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以巴天酸模為研究對象，采用盆栽試驗，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Pb的積累和轉移。結果表明兩種螯合劑均不影響巴天酸模樣的正常生長，施加草酸組的生物量增長60%，施加吡羅昔康組-β-環(huán)糊精的增長40%，對照組植物生物量增長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，對照組為554.09±62.43mg/L；數(shù)據(jù)進行一元方差分析，表明施加了草酸和吡羅昔康-β-環(huán)糊精的巴天酸模Pb離子的濃度和轉移率與對照組均有顯著差異，而草酸和吡羅昔康-β-環(huán)糊精處理組之間沒有顯著差異，表明巴天酸模可以作為Pb污染土壤的修復植物推廣應用。使用草酸和吡羅昔康-β-環(huán)糊精作螯合劑可以強化巴天酸模對污染土壤中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、半濕潤溫帶大陸性季風氣候區(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]。臨汾是我國的重化工基地之一，土壤污染較為嚴重。據(jù)研究臨汾市表層土壤中重金屬含量較國家標準重金屬含量均有不同程度的超標，工業(yè)區(qū)土壤含Pb量大都超過國家二級標準限值，部分特殊工業(yè)區(qū)還超過了國家三級標準限值[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5號樓前
潔凈沙子
2.1.2試劑
硝酸鉛 天津市光復精化工研究所
草酸 天津市光復精化工研究所
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 天津市光復精化工研究所
高氯酸 天津市光復精化工研究所
2.1.3設備
原子吸收光譜儀（德國耶拿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 試驗流程

2.2.2 試驗要點
（1）巴天酸模實驗樣本選擇時要盡可能的選擇生長狀況相同的健康的樣本。莖葉粗壯飽滿，植株長度控制在在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，減少稱取重量時植株上附著的水帶來的誤差量，同時又不能因長時間失水損傷植物，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）盆栽試驗中應保持盡可能相同的溫度、光照、水和營養(yǎng)物質，保證單一變量原則。
（4）注意標簽的使用和數(shù)據(jù)的記錄，盆栽試驗中注意保護標簽，以免在二次稱量時數(shù)據(jù)不對應，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）測樣本Pb離子濃度時，正確的操作原子吸收光譜儀。

2.3 試驗設計 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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，待種子萌發(fā)后，選取生長一致的幼苗移栽到處理后的紙杯 內，放于溫室，培養(yǎng)10到20天。

2.3.2試驗準備
土壤染毒 。將試供土壤設定兩個的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行記錄并對植株貼標簽處理。

2.3.4盆栽試驗
（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。實驗中土壤Pb(NO3)2的濃度設為1200 mg /kg（3.6 mmol /L）和600mg/kg(1.8mmol/L)。本實驗選用了兩種螯合劑，包括常規(guī)螯合劑草酸（OA）和試驗螯合劑吡羅昔康-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照。本試驗將每個處理均設置 3 次重復，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（注意標簽的影響），置于75度烘箱中干燥48個小時，取出分別稱量各組分的干物質重量并記錄。
2.3.5重金屬檢測
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。待到待測樣品冷卻后加0.5-1ml濃硝酸進行溶解，過濾至50ml容量瓶中，用超純水定容。每批樣品至少做2個平行樣及空白樣，最后用原子吸收光譜儀（德國耶拿nov AA400）測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定。
2.3.6數(shù)據(jù)分析
Microsoft Excel 2007 ，IBM SPSS Statistics 19 進行分析。
3結果與分析
在Pb600的試驗組中就樣品平均增長的地上部高度、地下部長度及生物量增長量（干重）分別為：施加草酸0.9的巴天酸模平均增長了約為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了約0.24m，0.33m和0.42g；施加草酸1.8的巴天酸模平均增長了約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了約0.24m,0.32m和0.23g；對照組的巴天酸模的平均增長約0.18m；0.31m和0.23g。
在Pb1200的試驗組中就樣品平均增長的地上部高度、地下部長度及生物量增長量（干重）分別為： 施加草酸1.8的巴天酸模平均增長了約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了0.22m，0.23m和0.19g；對照組的巴天酸模平均增長了約0.25m，0.30m，和0.19g。試驗了表明在兩種濃度梯度下施加草酸和吡羅昔康-β-環(huán)糊精對巴天酸模的生長均沒有抑制作用。
分別對Pb600的巴天酸模的試驗組和Pb1200的巴天酸模實驗組數(shù)據(jù)進行一元方差分析，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且兩種螯合劑的效果接近。
對三組巴天酸模樣品進行一元方差分析，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的實驗組為例進行研究）
圖3.巴天酸模數(shù)據(jù)變化圖
3.1植物體內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照組三者的根、莖和葉的Pb離子濃度進行一元方差分析，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 “計量單位：mg/L”
螯合劑 植物
結構 濃度 螯合劑 螯合劑 濃度 對照 植物
結構 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植物長勢
施加草酸的巴天酸模的樣品平均地上部高度增長了約為60%，地下部高度增長了約為50%，生物量增加了約為60%，對照組地上部增長約為25%，地下部約為30%，生物量增加約為20%。這說明了添加草酸對巴天酸模的生長沒有抑制作用。
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約為20%，地下部高度增長約為15%，生物量增加約為40%，表明施加吡羅昔康-β-環(huán)糊精對巴天酸模的生長也沒有抑制作用。
對三組巴天酸模樣品進行一元方差分析，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下的長度變化圖
圖5.巴天酸模在不同螯合劑誘導下生物量變化圖

3.3轉移率
草酸組Pb離子的轉移率為0.0735±0.027，吡羅昔康-β-環(huán)糊精組Pb離子的轉移率為0.1941±0.036，對照組Pb離子的轉移率為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離子的轉移率無顯著差異，但兩者均與對照組有顯著差異，表明草酸和吡羅昔康-β-環(huán)糊精對巴天酸模Pb離子的轉移率的影響相同。兩種處理組的Pb離子的轉移率比對照組有所降低，可能是因為兩種螯合劑均使植物體內的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移率表
螯合劑 轉移率 螯合劑 轉移率 對照 轉移率
草酸 0.074±0.03bc 吡羅昔康 0.194±0.04b CK 0.347±0.13a

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