EDTA介导下砷在水生植物体内的迁移与转化研究

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乙二胺四乙酸(EDTA)被广泛用于洗涤剂、纺织和造纸漂白工艺、食品工业和医药等领域,最终排入环境中。EDTA其具有很强的分离金属离子的能力,能与类金属元素砷(As)生成稳定性强的螯合物,难于生物降解,在环境中长期存在。弄清EDTA对砷在水生植物体内迁移转化规律的影响,将有利于合理利用水生植物修复EDTA介导下砷造成的水环境污染。本研究以受到砷污染的水生植物体系为研究对象,将其分别暴露于0、0.5、5.8和28 mg/L EDTA环境下,分别测定各暴露水平下,上覆水相总砷和水生植物相总砷以及砷形态的含量;同时考察菖蒲(挺水植物)、轮叶黑藻(沉水植物)、大薸(浮水植物)的叶绿素、总蛋白质(TP)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和还原酶谷胱甘肽(GSH)含量变化,研究EDTA对砷在水生植物体内的迁移转化规律、以及砷的生物毒性和生物有效性的影响及其影响机理。研究发现:(1)EDTA能将固定在沉积物中的砷通过螯合作用解吸到上覆水中且低浓度的EDTA对沉积物中的砷的活化效果最好。(2)EDTA介导剂能显著增强水生植物对砷的富集吸收能力,低浓度(0.5 mg/L)和中浓度(5.8 mg/L)的EDTA介导剂能显著促进水生植物对砷的富集能力。EDTA对水生植物吸收富集总砷的促进作用依次为:菖蒲>轮叶黑藻>大薸。(3)EDTA对砷的迁移和转化的影响与植物类型和暴露培养时间有关。EDTA能够显著促进砷在轮叶黑藻和大薸体内甲基化的解毒作用,将As(V)甲基化为一甲基砷(MMA)和二甲基砷(DMA)。且低浓度和中浓度的EDTA介导剂对砷的解毒机制的促进作用显著大于高浓度体系。(4)EDTA与As形成的络合物植物体内传递的过程中对植物正常生化反应机制产生迫害作用,使得植物体内产生大量的叶绿素、蛋白质、丙二醛(MDA)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和还原型谷胱甘肽(GSH)来抵抗砷的胁迫作用。
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