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红树林是生长在热带、亚热带陆海交汇的海湾河口区潮间带、受周期性潮水浸淹的潮滩湿地木本生物群落。近年来随着人口的增长,流域工农业、沿岸城市开发及港口驳岸海运的发展,大量污染物直接或间接注入而汇集于河口海湾区,日益增加了红树林的环境压力。红树林生态系统因生产力高、富含有机质以及强还原性环境条件等特性,使之成为吸收和积累多环芳烃(Polycyclic AromaticHydrocarbons,PAHs)的重要场所,但目前有关红树林湿地中PAHs的研究大多限于分析湿地沉积物中PAHs的种类、各种组分的含量与分布比例、湿地内PAHs的来源研究以及林地内微生物对PAHs的降解作用等,而作为湿地主体核心的红树植物对环境中PAHs的直接吸收研究很少涉及,亦未对相关机理加以阐释。本文首先利用固体表面荧光(Solid Surface Fluorimetry,SSF)分析法结合荧光显微(Fluorescence Microscopy,FM)和双光子激光共焦扫描显微(TWoPhoton Laser Confocal Scanning Microscopy,TPLCSM)技术,建立了红树林生态系统中典型PAHs环境行为原位研究的系统方法,进而利用所建方法初步开展了原位研究典型PAHs在红树植物中环境行为等工作,主要研究内容和结果包括以下几个方面:(1)利用荧光分光光度计配合自制的固体样品架建立了直接测定吸附于白骨壤(Avicennia marina,Am)、木榄(Bruguiera gymnorrhiza,Bg)、秋茄(Kandeliacandel,Kc)和红海榄(Rhizophors stylosa,Rs)叶片上An的SSF新方法。实验结果表明:(a)在相同的暴露时间下,不同种红树叶片对An的吸附量不同,且在一定范围内,吸附于四种红树叶片上表面An的量与其SSF相对强度间有较好的线性关系,所建方法的回收率为70.2%~110.8%,可满足实际测定的需要;(b)在相同的暴露An浓度下,随An暴露时间的增加,四种红树叶片上表面富集An后测得的SSF相对强度都呈现先增大后减小的趋势,且测得吸附于四种红树叶片上表面An的SSF相对强度最高处的顺序为:Am>Kc>Rs>Bg;(c)在相同的实验暴露条件下,同种红树叶片上表面吸附An后测得的SSF相对强度都明显强于下表面,但下表面对An的吸附作用亦很重要。实验还发现,吸附在四种红树叶片上表面An的SSF相对强度随吸附部位的不同都表现出较大差异,即可能存在于叶片表面的An并不是“均匀”地穿过表皮蜡质层进入到叶片内部,而是可能存在“优先”的进入位置,但具体原因尚不清楚。(2)在上述工作研究基础上,首先,利用荧光分光光度计配合光纤附件建立了直接测定吸附于Kc、桐花树(Aegiceras corniculatum Ac)两种红树叶片上表面单组分及其混合组分An、芘(Py)的光纤同步SSF新方法。实验结果表明,在一定范围内,吸附于两种红树叶片上表面单组分及其混合组分An、Py的量分别与其同步SSF相对强度间有较好的线性关系,且所建方法的回收率为82.9%~116.5%,可满足实际测定的需要;其次,采用所建立的光纤同步SSF法原位研究了存在于活体Kc叶片上表面An的光谱行为,同时辅助GC-MS手段验证了所建方法在实际测定过程中的可行性。实验结果表明,在一定的实验条件下,随暴露时间的延长,采用两种方法测得的存在于Kc叶片表面An的量的变化趋势基本一致;最后,采用所建立的光纤同步SSF法原位研究了An、Py及其混合组分在两种红树叶片上表面的光降解情况。实验结果表明,在实验条件下:(a)吸附于两种红树叶片上表面的单组分An、Py的光降解过程均遵循一级反应动力学过程;在相同的实验条件下,吸附于红树叶片上表面PAH的含量越高,光降解的反应速率越慢,且吸附于同种红树叶片上相同物质量的Py的降解速率远小于An;(b)吸附于两种红树叶片上表面的An、Py混合组的光降解过程均遵循一级反应动力学过程。而对于处于混合组分中相同量的PAH,吸附于Kc叶片上表面PAH的光降解速率慢于吸附于Ac叶片上表面的PAH。实验结果还表明,不管是Kc叶片还是Ac叶片,与吸附于叶片表面单组分An或Py的光降解作用相比,混合组分中An的光降解速率减慢,而Py的光降解速率加快;(c)单组分及其混合组分An、Py在水溶液中的光降解过程均遵循一级反应动力学过程。对于相同量的单组分An、Py,处于水溶液中的PAH的光降解速率都快于吸附于红树叶片表面的PAH。在水溶液中,与单组分An或Py的光降解作用相比,混合组分中An的光降解速率减慢,而Py的光降解速率加快。(3)在人工模拟实验条件下,选取An为模型化合物并将其均匀地涂抹于活体Kc叶片的上表面,经过96h的暴露后,首先借助于所建的SSF方法,确定了存在于Kc叶片上表面的目标污染物为An,其次借助于FM技术,直接观察发现,随着An暴露时间的增加,存在于活体Kc叶片上表面An的量逐渐减少,一定时间后,存在于Kc叶片上表面的An会与大气中的An达到挥发和再沉降的“相对平衡状态”,且随着An暴露时间的延长,存在于Kc叶片上表面的An会通过上表面的蜡质层进入到第一、第二内皮层、上栅栏组织,从大气再沉降至Kc叶片下表面的An会通过下表面的气孔进入到下皮层、下栅栏组织,并最终都分别到达海绵组织。实验结果还表明,经过24h的暴露后,在Kc叶片的上、下栅栏组织和海绵组织内部都会观察到一些“淡蓝色”的光斑,很可能是An的代谢产物。同时实验还发现,在相同An暴露时间(24h后)下,存在于叶片“中央”An的量会少于存在于叶片“边缘”An的量,即随着暴露An时间的延长,存在于叶片“中央”An的量减少的“更快”。此研究结果可能暗示了一条重要的信息,即可能存在于红树叶片表面的An并不是“均匀”地穿过表皮蜡质层进入到叶片内部,而是可能存在“优先”的进入位置。(4)在人工模拟实验条件下,利用TPLCSM技术,原位观察了典型PAHs从水培液迁移进入活体红树植物幼苗的根部并向其地上组织传输的路径,及其在内部组织中的最终分布情况。实验结果表明:(a)经过20d的培养,萘(Na)、菲(Phen)、An、Py都从水培液迁移进入至Kc幼苗的根部,并在蒸腾拉力的作用下传输至茎、叶等地上组织,且四种PAHs迁移进入并在Kc幼苗内部传输的路径及其最终存在位置类似,且四种PAHs在Kc幼苗内部组织中传输的速率顺序为Na>An和Phen>Py。四种PAHs胁迫对Kc幼苗根的生长都产生了抑制作用,且其抑制作用大小的顺序为Na>An和Phen>Py,其中An和Phen胁迫对Kc幼苗根生长的抑制作用差别不显著,而Na对Kc幼苗根生长的抑制程度最为明显。(b)经过20d的培养,三种PAHs(Na、Phen、Py)都从水培液迁移进入至Ac幼苗的根部,并在蒸腾拉力的作用下传输至茎部,且三种PAHs迁移进入并在Ac幼苗内部传输的路径及其最终存在位置类似,且三种PAHs在Ac幼苗内部组织中传输的速率顺序为Na>Phen>Py。三种PAHs胁迫对Ac幼苗根的生长都产生了抑制作用,且其抑制作用大小的顺序是Na>Phen>Py,其中Na对Ac幼苗根生长的抑制程度最为明显。本文首次结合了SSF分析法、FM和TPLCSM技术研究了典型PAHs在红树植物中的环境行为,为PAHs在红树林生态系统中的相关研究提供了新的手段、方法和研究思路。通过研究不同种类红树植物的叶、茎、根对典型PAHs的吸收、转运、降解等过程,初步揭示了红树植物对典型PAHs的植物修复、污染控制的过程、机制等。也为进一步研究PAHs污染胁迫下不同种类红树植物生长情况、生理生态及生化效应等奠定了研究方法基础。