 监测结果与分析
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
参考文献
在校期间发表的论文、科研成果等
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[3]五氯酚污染土壤的水生植物修复研究[D]. 高创新.华中师范大学 2008



本文编号：3379173