典型微囊藻毒素在土壤-蔬菜系统中的污染特征与毒性研究

来源 :暨南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiang663613
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
微囊藻毒素(microcystins,MCs)是富营养化水体发生蓝藻水华时由铜绿微囊藻、鱼腥藻、颤藻等藻类产生的一类具有生物活性的环状多肽类生物毒素,具有强致癌、促肿瘤作用,是淡水水体中已发现的检出率最高、毒性较大、危害最严重的一类藻毒素,一直以来深受关注,因此对MCs在水环境和水生态毒理学领域开展了大量研究。另一方面,蓝藻水华或微囊藻毒素污染水体通过灌溉进入农田造成土壤污染,特别是治理蓝藻水华时,通常将其打捞上岸作为肥料还田利用,致使蓝藻细胞内高浓度微囊藻毒素释放出来严重污染土壤,危害农作物生长和农产品质量安全,对人体健康构成威胁。近年来,微囊藻毒素对陆生植物的毒害和累积研究逐步受到关注,已开展了零星研究,然而受分析技术方法的限制,对于实际农田土壤-作物(蔬菜)系统中典型微囊藻毒素的含量水平、分布特征、生理生态毒性和健康生态风险的了解还很有限,需要进行深入系统的研究。  本文研究建立了能同时测定土壤和蔬菜基质中多种痕量微囊藻毒素(MC-LR、MC-RR和MC-YR)的分析方法;在区域尺度上采集典型蓝藻水华污染地区农田系统的土壤、蔬菜、灌溉水样品,对微囊藻毒素在土壤-蔬菜系统中的含量水平、分布特征和健康、生态风险进行了较为系统的研究;此外还探讨了典型微囊藻毒素对蔬菜种子发芽和幼苗生长的毒性。  主要研究内容与结论如下:  1、建立了同步提取、同时测定土壤中多种典型微囊藻毒素(MC-LR,MC-RR和MC-YR)的液相色谱-串联质谱分析方法。MC-LR,MC-RR和MC-YR的定量限(LOQ)分别为分别为0.25,0.25和0.50μg/kg,回收率分别为72.6%-97.4%,54.9%-62.8%和69.0%-90.7%;相对标准偏差(RSD)为4.3-16.9%。方法的灵敏度和准确度能够满足环境土壤中痕量微囊藻毒素的分析需要。  2、建立了不同蔬菜基质(生菜、空心菜、卷心菜、菜心、胡萝卜、白萝卜、马铃薯、南瓜、黄瓜、茄子)中痕量微囊藻毒素(MC-LR、MC-RR和MC-YR)的固相萃取-液相色谱串联质谱分析方法。MC-LR、MC-RR和MC-YR的定量限(LOQ)分别为1.6-10.0μg/kg(dw),6.3-25.0μg/kg(dw)和5.6-25.0μg/kg(dw),方法的回收率为61.3-117.3%,精密度分别为0.2-17.9%(日内)和1.6-18.3%(日间),方法能够同时、快速、准确地分析多种蔬菜基质中痕量微囊藻毒素残留。  3、使用蓝藻水华污染水体进行灌溉的农田土壤和蔬菜中均不同程度检测出微囊藻毒素。蔬菜中MCs检出率和含量分别为:①滇池:100%,0.3-154.2 ng/g(dw);②星云湖:91.1%,ND-140.6ng/g(dw);③大沙河水库:97.4%,0.5-381.4ng/g(dw);农田土壤中MCs含量分别为:①滇池:0.9-12.7ng/g;②星云湖:ND-65.7ng/g;③大沙河水库:0.8-186.3ng/g。蔬菜和土壤中MCs组成、含量与灌溉水中MCs的组成与含量显著正相关。  4、不同类型蔬菜中,叶菜中MCs含量最高,其次为果实类蔬菜,根茎类蔬菜相对较低。影响蔬菜中微囊藻毒素含量高低的因素包括灌溉量、灌溉方式等。  5、食用蓝藻水华污染地区农田出产蔬菜MCs的摄入量为2.23-4.86μg/d,接近(滇池和星云湖)或超过(大沙河水库)成人每日允许摄入量2.6μg,风险指数为0.86-1.87。因此,食用蔬菜是人类对MCs暴露的重要途径之一。  6、农田土壤中MCs的健康风险和生态风险较低,均未超过可接受水平。其中产生健康风险的途径,儿童以口腔暴露为主,其次为皮肤暴露;成人的皮肤暴露量和口腔暴露量大体相当,呼吸暴露量对儿童和成人均可忽略。  7、根伸长抑制率、芽伸长抑制率和生物量抑制率与两种微囊藻毒素(MC-LR和MC-RR)的浓度之间存在良好的剂量-效应关系,MC-LR对白菜种子的毒性大于MC-RR。MC-LR和MC-RR对白菜根伸长的IC50分别为3.32mg·L-1和12.68 mg·L-1,对白菜芽伸长的IC50分别为10.93 mg·L-1和14.51 mg·L-1,对生物量的IC50分别为91.40 mg·L-1和3854.89 mg·L-1。  8、不同生理指标对两种微囊藻毒素MC-LR和MC-RR的敏感顺序依次为根伸长>芽伸长>生物量>发芽率。产毒蓝藻提取液对种子发芽影响高于实验室用纯品微囊藻毒素配制的水溶液,多种微囊藻毒素共存时有可能对种子发芽与幼苗生长的毒性具有协同作用。  10、MC-LR与重金属铬的复合污染实验表明,在Cr污染较为严重时,若存在低浓度的MC-LR复合污染,可降低Cr的生态毒性效应;反之,在MC-LR污染较为严重时,若存在低浓度的Cr复合污染,可显著增强MC-LR的毒性效应。MC-LR对白菜幼苗产生了氧化胁迫,抗氧化系统各指标对污染物的敏感程度高低为:Vit-C>POD>GSH>CAT>SOD>MDA;污染物对根部造成的氧化损伤比芽部更为严重。
其他文献
工程结构中不可避免地会遇到很多大位移大转动的问题,这些方面都属于几何非线性范畴。有关几何非线性的研究由来已久,并且一直是分析计算领域的经典课题。随着有关理论和计算方
本文通过以“高产、优质、抗逆”为思路,从农艺性状、品质性状、产后储藏加工性3个方面,综合评价来自不同地区收集的附子种质类型86种,采取田间调查统计,考察其株型及丰产农艺性
学位
随着经济全球化发展,电信竞争日益加剧,收入预测是计算企业投资效益、企业利润的前提条件,如何自动化地准确预测移动公司的收入成为亟须解决的问题.本文基于数据挖掘技术中的
近年来,随着农机购置补贴等强农惠农政策的实施,农机装备水平、农机作业水平显著提高,促进了农业增效、农民增收和农村经济发展.但随着农机化水平的不断提高,农机作业质量问
鱼雷锚贯入深度受多种因素共同影响,目前尚未得到较好解决。为此,通过试验与理论分析研究鱼雷锚贯入过程,对于合理确定贯入深度影响因素,应用于实际工程具有重要理论与工程价值。本文在理论分析基础上,通过小比尺模型鱼雷锚贯入试验,较为详细地研究了鱼雷锚的贯入过程,主要开展以下研究工作:(一)通过理论分析建立了鱼雷锚贯入方程。假设鱼雷锚贯入过程中,在土体形成塑性区与弹性区,破坏服从Tresca准则下,基于球孔
学位
新型数据中心具有业务规模大、突发流量强等特点,这将造成大量的能耗出现,SDN技术具有集中网络管理、流量多路径转发、虚拟机按需部署与智能迁移等特点,可良好地实现网络流量
军营区域人员密集,手机使用时间较为集中,同时,营区对网络覆盖建设管控严格.本文根据此种情况,提出利用中兴新型微基站iMacro改善营区覆盖方案,其组网以挂墙和抱杆两种安装方
单层球面网壳结构以其合理的受力特性和优美的结构形式而被广泛应用于大跨空间结构,其抗震性能的研究尤为重要。本文对带下部支承K8型网壳结构的受力特性进行了系统分析,旨在深
本文通过对端到端网络与业务动态感知的质量监测技术、基于网络性能与业务质量的联合故障定位及预警智能分析技术、基于电力规约的报文识别技术等的研究及应用,实现对单一网