不同形态镍化合物对玉米幼苗毒性及镍富集影响研究

发布时间：2018-05-27 06:11

  本文选题：镍化合物 + 镍螯合物　； 参考：《中国农业大学》2016年博士论文

【摘要】：镍在工业上的用途很广泛,主要用于不锈钢制造、电镀及电池生产。随着工业的日益发展,镍污染的问题越来越严重。镍是植物必需的微量元素之一,但土壤中过量的镍也会对植物的生长发育产生毒害。在土壤生态毒理研究中,毒性金属一般选择溶解度相对较高的无机化合物或有机化合物,如硝酸盐、氯化物、醋酸盐或硫酸盐。然而,近年有研究指出,相同金属的不同化合物在阳离子浓度相同时对植物和土壤生物也会表现出不同的毒性。因此,本研究的目的是通过盆栽实验,比较不同镍化合物对植物生长及镍摄入的影响,为土壤生态毒理研究中评估相同金属不同化合物的毒性差异提供理论依据。本研究选择玉米作为供试植物,在温室内进行盆栽实验,通过土壤中人为添加无机态镍化合物(氯化镍、硫酸镍)、有机态镍化合物(醋酸镍)和两种螯合态镍化合物(柠檬酸镍和乙二胺四乙酸镍(Ni(Ⅱ)-EDTA))进行了针对玉米幼苗的毒性比较研究。比较不同形态镍化合物对植物(玉米)生长的影响,镍在植物体内的富集和毒性,以及镍污染对植物生理生化指标的影响。为比较这五种不同形态镍化合物／镍螯合物相同浓度下的毒性,选择Ni浓度为560mg/kg和1000mg/kg分别进行了实验；并进行NiCl2·6H2O, NiSO4·6H2O和Ni(Ⅱ)-EDTA不同浓度下的剂量-效应实验。在出苗后第28天,测定了植物的各项生理生化指标和土壤性质。研究结果表明,添加到土壤中的镍由于阴离子不同其毒性有显著差异,其对玉米幼苗的毒性顺序是：硫酸镍醋酸镍柠檬酸镍氯化镍EDTA镍。以玉米植株高度为例,其50%抑制的有效浓度(EC50)硫酸镍是3148mg/kg,氯化镍是1315 mg/kg, EDTA镍是89 mg/kg。五种镍化合物在玉米幼苗根、茎、叶中的富集顺序是：Ni(Ⅱ)-EDTA NiSO4≥NiCl2 Ni(Ⅱ)-柠檬酸Ni(CH3COO)2。镍化合物的毒性依赖于植物对其的吸收能力,EDTA可促进植物对Ni的吸收和转运,从而提高Ni对植物的毒性。镍在植物体内的主要富集在根部,富集浓度远大于茎或叶部。三个部位的镍富集程度顺序是：根部Ni含量茎的Ni含量≥叶的Ni含量。部分镍化合物(如氯化镍)在低浓度时(如0-320 mg/kg)情况下,对玉米的生长具有促进作用。随着镍浓度的增加(高于320 mg/kg),逐渐抑制玉米生长,且浓度越高,抑制作用越强。高浓度情况下(1000mg/kg及以上)镍污染土壤中玉米幼苗的生长与发育受到明显的抑制,出现植株矮化,植物叶片失绿、卷叶、烧尖或斑点病变等症状。不同浓度的Ni (NiCl2)处理下,低Ni浓度(0-180mg/kg)时,刺激叶片糖和淀粉的生成,叶片中可溶性糖、淀粉含量提高。高浓度Ni显著降低了玉米叶片中可溶性糖含量。当Ni (NiCl2)浓度高于180mg/kg时,叶片中的可溶性糖含量随着Ni (NiCl2)浓度的升高而降低。镍污染会降低植物叶片中可溶性糖含量,对叶片中蔗糖和淀粉含量影响不明显。
[Abstract]:Nickel is widely used in industry, mainly used in stainless steel manufacturing, electroplating and battery production. With the development of industry, the problem of nickel pollution is becoming more and more serious. Nickel is one of the essential trace elements in plants, but excessive nickel in soil can also poison the growth and development of plants. In soil ecotoxicological studies, toxic metals generally choose inorganic or organic compounds with relatively high solubility, such as nitrate, chloride, acetate or sulfate. However, recent studies have shown that different compounds of the same metal exhibit different toxicity to plant and soil organisms at the same cationic concentration. Therefore, the purpose of this study is to compare the effects of different nickel compounds on plant growth and nickel intake through pot experiments, and to provide a theoretical basis for evaluating the toxicity differences of the same metals and different compounds in soil ecotoxicology. In this study, maize was selected as the tested plant, and pot experiment was carried out in greenhouse. The inorganic nickel compounds (nickel chloride, nickel chloride) were artificially added to the soil. The toxicity of nickel sulfate, organic nickel (nickel acetate) and two kinds of chelate nickel compounds (nickel citrate and Ni (鈪，

本文编号：1940774