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以巴天酸模為研究對(duì)象，采用盆栽試驗(yàn)，研究了草酸3.6mmol/L和吡羅昔康-β-環(huán)糊精3.6mmol/L條件下，巴天酸模對(duì)Pb的積累和轉(zhuǎn)移。結(jié)果表明兩種螯合劑均不影響巴天酸模樣的正常生長(zhǎng)，施加草酸組的生物量增長(zhǎng)60%，施加吡羅昔康組-β-環(huán)糊精的增長(zhǎng)40%，對(duì)照組植物生物量增長(zhǎng)20%；巴天酸模的Pb離子濃度顯著提高，施加草酸組的巴天酸模Pb濃度為2437.01±67.7mg/L, 施加吡羅昔康-β-環(huán)糊精組的巴天酸模Pb濃度2055.22±1063.07mg/L，對(duì)照組為554.09±62.43mg/L；數(shù)據(jù)進(jìn)行一元方差分析，表明施加了草酸和吡羅昔康-β-環(huán)糊精的巴天酸模Pb離子的濃度和轉(zhuǎn)移率與對(duì)照組均有顯著差異，而草酸和吡羅昔康-β-環(huán)糊精處理組之間沒有顯著差異，表明巴天酸?？梢宰鳛镻b污染土壤的修復(fù)植物推廣應(yīng)用。使用草酸和吡羅昔康-β-環(huán)糊精作螯合劑可以強(qiáng)化巴天酸模對(duì)污染土壤中Pb的吸收，證明吡羅昔康-β-環(huán)糊精與草酸具有同樣功能，可以作為一種新型螯合劑推廣使用

1研究區(qū)概況
臨汾盆地位于汾河下游（35°23′-36°57′N，110°22′- 112° 34′ E），屬于半干旱、半濕潤(rùn)溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。年平均氣溫8.9-12.1℃，降水量453.9- 688.4mm，無霜期125-191d，氣溫年差較大，降水集中于春秋兩季[13]。臨汾是我國(guó)的重化工基地之一，土壤污染較為嚴(yán)重。據(jù)研究臨汾市表層土壤中重金屬含量較國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)重金屬含量均有不同程度的超標(biāo)，工業(yè)區(qū)土壤含Pb量大都超過國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值，部分特殊工業(yè)區(qū)還超過了國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值[14]。主要研究區(qū)選在臨汾市中心堯都區(qū)山西師范大學(xué)及臨近的汾河流域。
圖2.主要研究區(qū)位置圖（山西臨汾市堯都區(qū)）
2材料與方法
2.1 試驗(yàn)選材
2.1.1材料
巴天酸模種子 蒔瑛苑湖邊搜集
潔凈土壤 山西師范大學(xué)5號(hào)樓前
潔凈沙子
2.1.2試劑
硝酸鉛 天津市光復(fù)精化工研究所
草酸 天津市光復(fù)精化工研究所
吡羅昔康-β-環(huán)糊精 武漢大華偉業(yè)醫(yī)藥化工有限公司
濃硝酸 天津市光復(fù)精化工研究所
高氯酸 天津市光復(fù)精化工研究所
2.1.3設(shè)備
原子吸收光譜儀（德國(guó)耶拿nov AA400） 耶拿分析儀器股份公司
萬分之一電子天平 常州市亨托電子衡器有限公司
烘箱（202-2-EDS） 北京市永光明醫(yī)療器械有限公司
電熱板(DB-3) 北京市永光明醫(yī)療器械有限公司

2.2研究方法
2.2.1 試驗(yàn)流程

2.2.2 試驗(yàn)要點(diǎn)
（1）巴天酸模實(shí)驗(yàn)樣本選擇時(shí)要盡可能的選擇生長(zhǎng)狀況相同的健康的樣本。莖葉粗壯飽滿，植株長(zhǎng)度控制在在10—15cm。
（2）沖洗稱量環(huán)節(jié)上要盡量用濾紙將附著在巴天酸模上的水吸干，減少稱取重量時(shí)植株上附著的水帶來的誤差量，同時(shí)又不能因長(zhǎng)時(shí)間失水損傷植物，影響巴天酸模下一步的培養(yǎng)，所以稱量過程盡可能迅速，并在稱量后立刻將植株根部立刻放入清水中。
（3）盆栽試驗(yàn)中應(yīng)保持盡可能相同的溫度、光照、水和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，保證單一變量原則。
（4）注意標(biāo)簽的使用和數(shù)據(jù)的記錄，盆栽試驗(yàn)中注意保護(hù)標(biāo)簽，以免在二次稱量時(shí)數(shù)據(jù)不對(duì)應(yīng)，帶來不必要的麻煩。
（5）在樣本的消煮中，要注意溫度的控制和樣本溶液顏色的變化。
（6）測(cè)樣本Pb離子濃度時(shí)，正確的操作原子吸收光譜儀。

2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.3.1植株培養(yǎng)
供試植物為巴天酸模，種子系2013年6月于臨汾市山西師范大學(xué)蒔瑛苑湖邊，2014年2月底，將巴天酸模種子放入萌發(fā)盤，將萌發(fā)盤放于光照培養(yǎng)箱內(nèi)，待種子萌發(fā)后，選取生長(zhǎng)一致的幼苗移栽到處理后的紙杯 內(nèi)，放于溫室，培養(yǎng)10到20天。

2.3.2試驗(yàn)準(zhǔn)備
土壤染毒 。將試供土壤設(shè)定兩個(gè)的Pb(NO3)2的濃度梯度，污染土壤濃度分別為600mg/kg和1200mg/kg，放置15天，每天翻動(dòng)一次，使Pb離子與土壤充分混合。

2.3.3植物樣品處理
將培養(yǎng)過的生長(zhǎng)狀況相同的健康的巴天酸模幼苗用自來水和去離子水洗凈擦干，稱量總重以及量取巴天酸模地上與地下部高度進(jìn)行記錄并對(duì)植株貼標(biāo)簽處理。

2.3.4盆栽試驗(yàn)
（1）選取生物量較大的植株，植入裝有相同處理的污染土壤的花盆中，每盆500g土壤。實(shí)驗(yàn)中土壤Pb(NO3)2的濃度設(shè)為1200 mg /kg（3.6 mmol /L）和600mg/kg(1.8mmol/L)。本實(shí)驗(yàn)選用了兩種螯合劑，包括常規(guī)螯合劑草酸（OA）和試驗(yàn)螯合劑吡羅昔康-β-環(huán)糊精。外加螯合劑的濃度為Pb(NO3)2摩爾濃度的0.5倍和1倍，即螯合劑與Pb(NO3)2的摩爾濃度比為 1：2和
1：1，以不加螯合劑（加等量蒸餾水）的巴天酸模組做為對(duì)照。本試驗(yàn)將每個(gè)處理均設(shè)置 3 次重復(fù)，來避免偶然誤差。
（2）收獲Pb脅迫15天后巴天酸模植株，用自來水和去離子水洗凈吸水凈，用濾紙輕輕拭去巴天酸模表面的殘余的水，稱量總重以并量取巴天酸模地上與地下部高度，將根莖葉分開后分別稱重記錄（注意標(biāo)簽的影響），置于75度烘箱中干燥48個(gè)小時(shí)，取出分別稱量各組分的干物質(zhì)重量并記錄。
2.3.5重金屬檢測(cè)
分別取0.5g的根、莖、葉的烘干研碎樣品加入15ml硝酸、10ml高氯酸，在電熱板上于100℃升溫至300℃加熱煮沸，待溶液溫度升至185℃，且溶液變成無色或淡黃澄清透亮，停止加熱。待到待測(cè)樣品冷卻后加0.5-1ml濃硝酸進(jìn)行溶解，過濾至50ml容量瓶中，用超純水定容。每批樣品至少做2個(gè)平行樣及空白樣，最后用原子吸收光譜儀（德國(guó)耶拿nov AA400）測(cè)定土壤及植物樣中的重金屬元素含量，鉛(Pb)直接用消解液在火焰模式下測(cè)定。
2.3.6數(shù)據(jù)分析
Microsoft Excel 2007 ，IBM SPSS Statistics 19 進(jìn)行分析。
3結(jié)果與分析
在Pb600的試驗(yàn)組中就樣品平均增長(zhǎng)的地上部高度、地下部長(zhǎng)度及生物量增長(zhǎng)量（干重）分別為：施加草酸0.9的巴天酸模平均增長(zhǎng)了約為0.42m,0.44m和0.31g；施加吡羅昔康-β-環(huán)糊精0.9的巴天酸模平均增長(zhǎng)了約0.24m，0.33m和0.42g；施加草酸1.8的巴天酸模平均增長(zhǎng)了約0.40m，0.44m和0.25g；施加吡羅昔康-β-環(huán)糊精1.8的巴天酸模平均增長(zhǎng)了約0.24m,0.32m和0.23g；對(duì)照組的巴天酸模的平均增長(zhǎng)約0.18m；0.31m和0.23g。
在Pb1200的試驗(yàn)組中就樣品平均增長(zhǎng)的地上部高度、地下部長(zhǎng)度及生物量增長(zhǎng)量（干重）分別為： 施加草酸1.8的巴天酸模平均增長(zhǎng)了約0.47m，0.49m和0.22g；施加吡羅昔康-β-環(huán)糊精1.8的巴天酸模的平均增長(zhǎng)了約0.22m，0.25m和0.21g；施加了草酸3.6的巴天酸模的平均增長(zhǎng)了約0.45m，0.48m和0.20g；施加了吡羅昔康-β-環(huán)糊精3.6的巴天酸模平均增長(zhǎng)了0.22m，0.23m和0.19g；對(duì)照組的巴天酸模平均增長(zhǎng)了約0.25m，0.30m，和0.19g。試驗(yàn)了表明在兩種濃度梯度下施加草酸和吡羅昔康-β-環(huán)糊精對(duì)巴天酸模的生長(zhǎng)均沒有抑制作用。
分別對(duì)Pb600的巴天酸模的試驗(yàn)組和Pb1200的巴天酸模實(shí)驗(yàn)組數(shù)據(jù)進(jìn)行一元方差分析，的出相互間無明顯差別，說明施加兩種螯合劑均不影響植物的正常生長(zhǎng)且兩種螯合劑的效果接近。
對(duì)三組巴天酸模樣品進(jìn)行一元方差分析，三者無明顯差別，說明施加兩種螯合劑均不影響植物的正常生長(zhǎng)且兩種螯合劑的效果接近。
（此下以Pb1200土壤中施加草酸3.6和吡羅昔康-β-環(huán)糊精3.6的實(shí)驗(yàn)組為例進(jìn)行研究）
圖3.巴天酸模數(shù)據(jù)變化圖
3.1植物體內(nèi)Pb濃度
草酸處理組巴天酸模的根、莖和葉Pb離子平均濃度比為48：6：1；吡羅昔康-β-環(huán)糊精處理組的根、莖和葉Pb離子平均濃度比為8：2：1；對(duì)照組根莖葉Pb離子平均濃度比為6：3：1。
施加草酸的巴天酸模組與對(duì)照組相比，根和莖的Pb離子濃度均有增加，其中根部的Pb含量增加明顯，提高了近4到5倍。說明草酸做螯合劑可以提高巴天酸模的根莖葉的Pb積累量，但是植物體內(nèi)的Pb主要離子集中在根部。
施加吡羅昔康-β-環(huán)糊精的巴天酸模與對(duì)照組相比，Pb離子濃度也增加明顯，提高了2到5倍。說明了吡羅昔康-β-環(huán)糊精做螯合劑也可提高了植物的Pb積累能力，但是植物體內(nèi)的Pb主要離子集中在根部。
將施加草酸的巴天酸模組、施加吡羅昔康-β-環(huán)糊精的巴天酸模組和對(duì)照組三者的根、莖和葉的Pb離子濃度進(jìn)行一元方差分析，得出草酸組和吡羅昔康-β-環(huán)糊精組相比二者無顯著差異，但草酸組和吡羅昔康-β-環(huán)糊精組較對(duì)照組均有顯著差異。由此可知草酸和吡羅昔康-β-環(huán)糊精的對(duì)提高巴天酸模的Pb積累量的作用是相同的。

表3-1.不同螯合劑處理下巴天酸模各組分的平均含鉛量表 “計(jì)量單位：mg/L”
螯合劑 植物
結(jié)構(gòu) 濃度 螯合劑 螯合劑 濃度 對(duì)照 植物
結(jié)構(gòu) 濃度

草酸
Root 2437.01±67.7bc

吡羅

昔康 Root 2055.22±1063.07b

CK Root 554.09±62.43a
Stem 308.45±110.8a Stem 565.70±514.03a Stem 283.97±90.13a
Leaf 48.12±22.64bc Leaf 236.92±9.81b Leaf 100.42±32.99a

3.2植物長(zhǎng)勢(shì)
施加草酸的巴天酸模的樣品平均地上部高度增長(zhǎng)了約為60%，地下部高度增長(zhǎng)了約為50%，生物量增加了約為60%，對(duì)照組地上部增長(zhǎng)約為25%，地下部約為30%，生物量增加約為20%。這說明了添加草酸對(duì)巴天酸模的生長(zhǎng)沒有抑制作用。
施加吡羅昔康-β-環(huán)糊精的巴天酸模樣品的平均地上部高度增長(zhǎng)約為20%，地下部高度增長(zhǎng)約為15%，生物量增加約為40%，表明施加吡羅昔康-β-環(huán)糊精對(duì)巴天酸模的生長(zhǎng)也沒有抑制作用。
對(duì)三組巴天酸模樣品進(jìn)行一元方差分析，三者無明顯差別，說明施加兩種螯合劑均不影響植物的正常生長(zhǎng)且兩種螯合劑的效果接近。

圖4.巴天酸模在不同螯合劑誘導(dǎo)下的長(zhǎng)度變化圖
圖5.巴天酸模在不同螯合劑誘導(dǎo)下生物量變化圖

3.3轉(zhuǎn)移率
草酸組Pb離子的轉(zhuǎn)移率為0.0735±0.027，吡羅昔康-β-環(huán)糊精組Pb離子的轉(zhuǎn)移率為0.1941±0.036，對(duì)照組Pb離子的轉(zhuǎn)移率為0.3471±0.132。由一元方差分析可知，草酸與吡羅昔康-β-環(huán)糊精的Pb離子的轉(zhuǎn)移率無顯著差異，但兩者均與對(duì)照組有顯著差異，表明草酸和吡羅昔康-β-環(huán)糊精對(duì)巴天酸模Pb離子的轉(zhuǎn)移率的影響相同。兩種處理組的Pb離子的轉(zhuǎn)移率比對(duì)照組有所降低，可能是因?yàn)閮煞N螯合劑均使植物體內(nèi)的Pb離子主要集中在根部。

表3-2.Pb1200mg/kg污染的土壤栽培下巴天酸模平均轉(zhuǎn)移率表
螯合劑 轉(zhuǎn)移率 螯合劑 轉(zhuǎn)移率 對(duì)照 轉(zhuǎn)移率
草酸 0.074±0.03bc 吡羅昔康 0.194±0.04b CK 0.347±0.13a

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