納米氧化銅的植物吸收累積與毒性效應(yīng)初探.pdf

1、納米金屬氧化物由于其獨(dú)特的電、磁、催化特性,在高溫超導(dǎo)、有機(jī)催化、傳感器、電極材料等方面有著廣泛的應(yīng)用前景和巨大的發(fā)展?jié)摿?正受到越來(lái)越多的關(guān)注。關(guān)于納米金屬氧化物所具有的潛在生態(tài)毒性與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)也正逐漸成為研究熱點(diǎn)。某些特定種類的納米顆?？梢员恢参锔滴盏难芯拷Y(jié)論已有報(bào)道,但關(guān)于植物能否將吸收進(jìn)入根內(nèi)的納米顆粒在體內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)仍存在很多爭(zhēng)議。作為納米金屬氧化物中重要的一種,納米氧化銅(CuONPs)正被廣泛應(yīng)用于船只的防腐涂料、墨水、塑

2、料制造、抗菌涂料等多個(gè)領(lǐng)域。本課題以銅耐性和富集植物——海州香薷和常見(jiàn)蔬菜品種——黃瓜作為模型植物,通過(guò)室內(nèi)添加不同濃度的CuONPs(0、100 mg/L、200 mg/L、500 mg/L和1000mg/L)以及CuONPs在Rorison營(yíng)養(yǎng)液中釋放的可比劑量可溶性銅(0.5 mg/L)的水培實(shí)驗(yàn),研究植物對(duì)CuONPs的吸收積累以及CuONPs對(duì)植物的毒性效應(yīng)。主要結(jié)論如下:
　　 在CuONPs處理下,兩種植物各個(gè)組織

3、中銅累積量都明顯高于0.5 mg/L可溶態(tài)銅處理組或?qū)φ战M,經(jīng)1000 mg/L CuONPs處理后的海州香薷莖、葉中銅的累積量分別達(dá)到110.2 mg/kg和90.8 mg/kg,遠(yuǎn)高于0.5 mg/L可溶態(tài)銅處理組(32.5 mg/kg和25.3 mg/kg)和對(duì)照組(18.3 mg/kg和13.8 mg/kg)。TEM-EDS結(jié)果顯示,在CuONPs處理下兩種植物根、莖、葉各組織細(xì)胞中都發(fā)現(xiàn)顆粒沉積物,且沉積物中銅含量均高于背景值

4、,疑似為CuO顆粒沉積。Μ-XANES擬合結(jié)果表明,在CuONPs處理下兩種植物不同組織累積的銅中,CuONPs相似結(jié)合態(tài)都占相當(dāng)比例,即使在海州香薷和黃瓜葉中也高達(dá)43.5％和47.2%,但前期的離子態(tài)銅處理實(shí)驗(yàn)中并未在植物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)CuONPs相似結(jié)合態(tài)。以上結(jié)果表明CuONPs可以被植物根系吸收并被向上轉(zhuǎn)運(yùn)至植物莖、葉組織處。
　　 與對(duì)照組相比,在CuONPs處理下兩種植物的葉綠素含量和生物量都發(fā)生明顯下降,MDA含量出現(xiàn)

5、顯著上升;但0.5 mg/L可溶態(tài)銅處理組并未出現(xiàn)類似現(xiàn)象。這表明CuONPs的毒性并不直接來(lái)自于有限的溶出的離子態(tài)銅,而是源于納米顆粒態(tài),并且納米顆粒態(tài)CuO的毒性比在溶液中溶出的可溶態(tài)銅強(qiáng)。
　　 對(duì)比CuONPs處理下海州香薷和黃瓜對(duì)銅的吸收累積能力以及生長(zhǎng)抑制狀況,發(fā)現(xiàn)同等劑量的CuONPs處理下海州香薷各組織中銅的累積量都高于黃瓜。表明作為銅富集植物的海州香薷對(duì)CuONPs同樣具有較高的富集特性;但本研究中并未有明顯證