外源銀在土壤中形態(tài)變化及銀在水稻體中分布規(guī)律的研究.pdf

1、一般情況下，土壤中銀含量水平極低，全球平均值僅為0.05mg·kg-1。從已有的資料，中國土壤中銀的平均水平遠(yuǎn)高于全球平均值，達(dá)0.35mg·kg-1；而中國南方紫色土壤含銀水平在0.134～0.193mg·kg-1。 多數(shù)研究者認(rèn)為銀并不是動植物生長必須元素。反之，高水平的銀對魚類、水生植物、野生植物和動物體具有極強(qiáng)的毒性和潛在影響。但研究認(rèn)為，適量銀不但對植物生長有益，也有益于人體健康(特別是膠態(tài)銀)。人們大量使用銀首飾以及

2、用銀器作為餐具也證明了這一點。 在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)條件下，由于銀及含銀化合物的廣泛使用，大量的銀進(jìn)入環(huán)境和土壤，銀在土壤中富集明顯。國外報道，由于工業(yè)和農(nóng)業(yè)行為，土壤中銀含量超過背景值3～50倍。但目前，無論是銀在土壤及環(huán)境中的形態(tài)、遷移、沉淀、轉(zhuǎn)化，以及銀在動植物體內(nèi)的生物學(xué)行為均研究不多，這也導(dǎo)致對銀的行為認(rèn)識不足，因此，加強(qiáng)銀的環(huán)境和生物學(xué)行為的研究，將具有重要的意義。 銀的常規(guī)測定方法以重量法、容量法、分光光度法等為主

3、，這些方法的靈敏度均達(dá)不到土壤和植物中痕量銀的測定要求。隨著原子光譜分析方法的出現(xiàn)，其極高的靈敏度和檢出限使痕量銀的測定成為可能，目前，無論是原子吸收光譜或原子發(fā)射光譜(如ICP)，雖然靈敏度均能達(dá)到土壤或植物樣品含量水平，但由于土壤和植物樣品復(fù)雜程度極高，不同前處理條件下，各種干擾物質(zhì)的存在導(dǎo)致測定可靠程度受到影響，因此，選擇恰當(dāng)?shù)那疤幚矸椒?，配合高靈敏度的原子光譜分析，對土壤、環(huán)境和植物中銀的研究極其必要。 本文在對幾種前處

4、理方法對比的基礎(chǔ)上，比較了火焰原子吸收和無火焰原子吸收法對土壤和植株樣品中銀測定的條件和可靠性；并以硝酸銀為外源銀，通過淹水培養(yǎng)實驗及盆栽實驗，研究銀在土壤中的存在形態(tài)和含量分布；同時探討了外源銀在水稻體中分布規(guī)律及水稻對銀的富集能力，分析了淹水培養(yǎng)時間和種植水稻行為對銀形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響，以及銀存在對水稻吸收氮、磷、鉀、鈉、鈣、鎂、銅、鋅、鐵、錳、鉻的影響，旨在能為土壤和植物體中痕量銀的研究提供可行測定方法，為了解銀在土壤中分散和富集過程

5、與機(jī)制，了解土壤中銀元素對植物的有效性，為銀在環(huán)境中的歸宿的預(yù)測以及尋求控制銀污染的決策等提供科學(xué)依據(jù)。主要實驗結(jié)果如下：(1)普通土壤和植物樣品的待測液中銀以無火焰原子吸收光度法測定為好，其靈敏度(0.39～0.55μg·kg-1)和檢出限(0.043μg·kg-1)均能滿足樣品含量要求。 (2)在銀的無火焰原子吸收光度測定中，各種前處理方法所獲得的待測液均存在背景吸收，即使以0.4﹪磷酸二氫銨、2﹪硝酸鎂和2﹪抗壞血酸作基體

6、改進(jìn)劑，對灰化溫度、最佳原子化溫度、背景消除也無明顯效果。因此，土壤和植物樣品待測液仍以直接進(jìn)樣測定為宜，但最好選用具高效背景扣除裝置的儀器；測定升溫程序中，灰化溫度選為600℃，原子化溫度選為2200℃為宜。 (3)以HF-HClO4-HNO3酸溶法和NaOH熔融處理的土壤樣品，采用無火焰原子吸收光度法測定，加標(biāo)回收率：酸溶法為70～150﹪；堿融法83～130﹪。相比酸溶法，堿融法對含銀較低樣品的重現(xiàn)性更好，背景干擾更少。

7、 (4)外源銀在土壤中經(jīng)淹水培養(yǎng)后，用6種提取劑均可提取出一定量的銀；其中，以焦磷酸鈉提出量最高(10.5～165μg·kg-1)，表明有機(jī)結(jié)合態(tài)是銀在土壤中存在的重要形態(tài)。土壤中殘渣態(tài)銀占全量的89.5～99.1﹪，與外源銀總量成正相關(guān)，表明土壤對銀有極強(qiáng)的固定能力，土壤中銀的遷移性和對植物有效性較差。淹水培養(yǎng)時間延長，可提取態(tài)有向殘渣態(tài)轉(zhuǎn)化趨勢；種植水稻后收獲的土壤與僅淹水培養(yǎng)處理土壤比較，可提取態(tài)總量增加，表明水稻根系活動可

8、以活化土壤中的銀。 (5)水稻植株各部分中銀含量差異較大，隨外源銀加入量增加，水稻體內(nèi)銀含量有增加趨勢；水稻植株各部分銀含量(μg·kg-1)為：根(196～1342)＞葉(33.3～165)＞莖(5.21～8.29)≈稻穗(2.08～10.4)，說明銀在植物體的分布規(guī)律在新陳代謝旺盛的器官蓄積量較大，而營養(yǎng)儲存器官如果實、籽粒中蓄積量較少。 (6)外源銀促進(jìn)了水稻根系對鐵、錳、鎂的吸收或積累；抑制水稻根系對銅、鈣和鉻的