体积排阻高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法同时测定印度芥菜(Brassica Juncea)中镉铜锌形态
杨红霞, 刘崴, 李冰, 魏巍, 张惠娟, 陈登云
建立了体积排阻高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法同时测定印度芥菜中镉、铜、锌形态分析方法。为了防止巯基化合物氧化反应的发生,样品采取液氮保护并在-70℃保存,样品分析全流程采取氮吹防氧化措施。在镉、铜、锌胁迫下,诱导产生植物螯合肽(PCs)。在叶片和根部均检测到3种元素的4种形态,植物螯合肽(PC)3-Cd(Cu,Zn)、植物螯合肽(PC)2-Cd(Cu,Zn)、谷胱甘肽(GSH)-Cd(Cu,Zn)、半胱胺酸(Cys)-Cd(Cu,Zn)及其在植物体内的分布规律。结合植物不同部位Cd、Cu、Zn分布规律初步推断,Cd、Cu、Zn在与GSH及Cys的结合上存在竞争。
关键词: 形态分析;, 镉;, 铜;, 锌;, 印度芥菜;, 体积排阻高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法
胁迫时间和胁迫浓度对超积累植物印度芥菜细胞中镉分布的影响
杨红霞, 张惠娟, 高津旭, 刘崴, 李冰
超积累植物对重金属的区隔化作用能有效降低细胞质内金属离子的浓度,是对重金属重要的解毒机制之一,而细胞内各组织的区隔化作用大小并未取得一致性结论。本文研究了胁迫浓度和胁迫时间对超积累植物印度芥菜(Brassica Juncea)细胞及亚细胞中镉分布的影响。印度芥菜幼苗分别用0.5、1.0、2.0、3.0、5.0 mg/L镉胁迫1、5、7、10、14天后收获,采用电感耦合等离子体质谱法测定印度芥菜根系和叶片亚细胞中镉的含量。结果表明:镉在细胞壁中的比例占50%~64%,细胞液占22%~38%,细胞器占7%~17%,镉在细胞壁中所占比例显著高于细胞液和细胞器,证明细胞壁区隔化在镉的解毒机制中具有重要的作用。随着胁迫时间和胁迫浓度的增加,根系和叶片中亚细胞各组织中镉含量持续增加,超过7天,镉含量显著升高,说明镉对植物的危害是一个缓慢过程。印度芥菜对镉胁迫浓度的最大耐受量为1.0 mg/L,超过此浓度,植物细胞的破坏症状加重;细胞超微结构研究也表明,镉胁迫浓度超过1 mg/L后,细胞结构发生了不同程度的损坏,出现质壁分离、液泡增大甚至空泡化、质膜粗糙等现象,继而影响到细胞的正常功能。因此,在考察重金属对植物的危害时,要充分考虑时间和浓度梯度两个参数的协同作用。
关键词: , 亚细胞, 胁迫时间, 胁迫浓度, 电感耦合等离子体质谱法, 扫描透射电镜
天然有机质存在条件下的纳米颗粒与重金属协同行为研究
胡俊栋, 刘崴, 沈亚婷, 路国慧
纳米颗粒与重金属元素相结合发生反应,可能产生一系列相互作用关系。这些作用过程是取决于多个环境条件共同作用的复杂过程,尤其是在土壤这种复杂的典型非均质环境介质中。这些作用关系可分为协同促进和拮抗抑制两大类关系。对于土壤中的重金属元素离子而言,纳米态粒子对其环境有效性究竟是协同促进还是拮抗抑制作用,关键取决于纳米粒子的表面修饰特性、二者间的界面反应以及反应后重金属元素的最终赋存状态这三个方面。协同促进或拮抗抑制作用与否则最终决定了这些污染重金属离子的生物可利用性和生态毒性响应。本文对近年来纳米颗粒-重金属共环境行为国内外研究现状进行综述讨论。纳米-重金属界面吸附解吸和土壤中迁移持留过程研究涉及多个热力学、动力学解析方法,科学家结合静态批实验和动态迁移实验等实验室模拟手段,对纳米颗粒、重金属离子、有机质三因子在土壤介质中的相互作用影响和共行为方式展开深入探讨。在重金属离子-纳米颗粒表面吸附机制、赋存形态以及重金属纳米吸附态土壤迁移固定机制研究中,多种定性表征方法的综合应用,如透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线吸收近边结构光谱/扩展X射线吸收精细结构光谱(XANES/EXAFS)等方法相结合,被公认是揭示这一系列过程机制的重要技术手段。针对不同土壤环境中有机质存在条件,正确评价纳米态物质对重金属的迁移性及生物可利用性的影响作用,将为纳米环境效应评估和纳米修复技术等相关应用提供重要的数据支持和机理依据。
关键词: 纳米颗粒, 重金属, 天然有机质, 吸附, 迁移, 环境共行为, 土壤
胁迫浓度和胁迫时间对印度芥菜中镉形态分布的影响
杨红霞, 刘崴, 李冰, 魏巍, 张惠娟
螯合作用是植物对细胞内重金属耐受的主要方式之一,植物中螯合肽(PCs)在植物耐重金属毒害中的作用己有许多报道,但作用程度并未得出一致的结论,关于PCs是在镉刺激下直接合成还是以谷胱甘肽为底物合成同样存在争议。本文研究了胁迫浓度和胁迫时间对超积累植物印度芥菜(Brassica juncea)中镉形态分布的影响。印度芥菜幼苗分别用0.5、1.0、3.0、5.0、10.0 mg/L镉标准溶液胁迫24 h、48 h、72 h、96 h后收获,用体积排阻高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱技术测定植物体根部和叶部中镉形态的含量。结果表明,在低胁迫浓度下(≤3.0 mg/L),植物叶中PCs-Cd的含量与胁迫浓度成正比;在高胁迫浓度下,PCs-Cd含量反而降低,根中PCs-Cd的含量持续增加,但叶中PCs-Cd总量高于根部,说明PCs在植物体内会由根部向叶部转移,从而提高了镉耐受性。在持续长时间胁迫下,PCs-Cd含量也降低,表明PCs在镉解毒机制中仅有短暂的作用;持续高浓度胁迫下,植物会引发其他机制来抵制Cd的毒性。研究认为PCs在镉解毒机制中的作用需要考虑胁迫时间和胁迫浓度这两个重要参数。
关键词: 印度芥菜, 镉形态, 胁迫浓度, 胁迫时间, 耐受性
HPLC-ICP-MS法研究内蒙古锡盟和新疆塔城高碘地区地下水的总碘及碘形态特征
陈俊良, 杨红霞, 刘崴, 刘景涛
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201707040114
长期饮用高碘水将对人体造成危害,地下水总碘及碘形态分析对于高碘地区碘环境地球化学研究具有重要价值。本文采用高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术对内蒙古锡盟与新疆塔城高碘地区地下水总碘及碘形态进行测定。研究表明:锡盟地区地下水中碘以I-形态为主,总碘量维持在200 μg/L,个别点位达到600 μg/L甚至1700 μg/L,呈环状分布,从东北至西南呈现“低-高-低”的分布规律;塔城地区地下水中的碘以IO3-形态为主,总碘量不足100 μg/L,个别点位接近200 μg/L,呈层状分布,自东向西逐渐升高。分析认为,氧化性的条件利于不同碘形态之间的转化;溶解氧过高或过低都不利于碘的储存;碘会随着可溶性盐的流失而流失;沿河流的流向,下游地势较低,总碘得到积累。本研究结果对于锡盟和塔城地区科学预防甲状腺肿、制定法律法规具有指导作用。
关键词: 地下水, 总碘, 碘形态, 高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱
碱消解-高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法测定生物样品中的甲基汞和乙基汞
杨红霞, 刘崴, 李冰
建立了碱消解-高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用系统测定生物样品中甲基汞(MeHg)与乙基汞(EtHg)的分析方法.为提高灵敏度,选用微流量的PFA雾化器,在优化的检测条件下,MeHg及EtHg检出限可达到0.036μg/L和0.03μg/L;线性范围达到4个数量级,两条工作曲线线性相关系数为1.对1.78μg/L MeHg、1.65μg/L EtHg的混合标准溶液重复测定7次,色谱峰面积的相对标准偏差(RSD)分别为1.79%和1.44%.对标准物质BCR 464(金枪鱼)的分析结果表明,测定值与标准值基本吻合,但略低于标准值;甲基汞和乙基汞的加标回收率分别为85.9%和84.5%.高效液相色谱与质谱联用技术的高灵敏度和低检出限能够满足生物样品中汞形态定量分析的要求.
关键词: 碱消解, 高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法, 甲基汞, 乙基汞, 生物样品

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