论文部分内容阅读
随着含砷矿产资源的开采和各种含砷化学物质的不断应用,水体与土壤的砷污染已成为一个非常严峻的世界性环境问题.农田砷污染导致水稻植株生长受抑制,影响产量,作物生长过程富集的砷污染物通过秸杆和稻米经食物链进入人体,危害人体健康.砷污染物的毒性和生物可利用性不但与它在环境中的总量有关,更与其化学形态密切相关.三价砷(As(Ⅲ))是淹水种植条件下水稻根际的主要形态,N、P、K是苗期水稻正常生长所需要的营养物质,前期研究表明,适当调整水培营养液中N、P、K 的浓度,可以减轻As(Ⅲ)对苗期水稻生长的毒害作用.为探索苗期水稻As(Ⅲ)毒害的营养调控机制及营养调控对As(Ⅲ)污染物迁移累积特性的影响,本研究采用自行设计的接口技术[1]建立了毛细管电泳-电感耦合等离子体质谱(CE-ICP-MS)联用技术测定As(Ⅲ)、五价砷(As(V))、一甲基砷(MMA(V))、二甲基砷(DMA(V))、砷甜菜碱(AsB)和砷胆碱(AsC)的分析检测技术.结果表明,在运行缓冲液为50mmol/L H3BO3-12.5 mmol/L Na2B4O7 (pH9.1),分离电压为14kV,进样时间为14s,辅助流为3％甲醇(v/v),雾化器为PFA-20微流量雾化器时,上述六种形态的砷化合物得到最佳分离和检测.在最佳CE-ICP-MS运行条件下,连续6 次运行10ng/mL 的As(Ⅲ)、As(V)、MMA(V)、DMA(V)、AsB和AsC 的混合液,各形态砷化合物迁移时间的相对标准偏差为2％-3％,峰面积的相对标准偏差为3％-5％,在2-20ng/mL浓度范围内,六种形态砷化合物的峰面积与浓度的线性相关系数均优于0.995,根据三倍信噪比确定各砷化合物的仪器检出限分别为8.6、11.7、16.3、10.5、26.3 和25.5ng/L(基于峰面积).在最优CE-ICP-MS条件下,测定了As(Ⅲ)胁迫下、不同营养组合水培调控1周后广优明118苗期水稻各器官累积的不同形态砷污染物的含量.结果表明,单因素营养调控后,水稻根和叶累积的主要是As(V),未知砷在10％以内,未检测到AsB.但是,N、P二因素正交组合调控下,水稻根和叶累积的主要是As(Ⅲ),水稻根系存在砷外排现象,未知砷在5％以内,水稻叶检测到AsB,约为2％,最优营养组合下水稻根部累积的砷总量最小.这些结果说明,不同营养组合调控对苗期水稻As(Ⅲ)迁移、累积及转化特性的影响存在差异.所以,适当调节营养物质的组合,可减轻As(Ⅲ)对苗期水稻的毒害作用.