茶皂甙对植物吸收多氯联苯的影响

作     者：池小雅 

作者单位：浙江工商大学 

学位级别：硕士

导师姓名：夏会龙

授予年度：2010年

学科分类：12[管理学] 1204[管理学-公共管理] 082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 120405[管理学-土地资源管理] 

主      题：甘蔗 玉米 西葫芦 茶皂甙 多氯联苯 吸收 

摘      要：多氯联苯(PCBs)因致畸、致癌、致突变的“三致效应,对环境危害极大,一直是有机污染修复中的难点。而表面活性剂增效植物修复有机污染具有较大的应用潜力。本文在综述植物修复有机污染土壤的研究现状基础上,选择了天然表面活性剂茶皂甙(TS)促进植物吸收PCBs,旨在探讨茶皂甙应用到植物修复PCBs污染土壤的可行性。以能源植物甘蔗、模型植物玉米以及PCBs高积累植物西葫芦为植物材料,以PCBs为污染物修复对象,以十二烷基苯磺酸钠(LAS)作参照,通过观测PCBs被根系吸收后在植物中的消长动态,了解各植物对PCBs的抗性和耐性,考察不同剂量茶皂甙调控三种典型植物吸收PCBs的效果,为合理利用茶皂甙调控植物修复土壤PCBs污染提供科学依据。研究取得了以下成果：1.建立了以超声波萃取、硅胶柱净化和GC-ECD测定植物、土壤样品中PCBs的方法。植物样品供试PCBs (PCB14、PCB18、PCB77和PCB156)的方法回收率在94.50-96.62%之间,土壤样品中该4种PCBs的方法回收率于74.65-78.43%之间。该法具有操作简单、省时和准确等优点。 2.不同植物吸收PCBs的量不同,在土培未加表面活性剂(对照)处理下,西葫芦作为PCBs高积累植物其根系和茎叶PCBs浓度累积可达6.72和0.57 mg/kg,是甘蔗和玉米的5倍以上。 3.茶皂甙对水培玉米吸收PCBs有一定的促进作用。添加100mg/kg茶皂甙能显著增加玉米根部对PCBs的吸收,玉米根中PCB14、PCB18、PCB77和PCB156的浓度分别为22.63、22.02、71.00和92.93mg/kg,相当于对照的2.72、2.68、1.94和2.40倍,茎叶中PCB14的浓度达到最大值2.92 mg/kg,是对照的1.88倍,但无显著性差异。茶皂甙添加浓度高于500 mg/kg对玉米茎叶吸收PCBs有一定的抑制作用。 4.表面活性剂对土培玉米吸收PCBs有一定的促进作用。添加茶皂甙浓度为50 mg/kg时,玉米对PCBs的吸收效果最好,根系中PCBs浓度达3.00 mg/kg,是对照的8.11倍;茎叶中PCBs总浓度达0.21 mg/kg,是对照的1.91倍;玉米植株累积PCBs量达到最大值2.28μg,是对照的10.36倍,是相同剂量LAS的1.04倍。复合表面活性剂(LAS:TS=1:4,c:c)处理下,茎叶内PCBs总浓度达最大值0.24 mg/kg,比同浓度单一茶皂甙处理增加了0.03 mg/kg o 水培玉米根系PCBs富集系数比土培玉米高2-3个数量级,而茎叶中的PCBs富集系数比土培高4-5个数量级。 5.添加茶皂甙能提高西葫芦地上部分吸收PCBs的量。茶皂甙对西葫芦根系吸收PCBs有低促高抑的作用。添加:50 mg/kg茶皂甙时,西葫芦根系积累达最大值27.87 mg/kg,是对照的4.15倍。在茶皂甙浓度为100 mg/kg时,西葫芦地上部分各组织中PCBs的浓度达到最大值1.08 mg/kg,是对照的1.89倍;西葫芦植株累积PCBs量可达最大值1.16μg,其中地上部分能带走0.42μg的PCBs。可见,添加100 mg/kg的茶皂甙对西葫芦吸收PCBs的效果最佳。 6.茶皂甙能显著提高甘蔗对PCB5的吸收,甘蔗根、茎、叶中PCB5的浓度显著性提高,植物根部以及茎叶中生物富集因子均大幅增加。 在茶皂甙供试剂量范围内,茶皂甙浓度分别为50、100和5000mg/kg时,对玉米、西葫芦和甘蔗吸收PCBs效果最佳,对各单株植物的PCBs最高累积量分别为：玉米2.28μg、西葫芦1.16μg和甘蔗0.11μg,表明茶皂甙对富集能力较差的高生物量植物具有更佳的增强PCBs的吸收与积累效果。