小麦幼苗对微塑料的吸收过程与传输机制研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 李瑞杰
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| 答辩日期 | 2020-05-23 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院烟台海岸带研究所 |
| 导师 | 骆永明 |
| 关键词 | 微塑料 小麦幼苗 吸收 传输 量化方法 |
| 学位名称 | 工程硕士 |
| 英文摘要 | 微塑料（粒径< 5 mm）作为一种新型全球环境污染物逐渐受到人们的关注。由于微塑料尺寸小，数量多，分布广且难以降解容易被生物体误食，具有潜在的生态环境及人体健康风险。近年来，国内外关于微塑料污染的研究报道多集中于海洋等水域生态系统，而在陆地生态系统中的研究则相对匮乏，对于可食作物吸收和转运微塑料颗粒的研究更是鲜见报道。陆生植物作为陆地生态系统中重要的生产者，在食物链传递中起着重要作用。深入研究可食作物对微塑料颗粒的吸收传输过程与机制，对于科学评估土壤微塑料的污染及其环境生态安全具有重要的理论价值。本研究以全球广为种植的禾本科作物小麦为研究对象，以聚苯乙烯塑料微球为供试微塑料材料。利用荧光标记及稀土元素标记方法，结合激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜以及电感耦合等离子体质谱技术等手段，建立了植物体内微塑料的检测及定量分析方法。率先探明了小麦幼苗对微塑料的吸收过程和传输机制，分析了影响小麦吸收与传输微塑料的主要因素。 本研究利用激光共聚焦显微镜、环境扫描电镜以及扫描电镜等检测手段，发现在水培条件下，小麦幼苗对聚苯乙烯塑料微球积累量随暴露时间及丰度增加而不断增加，且亚微米级微球的主要吸收部位为小麦幼苗根尖和侧根及间隙，而侧根间隙是小麦幼苗吸收微米级微球的主要部位。此外，发现小麦幼苗对微球的主要吸收途径有两种：首先聚苯乙烯塑料微球被小麦根部分泌的分泌物粘附，使其聚集在根部表面通过表皮细胞壁间隙横向运输至皮层；其次微球能从小麦根尖（亚微米级）以及侧根间隙进入根部维管柱。在维管柱的微球能通过根与茎所连接的维管组织向地上部迁移，且主要分布在茎部维管束及叶脉管系统中。 通过对小麦幼苗吸收聚苯乙烯微球的影响因素分析发现，微球粒径以及表面官能团影响小麦幼苗吸收微球。亚微米级的塑料微球更容易被小麦根系吸收，甚至被转移至地上部；而对于微米级微球吸收和传输则相对困难。微球表面携带的正电荷容易使微球聚集在根部表面，阻碍其进一步吸入根内，而微球表面携带的负电荷促进小麦对微球的吸收。研究还发现小麦幼苗的蒸腾作用是微球在小麦幼苗体内传输的驱动力之一。 研究基于稀土元素铕（Eu）掺杂标记的聚苯乙烯塑料微球，对小麦吸收积累的微球进行了量化分析。根据此方法，首次检测到小麦根部微球含量达到了6 mg/g，而与根部相对应的地上部塑料微球含量仅为0.12 mg/g，地上部微球含量仅占根部的2%左右。 本研究在方法学及基础数据方面为进一步认知土壤-作物系统中微塑料的传递与积累机制提供了科学依据，并为生物体吸收微塑料的量化分析提供了新思路和新方法 |
| 学科主题 | 环境工程 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 86 |
| 源URL | [http://ir.yic.ac.cn/handle/133337/24221]  |
| 专题 | 中科院烟台海岸带研究所知识产出_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李瑞杰. 小麦幼苗对微塑料的吸收过程与传输机制研究[D]. 中国科学院烟台海岸带研究所. 中国科学院大学. 2020. |
入库方式： OAI收割
来源：烟台海岸带研究所
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