納米氧化銅在水稻幼苗體內(nèi)的吸收轉(zhuǎn)運及根系毒性效應(yīng).pdf

1、由于尺度方面的特點，納米材料具有獨特的理化性質(zhì)，被廣泛運用于各行業(yè)，大規(guī)模的生產(chǎn)和使用納米材料，使其不可避免的進入環(huán)境中，并發(fā)生復(fù)雜的環(huán)境行為和生態(tài)效應(yīng)，給生態(tài)環(huán)境帶來難以預(yù)料的影響。本文以納米氧化銅（nano-CuO）為研究對象，以水稻作為供試作物品種，以微米氧化銅（micron-CuO）和對應(yīng)濃度的銅離子（Cu2+）為對照通過水培實驗研究了水稻對 nano-CuO的吸收累積和遷移特征，以及根系毒性效應(yīng)。主要研究結(jié)果如下表明：

2、　　（1）10、100mg/L nano-CuO在1/4霍格蘭營養(yǎng)液中可分別溶出1.4或2.3mg/L Cu2+。通過在營養(yǎng)液中添加各污染物處理后，水稻體內(nèi) Cu的含量總體呈現(xiàn) nano-CuO處理>micon-CuO處理>Cu2+處理，根部>地上部的特征，水稻根部（351~1444mg/kg，干重）及地上部銅含量（9~45mg/kg，干重）總體高于micron-CuO處理（根248~817mg/kg，干重；地上部1.57~1.60mg

3、/kg，干重）及Cu2+處理（根147~220mg/kg，干重；地上部14~26mg/kg，干重），透射電鏡和能譜分析結(jié)果顯示在水稻幼苗根及葉片中觀察到 nano-CuO的存在，指示水稻可通過納米顆粒的形式吸收、轉(zhuǎn)運nano-CuO。
　?。?）Nano-CuO在根細胞中主要儲存于細胞壁中，在細胞壁中的含量為121-945mg/kg，是同濃度微米處理的1.7-2.2倍，是對應(yīng)Cu2+處理的2.1-9.5倍，且細胞壁中Cu的含量隨著

4、nano-CuO的升高而增加。進入地上部分的nano-CuO，Cu含量總體呈現(xiàn)細胞質(zhì)>細胞壁>細胞器的特征，細胞質(zhì)中Cu的含量為6.7-31mg/kg，含量所占比率為68％-72%，是同濃度微米處理的11-28倍，是對應(yīng)Cu2+處理的7-24倍。.
　　（3）就化學(xué)形態(tài)而言，nano-CuO處理下，在水稻根部主要以易溶解且較活躍的去離子水提取態(tài)和乙醇提取態(tài)為主，含量分別為53-619mg/kg和91-257mg/kg，空白和mic

5、ron-CuO處理主要以難溶解和較穩(wěn)定的NaCl和HCl提取態(tài)為主。進入地上部分后，Nano-CuO主要易溶解且較活躍的乙醇態(tài)存在，含量為16-37mg/kg，所占比率為45%-52%，這部分含量是micron-CuO處理的3-14倍，指示nano-CuO有向可食部分遷移的風(fēng)險。
　　（4）在Ca2+通道抑制劑（LaCl3）、K+通道抑制劑（TEA）、內(nèi)吞抑制劑（NaN3）、能量代謝抑制劑（DNP）作用下，首先抑制了水稻根系對 n

6、ano-CuO的吸附，抑制作用大小為：LaCl3>TEA>NaN3>DNP，其中以Ca2+通道抑制劑作用最強，對nano-CuO吸附的抑制率為61%-92%，其次對 Cu2+處理下的抑制率也達到了57%-81%。對水稻吸收累積nano-CuO而言，通道抑制劑作用對根部抑制率大小順序為：LaCl3>NaN3>DNP>TEA，對地上部分抑制率大小順序為：LaCl3>NaN3>TEA>DNP。其中內(nèi)吞抑制劑和Ca2+通道抑制劑對吸收nano-

7、CuO抑制率較為顯著，指示水稻吸收nano-CuO，一方面通過內(nèi)吞通道以原形的形式進入植物體內(nèi)，另一方面通過Ca2+通道以溶出Cu2+的形式進入植物體內(nèi)。
　?。?）Nano-CuO對總根長、根尖數(shù)、根尖分叉數(shù)、根體積、根表面積有較強的毒性作用，總體呈現(xiàn)nano-CuO處理>micron-CuO處理>Cu2+處理的特征，且隨著濃度升高，抑制作用越大。對各根系形態(tài)指標的抑制率為28%~74%，Nano-CuO對根直徑和根比表面積卻有