模拟根系分泌物和低分子量有机酸对农田土壤中pahs结合态残留的活化作用
多环芳烃是一类广泛存在于环境中的持久性有机污染物，它不仅降低环境质量还会危害人体健康。植物修复是当前生物修复研究领域的热点。植物修复的机理主要包括对多环芳烃的直接利用、根际微生物的降解作用和植物与微生物的联合作用。实验采用微宇宙法，以菲、芘为土壤中PAHs的代表物，探讨模拟根系分泌物和草酸、柠檬酸、苹果酸对根际土壤中PAHs 结合态残留的生物可利用性；系统地研究根系分泌物及其低分子量有机酸组分对根际土壤中PAHs结合态残留转化的影响规律。正丁醇萃取态菲、芘的含量随着ARE和LMWOAs加入量的提高呈上升趋势。供试三种LMWOAs对两种土壤中PAHs结合态残留的活化能力高于ARE。土壤有机质含量影响PAHs结合态残留的形成，有机质含量较少的红壤中PAHs结合态残留较易转化为可提取态，培养时间的延长有助于土壤中PAHs结合态残留的活化。
目录
摘要 2
关键词 2
Abstract . 2
Key words 2
引言 2
1 材料与方法 4
1.1 材料 4
1.1.1 试剂 4
1.1.2 仪器 4
1.2 供试土壤 4
1.3 实验方法 4
1.4 数据处理与统计方法 4
2 结果与分析 5
2.1 污染土样中PAHs的形态分级 5
2.2 不同培养时间后土壤PAHs结合态残留的释放 5
2.3 模拟根系分泌物和LMWOAs促进土壤中PAHs结合态残留的释放 5
2.4 培养时间对土壤中PAHs结合态残留活化的影响 7
2.5 土壤类型对PAHs结合态残留活化的影响 7
3 讨论 8
致谢 10
参考文献： 10
模拟根系分泌物和低分子量有机酸对农田土壤中PAHs结合态残留的活化作用
引言
引言
随着工农业的快速发展，土壤的有机污染越来越普遍，POPs已成为土壤环境中的重要污染物[14]。多环芳烃( polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是一类广 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
泛存在于环境中的,具有致癌、致畸、致突变性的持久性有机污染物 。PAHs是环境中一类危险而需重点研究的、也是各国优先控制的污染物。残留在土壤中的有机污染物由于性质稳定，不易分解，在土壤中不断积累，严重危害着土壤的生产、生态功能和农产品质量，甚至通过生物富集作用进入食物链，危及人类健康。
目前，有学者认识到，用污染物的总量指标难以准确评价土壤受有机污染的程度和风险，需要搞清PAHs等有机污染物的形态分级，来进一步评价土壤污染的程度。土壤中有机污染物按其残留形态可以分为可萃取态残留和结合态残留，其中可萃取态残留指不改变化学结构，可以通过溶剂提取并用常规分析方法所鉴定的残留，包括可脱附态和有机溶剂萃取态，而结合态残留则难以直接萃取[5]。一般认为，污染物结合态残留的形成能够大大降低土壤有机污染的风险，而可萃取态残留容易对生物产生影响，但在土壤中更易于降解。虽然结合态残留的生物有效性较低，但在一定条件下仍可被植物富集利用，对生物体造成危害[68]。例如，Agnihotri认为有机污染物中结合态残留有1%~10%是生物可利用的[9]。研究大豆受土壤中农药结合态残留的影响时发现，大豆植株对土壤中农药结合态残留的吸收率可达0.46%～0.70% [10]；发现，玉米，冬小麦和冬大麦对田间结合态特丁净残留的吸收率为2%，1.2%和0.1%[11]；水稻在含6μg/g的结合态绿黄隆的土样中生长收到抑制，并在秧苗中检出可利用态和结合态的14C绿黄隆[12]。Khan和Ivarson认为，是根际微生物分解了结合态扑草净残留和土壤之间连接，并将释放出来的活性扑草净矿化降解。那么，调节根际环境的根系分泌物[13]在这个过程中起到什么作用呢？
根系分泌物是植物根系在生命活动过程中向土壤分泌的各种有机化合物的总称，包括糖类、有机酸、氨基酸等，它调控根际微生物种群数量和结构，并与根际微生物相互作用，形成良好的根际环境[1416]。同时，根系分泌物可通过影响土壤有机污染物的生物可利用性来实现污染物的降解[1720]。根系分泌物和有机酸通过降低土壤对POPs的吸附，促进其解吸，从而提高其在土壤中的生物可利用性[21,22]；草酸、酒石酸和柠檬酸三种低分子量有机酸可显著提高红壤中六氯环己烷(HCHs)和滴滴涕(DDTs)的释放百分率[23]。而根系分泌物和有机酸是否影响土壤中有机污染物结合态残留的形态转化，国内外鲜有报道。
针对上述情况，本研究选用柠檬酸、草酸、苹果酸几种常见的根系分泌物组分，旨在弄清根际土壤PAHs结合态残留的植物可利用性、时空分布、转化的基础上，明确根系分泌物影响PAHs 结合态残留转化的可能性；探讨根系分泌物及其低分子量有机酸、氨基酸等主要组分对根际土壤中PAHs 结合态残留转化的影响规律。通过开展本项目研究，试图为防治土壤POPs 污染、减低作物污染风险、指导污染区农业生产、保障农产品安全等提供重要依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 试剂
菲和芘均购自Aldrich chemical Co., 纯度>98%，分子量分别是178.23和202.26 gmol1，纯水中溶解度为1.18和0.12 mgL1(25℃)，辛醇水分配系数(logKow)分别为4.46和4.88。甲醇为色谱纯，柠檬酸、苹果酸、草酸、丙氨酸及丝氨酸均为分析纯，水为去离子水。
ARE组成为柠檬酸、草酸、苹果酸、丝氨酸、丙氨酸和果糖。模拟根系分泌物的母液中各成分浓度为：25 mmolL–1 柠檬酸, 25 mmolL–1 草酸, 25 mmolL–1 苹果酸, 12.5 mmolL–1 丝氨酸, 12.5 mmolL–1 丙氨酸, 和50 mmolL–1 果糖。
1.1.2 仪器
岛津LC20AT高效液相色谱仪（检测器型号SPD20A），HZ9210K冷冻摇床，KQ5200DE型数字超声波清洗器，低速离心机，超低温冷冻冰箱等。
1.2 供试土壤
供试土壤分别采自湖北武汉和江西鹰潭城郊农田土壤表层（0?20 cm），理化性质见表1。土壤采集后，风干，过60目筛备用。
表1 供试土样的理化性质
土壤
Soil
采集地
Location
目录
摘要 2
关键词 2
Abstract . 2
Key words 2
引言 2
1 材料与方法 4
1.1 材料 4
1.1.1 试剂 4
1.1.2 仪器 4
1.2 供试土壤 4
1.3 实验方法 4
1.4 数据处理与统计方法 4
2 结果与分析 5
2.1 污染土样中PAHs的形态分级 5
2.2 不同培养时间后土壤PAHs结合态残留的释放 5
2.3 模拟根系分泌物和LMWOAs促进土壤中PAHs结合态残留的释放 5
2.4 培养时间对土壤中PAHs结合态残留活化的影响 7
2.5 土壤类型对PAHs结合态残留活化的影响 7
3 讨论 8
致谢 10
参考文献： 10
模拟根系分泌物和低分子量有机酸对农田土壤中PAHs结合态残留的活化作用
引言
引言
随着工农业的快速发展，土壤的有机污染越来越普遍，POPs已成为土壤环境中的重要污染物[14]。多环芳烃( polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是一类广 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
泛存在于环境中的,具有致癌、致畸、致突变性的持久性有机污染物 。PAHs是环境中一类危险而需重点研究的、也是各国优先控制的污染物。残留在土壤中的有机污染物由于性质稳定，不易分解，在土壤中不断积累，严重危害着土壤的生产、生态功能和农产品质量，甚至通过生物富集作用进入食物链，危及人类健康。
目前，有学者认识到，用污染物的总量指标难以准确评价土壤受有机污染的程度和风险，需要搞清PAHs等有机污染物的形态分级，来进一步评价土壤污染的程度。土壤中有机污染物按其残留形态可以分为可萃取态残留和结合态残留，其中可萃取态残留指不改变化学结构，可以通过溶剂提取并用常规分析方法所鉴定的残留，包括可脱附态和有机溶剂萃取态，而结合态残留则难以直接萃取[5]。一般认为，污染物结合态残留的形成能够大大降低土壤有机污染的风险，而可萃取态残留容易对生物产生影响，但在土壤中更易于降解。虽然结合态残留的生物有效性较低，但在一定条件下仍可被植物富集利用，对生物体造成危害[68]。例如，Agnihotri认为有机污染物中结合态残留有1%~10%是生物可利用的[9]。研究大豆受土壤中农药结合态残留的影响时发现，大豆植株对土壤中农药结合态残留的吸收率可达0.46%～0.70% [10]；发现，玉米，冬小麦和冬大麦对田间结合态特丁净残留的吸收率为2%，1.2%和0.1%[11]；水稻在含6μg/g的结合态绿黄隆的土样中生长收到抑制，并在秧苗中检出可利用态和结合态的14C绿黄隆[12]。Khan和Ivarson认为，是根际微生物分解了结合态扑草净残留和土壤之间连接，并将释放出来的活性扑草净矿化降解。那么，调节根际环境的根系分泌物[13]在这个过程中起到什么作用呢？
根系分泌物是植物根系在生命活动过程中向土壤分泌的各种有机化合物的总称，包括糖类、有机酸、氨基酸等，它调控根际微生物种群数量和结构，并与根际微生物相互作用，形成良好的根际环境[1416]。同时，根系分泌物可通过影响土壤有机污染物的生物可利用性来实现污染物的降解[1720]。根系分泌物和有机酸通过降低土壤对POPs的吸附，促进其解吸，从而提高其在土壤中的生物可利用性[21,22]；草酸、酒石酸和柠檬酸三种低分子量有机酸可显著提高红壤中六氯环己烷(HCHs)和滴滴涕(DDTs)的释放百分率[23]。而根系分泌物和有机酸是否影响土壤中有机污染物结合态残留的形态转化，国内外鲜有报道。
针对上述情况，本研究选用柠檬酸、草酸、苹果酸几种常见的根系分泌物组分，旨在弄清根际土壤PAHs结合态残留的植物可利用性、时空分布、转化的基础上，明确根系分泌物影响PAHs 结合态残留转化的可能性；探讨根系分泌物及其低分子量有机酸、氨基酸等主要组分对根际土壤中PAHs 结合态残留转化的影响规律。通过开展本项目研究，试图为防治土壤POPs 污染、减低作物污染风险、指导污染区农业生产、保障农产品安全等提供重要依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 试剂
菲和芘均购自Aldrich chemical Co., 纯度>98%，分子量分别是178.23和202.26 gmol1，纯水中溶解度为1.18和0.12 mgL1(25℃)，辛醇水分配系数(logKow)分别为4.46和4.88。甲醇为色谱纯，柠檬酸、苹果酸、草酸、丙氨酸及丝氨酸均为分析纯，水为去离子水。
ARE组成为柠檬酸、草酸、苹果酸、丝氨酸、丙氨酸和果糖。模拟根系分泌物的母液中各成分浓度为：25 mmolL–1 柠檬酸, 25 mmolL–1 草酸, 25 mmolL–1 苹果酸, 12.5 mmolL–1 丝氨酸, 12.5 mmolL–1 丙氨酸, 和50 mmolL–1 果糖。
1.1.2 仪器
岛津LC20AT高效液相色谱仪（检测器型号SPD20A），HZ9210K冷冻摇床，KQ5200DE型数字超声波清洗器，低速离心机，超低温冷冻冰箱等。
1.2 供试土壤
供试土壤分别采自湖北武汉和江西鹰潭城郊农田土壤表层（0?20 cm），理化性质见表1。土壤采集后，风干，过60目筛备用。
表1 供试土样的理化性质
土壤
Soil
采集地
Location
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