土壤-植物系统中多溴联苯醚（PBDEs）的传输、代谢行为研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王森 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2011-11 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 张淑贞 |
| 关键词 | 多溴联苯醚 根际降解 菌根真菌 植物吸收 传输 代谢 Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) rhizosphere dissipation arbuscular mycorrhiza plant uptake translocation metabolism |
| 其他题名 | The Translocation and Metabolism of Polybrominated Diphenyl Ethers (PBDEs) in the Soil-Plant System |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 多溴联苯醚（PBDEs）是一类新型持久性有机污染物，由于其亲脂性和难降解性，已在多种环境介质和生物体内检测到。持久性有机污染物易在土壤中汇聚，很多研究已证实PBDEs 在土壤中广泛分布。研究土壤中PBDEs 的植物吸收和转化对于认识PBDEs 的陆生生态环境行为，评价其生态风险以及对食物链的潜在暴露风险都有着重要的意义。但是目前对于PBDEs 在土壤-植物系统迁移转化的研究非常有限。本论文研究了土壤中PBDEs 的根际降解效应以及植物吸收、传输和代谢行为，旨在认识PBDEs 在土壤-植物系统的环境行为。研究取得以下几方面的成果： 首先采用土培实验研究了BDE-209 在土壤-植物系统的归趋。结果表明：土壤中的BDE-209 可以被植物根吸收并向上传输；植物根对BDE-209 的吸收以及传输因子均与根脂含量呈一定相关关系。根际效应促进土壤中BDE-209 的降解，且土壤微生物对BDE-209 在根际的降解起重要作用。在土壤和植物体内共检测到19种脱溴代谢产物，并且在植物体内还检测到五种羟基化代谢产物，说明BDE-209在土壤-植物系统存在脱溴和羟基化代谢。其中低溴代PBDEs 在植物体内的百分含量高于土壤，表明它们更易被植物吸收或PBDEs 在植物体内发生了进一步脱溴代谢。为了进一步研究BDE-209 在根际微域的降解特征，采用多隔层分室根箱研究了BDE-209 在根际、菌根际微域的降解以及菌根真菌对BDE-209 在植物体内吸收、传输以及代谢的影响。结果表明，土壤中BDE-209 的降解随距根表的距离而变化，在根室的降解率最高；接种菌根真菌促进了其在土壤中的降解，土壤微生物对BDE-209 在根际微域的降解起重要作用。在土壤和植物体内分别检测到12 种和24种脱溴代谢产物；接种菌根促进了土壤和植物体内 BDE-209 的代谢。该研究结果为BDE-209 在土壤-植物系统迁移转化行为提供重要的信息。 由于化合物性质对其在植物体内的吸收和传输有一定影响，而PBDEs 和PCBs在结构和性质上存在一定的相似之处。因此，采用水培实验研究了BDEs-15、-28、-47 和PCBs-15、-28、-47 的植物吸收、传输和代谢的差异。结果表明：玉米根中BDEs-15、-28、-47 的含量要分别高于PCBs-15、-28、-47。同时PBDEs 和PCBs的根富集因子与其log Kow 值呈显著正相关关系，说明化合物的分配对其在植物体内的吸收起关键作用。PBDEs 的传输因子通常低于含有相同卤素取代数的PCBs，说明PCBs 比PBDEs 更易于在玉米体内传输。在暴露时间12 h 后玉米体内均检测到mono-、di-、tri-BDEs 和PCBs，说明在短时间内 PBDEs 和PCBs 发生了脱卤代谢反应。此外，PBDEs 和PCBs 在玉米体内的代谢途径包括脱溴、脱氯代谢和溴、氯原子的重排，但是PBDEs 和PCBs 的代谢既有相似之处又存在差异。与含有相同卤素取代数的PCBs 相比，PBDEs 更易在玉米体内脱溴代谢。本研究首次比较了PBDEs 和PCBs 的植物吸收、传输和代谢差异。 分别建立了植物样品的羟基化（ OH-PBDEs ） 和甲氧基化多溴联苯醚（MeO-PBDEs）的超高效液相色谱-质谱联用和气相色谱-质谱联用方法。对植物体内羟基化和甲氧基化代谢产物进一步研究发现，在短时间内 PBDEs 发生了羟基化和甲氧基化代谢反应，但在暴露后期植物体内MeO-PBDEs 和OH-PBDEs 的总含量大都存在一定程度的下降，推测可能由进一步代谢转化所致。植物体内MeO-PBDEs 的总含量远高于OH-PBDEs，且邻位比对位更易被羟基和甲氧基取代。 为了进一步研究PBDEs、MeO-PBDEs 和OH-PBDEs 在实际环境样品中的分布，以及PBDEs 在土壤-植物系统的代谢特征，采集并分析了广东清远电子垃圾拆解地根际土壤和植物样品中PBDEs、MeO-PBDEs 和OH-PBDEs 的分布。在电子垃圾拆解点污染土壤和植物体内共检测到29 种PBDEs、12 种 MeO-PBDEs 和12种 OH-PBDEs。植物体内低溴代的PBDEs、MeO-PBDEs 和OH-PBDEs 百分含量均高于土壤中，且MeO-PBDEs 的总含量无论是在土壤还是植物中均高于OH-PBDEs。土壤和植物体内主要以邻位取代的MeO-PBDEs 和 OH-PBDEs 为主。PBDEs、MeO-PBDEs 和 OH-PBDEs 在土壤中的分布和组成受污染源的影响较大，而其在植物体内尤其是叶片中的分布和组成受植物种属代谢差异影响更大。 |
| 公开日期 | 2014-05-08 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/7205]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境化学与生态毒理学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王森. 土壤-植物系统中多溴联苯醚（PBDEs）的传输、代谢行为研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2011. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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