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AgNPs对湿地植物的影响及其吸收转运研究

发布时间：2020-07-22 08:20
【摘要】：纳米银颗粒(AgNPs)是粒径在1-100nm的金属银单质,它集合了纳米材料和银单质的特性,具有良好的表面活性、尺寸效应及优异的杀菌性能,成为目前应用最广泛、发展最快的纳米材料之一。然而,纳米银产品日益增多的同时,AgNPs也通过不同途径进入了水体中,可能会直接或间接影响到水生态系统的各个部分。寻求一种去除水体中AgNPs的有效技术,从而减轻或消除AgNPs对水生态系统的潜在危害十分迫切和必要。因此,明确AgNPs对湿地植物的毒性及其在系统中的迁移转运,为水体中AgNPs的生态修复提供理论依据和技术支持,具有重要实际意义和应用价值。以AgNPs胁迫下的凤眼莲水培系统为研究对象,探究AgNPs在系统中的吸收转运过程。结果表明,不同初始浓度AgNPs胁迫下的水体中银浓度出现了不同程度的下降。在试验范围内,AgNPs初始浓度和植物根系、茎叶银积累浓度间均存在显著正相关关系(r=0.98,p0.05r=1,p0.001),且大部分银都积累在植物根系。相比于AgN03的胁迫,AgNPs胁迫下水体中银的去除率及植物吸收的银含量皆低于同浓度下的AgN03系统。AgNPs初始浓度与系统对银的去除量之间也存在显著正相关关系(r=0.99,p0.001)；通过量化分析,发现团聚沉降是AgNPs的主要去除机制,植物对AgNPs的吸收作用相对较弱。在AgNPs胁迫下,植物的发芽率、含水量、可溶性蛋白及叶绿素含量均受到不同程度抑制。以AgNPs胁迫下的黄花鸢尾、花叶芦竹、香蒲土培系统及香蒲水培系统为研究对象,监测了植物叶片的抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性及MDA含量,以探究AgNPs胁迫下湿地植物的抗逆特性。结果表明,在低浓度条件下(0.1mg/L、1mg/L),三种抗氧化酶活性均较为稳定；高浓度条件下(20mg/L、40mg/L),抗氧化酶受到诱导,呈现出先上升而后增幅减缓或下降的变化趋势,表明AgNPs初期即破坏了植物体内活性氧平衡,激发了植物活性氧清除系统。水培系统中,高浓度(20mg/L、40mg/L)AgNPs溶液的长期胁迫使得香蒲的SOD、POD活性受到抑制,CAT后期受到一定程度诱导,活性提高。结合植物叶片中MDA的积累量,三种植物抵抗AgNPs胁迫的能力顺序为：香蒲黄花鸢尾花叶芦竹。试验选取AgNPs胁迫下的黄花鸢尾、花叶芦竹、香蒲土培系统为研究对象,监测植物根际三种土壤酶(脱氢酶、脲酶、磷酸酶)活性,以探究AgNPs对植物根际土壤微环境的影响。结果表明,AgNPs胁迫对三种植物根际土壤脱氢酶、脲酶、磷酸酶活性均存在抑制作用,对脱氢酶、脲酶的抑制作用尤为显著。三种植物中,黄花鸢尾的根际土壤脱氢酶、脲酶、酸性磷酸酶及碱性磷酸酶受AgNPs抑制程度相对较低,表明黄花鸢尾根际土壤微环境受AgNPs胁迫的影响最小。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X171.5;TB383.1

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本文编号：2765555

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