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同步辐射XRF和XANES研究重金属污染环境中小羽藓体内硫元素的生物指示作用
摘要点击 3695  全文点击 5274  投稿时间:2009-01-15  修订日期:2009-04-17
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中文关键词  苔藓  重金属污染  生物监视器  同步辐射 X射线荧光分析  X射线吸收近边结构谱
英文关键词  moss  heavy metal pollution  biological monitor  synchrotron radiation X-ray fluorescence (SRXRF)  X-ray absorption near-edge structure (XANES)
作者单位
曹清晨 中国科学院上海应用物理研究所上海201800 
娄玉霞 上海师范大学生命与环境科学学院, 上海200234 
张元勋 中国科学院上海应用物理研究所上海201800 
包良满 中国科学院上海应用物理研究所上海201800 
曹同 上海师范大学生命与环境科学学院, 上海200234 
赵屹东 中国科学院高能物理研究所, 北京100049 
陈栋梁 中国科学院高能物理研究所, 北京100049 
张桂林 中国科学院上海应用物理研究所上海201800 
李燕 中国科学院上海应用物理研究所上海201800 
中文摘要
      在实验室将小羽藓(Haplocladium)暴露于不同浓度的铅、铁、铬重金属环境下进行培育,分别应用同步辐射X射线荧光(SRXRF)方法测定小羽藓植株硫元素的含量和X射线吸收近边结构(XANES)分析不同价态的硫所占的相对含量.结果表明,暴露于铅、铁下的小羽藓植株内硫的含量明显增加,铅、铁浓度分别为400 mg/L和200 mg/L时,硫元素含量下降.培养周期为15 d时,小羽藓在100 mg/L铅胁迫下,低价硫由对照组的17.8%升高到23.6%,而同时以硫酸盐形式存在的硫由对照组的56.3%下降到51.2%.在400 mg/L铅胁迫时,低价硫含量增加到24.8%,硫酸盐中的硫所占的比例下降到48.4%.小羽藓植株内的胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸和谷胱甘肽中所含低价态硫的总相对含量增加,以硫酸盐态存在的硫相对含量明显下降.研究表明,重金属污染环境导致小羽藓硫吸收同化过程中硫元素含量和价态变化特征具有一定的生物指示作用.
英文摘要
      Haplocladium was cultivated in a special prepared nutrient medium containing different concentrations of Pb, Fe and Cr in laboratory. The sulfur content in moss was measured by synchrotron radiation X-ray fluorescence (SRXRF), and the percentage of various oxidation states of sulfur was analyzed by X-ray absorption near-edge structure (XANES) spectrum. The results show that the sulfur absorption increases under exposure to heavy metal ions of Pb and Fe, but it decreases under exposure to 400 mg/L Pb and 200 mg/L Fe. When Haplocladium was cultivated for 15 days, under the stress of 100  mg/L Pb, the relative content of low oxidation states sulfur increases from 17.8% to 23.6% and the sulfate sulfur decreases from 56.3% to 51.2%. Under the stress of 400 mg/L Pb, the relative content of low oxidation state sulfur increases from 17.8% to 24.8%, and the sulfate sulfur decreases from 56.3% to 48.4%. Under heavy metal exposure, the total relative content of low oxidation states sulfur such as cystine, cysteine, methionine and glutathione increases, and the relative content of sulfate sulfur apparently decreases. All these results indicate that the changing characteristics of sulfur content and oxidation states percentage in sulfur assimilation process under heavy metal exposure can be used as a bioindicator of heavy metal pollution.

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