光谱学与光谱分析
光譜學與光譜分析
광보학여광보분석
SPECTROSCOPY AND SPECTRAL ANALYSIS
2014年
3期
818-822
,共5页
同步辐射%μ-XRF%μ-XANES%拟南芥%Pb%形态%重金属%尾矿坝%铅锌矿
同步輻射%μ-XRF%μ-XANES%擬南芥%Pb%形態%重金屬%尾礦壩%鉛鋅礦
동보복사%μ-XRF%μ-XANES%의남개%Pb%형태%중금속%미광패%연자광
Synchrotron radiation%μ-XRF%μ-XANES%Arabidopsis thaliana%Pb%Speciation%Heavy metals%Tailings dam%Lead mining
为了从组织和器官水平研究植物在铅锌矿山开采区尾矿坝土壤中植物中毒和胁迫机制，使用同步辐射微束X射线荧光技术（μ-SRXRF）研究了K ，Ca ，Mn ，Fe ，Cu ，Zn ，Pb等元素在云南某铅锌矿区尾矿坝土壤中生长的拟南芥幼苗中的分布特征。发现Pb易富集于植物根部，也容易富集在植物顶端叶芽部位，这是很多研究没有发现的。整株幼苗中Pb都与M n形成明显的竞争分布特征。导致植株中毒凋亡的原因可能是Pb造成的拟南芥顶端幼芽的氧化压力，以及Pb分布对M n等植物必需元素的吸收和分布的抑制。为研究Pb在土壤中的形态和植物可利用性，针对拟南芥及其根际土壤中开展了Pb L3边X射线吸收近边精细结构谱（XANES）研究，发现尾矿坝土壤种植的拟南芥根际土壤Pb主要以PbO（64.2％），Pb（OH）2（28.8％）， Pb3 O4（6.3％）形式存在，而非Pb矿物矿石或有机 Pb形式存在，本尾矿坝土壤中 Pb的植物可利用水平不高。进一步开展土壤中Pb进入植物的过程以及该过程中Pb的形态发生的变化，尤其是溶解性有机质在其中的角色，是开展重金属胁迫下植物中毒和解毒机制研究的重要前提。
為瞭從組織和器官水平研究植物在鉛鋅礦山開採區尾礦壩土壤中植物中毒和脅迫機製，使用同步輻射微束X射線熒光技術（μ-SRXRF）研究瞭K ，Ca ，Mn ，Fe ，Cu ，Zn ，Pb等元素在雲南某鉛鋅礦區尾礦壩土壤中生長的擬南芥幼苗中的分佈特徵。髮現Pb易富集于植物根部，也容易富集在植物頂耑葉芽部位，這是很多研究沒有髮現的。整株幼苗中Pb都與M n形成明顯的競爭分佈特徵。導緻植株中毒凋亡的原因可能是Pb造成的擬南芥頂耑幼芽的氧化壓力，以及Pb分佈對M n等植物必需元素的吸收和分佈的抑製。為研究Pb在土壤中的形態和植物可利用性，針對擬南芥及其根際土壤中開展瞭Pb L3邊X射線吸收近邊精細結構譜（XANES）研究，髮現尾礦壩土壤種植的擬南芥根際土壤Pb主要以PbO（64.2％），Pb（OH）2（28.8％）， Pb3 O4（6.3％）形式存在，而非Pb礦物礦石或有機 Pb形式存在，本尾礦壩土壤中 Pb的植物可利用水平不高。進一步開展土壤中Pb進入植物的過程以及該過程中Pb的形態髮生的變化，尤其是溶解性有機質在其中的角色，是開展重金屬脅迫下植物中毒和解毒機製研究的重要前提。
위료종조직화기관수평연구식물재연자광산개채구미광패토양중식물중독화협박궤제，사용동보복사미속X사선형광기술（μ-SRXRF）연구료K ，Ca ，Mn ，Fe ，Cu ，Zn ，Pb등원소재운남모연자광구미광패토양중생장적의남개유묘중적분포특정。발현Pb역부집우식물근부，야용역부집재식물정단협아부위，저시흔다연구몰유발현적。정주유묘중Pb도여M n형성명현적경쟁분포특정。도치식주중독조망적원인가능시Pb조성적의남개정단유아적양화압력，이급Pb분포대M n등식물필수원소적흡수화분포적억제。위연구Pb재토양중적형태화식물가이용성，침대의남개급기근제토양중개전료Pb L3변X사선흡수근변정세결구보（XANES）연구，발현미광패토양충식적의남개근제토양Pb주요이PbO（64.2％），Pb（OH）2（28.8％）， Pb3 O4（6.3％）형식존재，이비Pb광물광석혹유궤 Pb형식존재，본미광패토양중 Pb적식물가이용수평불고。진일보개전토양중Pb진입식물적과정이급해과정중Pb적형태발생적변화，우기시용해성유궤질재기중적각색，시개전중금속협박하식물중독화해독궤제연구적중요전제。
In order to investigate plant reacting mechanism with heavy metal stress in organ and tissue level ,synchrotron radia-tion micro X-ray fluorescence(μ-SRXRF) was used to determine element distribution characteristics of K ,Ca ,Mn ,Fe ,Cu ,Zn , Pb in an Arabidopsis thaliana seedling grown in tailing dam soil taken from a lead-zinc mine exploration area. The results showed a regular distribution characters of K ,Ca ,Fe ,Cu and Zn ,while Pb appeared not only in root ,but also in a leaf bud which was beyond previously understanding that Pb mainly appeared in plant root. Pb competed with Mn in the distribution of the whole seedling. Pb may cause the increase of oxidative stress in root and leaf bud ,and restrict Mn absorption and utilization which ex-plained the phenomenon of seedling death in this tailing damp soil. Speciation of Pb in Arabidopsis thaliana and tailing damp rhi-zosphere soil were also presented after using PbL3 micro X-ray absorption near edge structure(μ-XANES). By comparison of PbL3 XANES peak shape and peak position between standard samples and rhizosphere soil sample ,it was demonstrated that the tailing dampsoilwasmainlyformedbyamorphousformslikePbO(64.2% ),Pb(OH)2(28.8% )andPb3O4(6.3% )ratherthanmineral or organic Pb speciations. The low plant bioavailability of Pb demonstrated a further research focusing on Pb absorption and spe-ciation conversion is needed ,especially the role of dissolve organic matter in soil which may enhance Pb bioavailability.
