外源銀在土壤中形態(tài)變化及銀在水稻體中分布規(guī)律的研究.pdf

1、一般情況下，土壤中銀含量水平極低，全球平均值僅為0.05mg·kg-1。從已有的資料，中國(guó)土壤中銀的平均水平遠(yuǎn)高于全球平均值，達(dá)0.35mg·kg-1；而中國(guó)南方紫色土壤含銀水平在0.134～0.193mg·kg-1。 多數(shù)研究者認(rèn)為銀并不是動(dòng)植物生長(zhǎng)必須元素。反之，高水平的銀對(duì)魚類、水生植物、野生植物和動(dòng)物體具有極強(qiáng)的毒性和潛在影響。但研究認(rèn)為，適量銀不但對(duì)植物生長(zhǎng)有益，也有益于人體健康(特別是膠態(tài)銀)。人們大量使用銀首飾以及

2、用銀器作為餐具也證明了這一點(diǎn)。 在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)條件下，由于銀及含銀化合物的廣泛使用，大量的銀進(jìn)入環(huán)境和土壤，銀在土壤中富集明顯。國(guó)外報(bào)道，由于工業(yè)和農(nóng)業(yè)行為，土壤中銀含量超過(guò)背景值3～50倍。但目前，無(wú)論是銀在土壤及環(huán)境中的形態(tài)、遷移、沉淀、轉(zhuǎn)化，以及銀在動(dòng)植物體內(nèi)的生物學(xué)行為均研究不多，這也導(dǎo)致對(duì)銀的行為認(rèn)識(shí)不足，因此，加強(qiáng)銀的環(huán)境和生物學(xué)行為的研究，將具有重要的意義。 銀的常規(guī)測(cè)定方法以重量法、容量法、分光光度法等為主

3、，這些方法的靈敏度均達(dá)不到土壤和植物中痕量銀的測(cè)定要求。隨著原子光譜分析方法的出現(xiàn)，其極高的靈敏度和檢出限使痕量銀的測(cè)定成為可能，目前，無(wú)論是原子吸收光譜或原子發(fā)射光譜(如ICP)，雖然靈敏度均能達(dá)到土壤或植物樣品含量水平，但由于土壤和植物樣品復(fù)雜程度極高，不同前處理?xiàng)l件下，各種干擾物質(zhì)的存在導(dǎo)致測(cè)定可靠程度受到影響，因此，選擇恰當(dāng)?shù)那疤幚矸椒?，配合高靈敏度的原子光譜分析，對(duì)土壤、環(huán)境和植物中銀的研究極其必要。 本文在對(duì)幾種前處

4、理方法對(duì)比的基礎(chǔ)上，比較了火焰原子吸收和無(wú)火焰原子吸收法對(duì)土壤和植株樣品中銀測(cè)定的條件和可靠性；并以硝酸銀為外源銀，通過(guò)淹水培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)及盆栽實(shí)驗(yàn)，研究銀在土壤中的存在形態(tài)和含量分布；同時(shí)探討了外源銀在水稻體中分布規(guī)律及水稻對(duì)銀的富集能力，分析了淹水培養(yǎng)時(shí)間和種植水稻行為對(duì)銀形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響，以及銀存在對(duì)水稻吸收氮、磷、鉀、鈉、鈣、鎂、銅、鋅、鐵、錳、鉻的影響，旨在能為土壤和植物體中痕量銀的研究提供可行測(cè)定方法，為了解銀在土壤中分散和富集過(guò)程

5、與機(jī)制，了解土壤中銀元素對(duì)植物的有效性，為銀在環(huán)境中的歸宿的預(yù)測(cè)以及尋求控制銀污染的決策等提供科學(xué)依據(jù)。主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：(1)普通土壤和植物樣品的待測(cè)液中銀以無(wú)火焰原子吸收光度法測(cè)定為好，其靈敏度(0.39～0.55μg·kg-1)和檢出限(0.043μg·kg-1)均能滿足樣品含量要求。 (2)在銀的無(wú)火焰原子吸收光度測(cè)定中，各種前處理方法所獲得的待測(cè)液均存在背景吸收，即使以0.4﹪磷酸二氫銨、2﹪硝酸鎂和2﹪抗壞血酸作基體

6、改進(jìn)劑，對(duì)灰化溫度、最佳原子化溫度、背景消除也無(wú)明顯效果。因此，土壤和植物樣品待測(cè)液仍以直接進(jìn)樣測(cè)定為宜，但最好選用具高效背景扣除裝置的儀器；測(cè)定升溫程序中，灰化溫度選為600℃，原子化溫度選為2200℃為宜。 (3)以HF-HClO4-HNO3酸溶法和NaOH熔融處理的土壤樣品，采用無(wú)火焰原子吸收光度法測(cè)定，加標(biāo)回收率：酸溶法為70～150﹪；堿融法83～130﹪。相比酸溶法，堿融法對(duì)含銀較低樣品的重現(xiàn)性更好，背景干擾更少。

7、 (4)外源銀在土壤中經(jīng)淹水培養(yǎng)后，用6種提取劑均可提取出一定量的銀；其中，以焦磷酸鈉提出量最高(10.5～165μg·kg-1)，表明有機(jī)結(jié)合態(tài)是銀在土壤中存在的重要形態(tài)。土壤中殘?jiān)鼞B(tài)銀占全量的89.5～99.1﹪，與外源銀總量成正相關(guān)，表明土壤對(duì)銀有極強(qiáng)的固定能力，土壤中銀的遷移性和對(duì)植物有效性較差。淹水培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)，可提取態(tài)有向殘?jiān)鼞B(tài)轉(zhuǎn)化趨勢(shì)；種植水稻后收獲的土壤與僅淹水培養(yǎng)處理土壤比較，可提取態(tài)總量增加，表明水稻根系活動(dòng)可

8、以活化土壤中的銀。 (5)水稻植株各部分中銀含量差異較大，隨外源銀加入量增加，水稻體內(nèi)銀含量有增加趨勢(shì)；水稻植株各部分銀含量(μg·kg-1)為：根(196～1342)＞葉(33.3～165)＞莖(5.21～8.29)≈稻穗(2.08～10.4)，說(shuō)明銀在植物體的分布規(guī)律在新陳代謝旺盛的器官蓄積量較大，而營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)存器官如果實(shí)、籽粒中蓄積量較少。 (6)外源銀促進(jìn)了水稻根系對(duì)鐵、錳、鎂的吸收或積累；抑制水稻根系對(duì)銅、鈣和鉻的