1266 / 2019-08-08 14:48:30

矿区污染农田水稻根际铜的空间分布、形态转化及吸收机制

4、生态与可持续发展 > 专题5：生态界面过程与生物有效性

矿山开采活动常对周围环境及农田造成严重的重金属污染，研究重金属从土壤到农作物根部的形态转化界面过程，可为重金属的环境地球化学及食品安全提供重要的科学依据。本研究在广东大宝山污染区域采集了水稻样品，以重金属元素铜为研究对象，应用同步辐射X射线荧光成像（μ-XRF）及吸收光谱（XANES）分析了铜从根际土壤到植物根部的迁移转化行为。XANES拟合结果得知，土壤中铜形态主要以铁氧化物吸附态为主，硫化物与有机结合态为辅。植物根际土壤中有机结合态铜含量明显增加。此外，水稻根部铜则主要与组胺酸、海藻酸及巯基类有机配体等结合。同步辐射μ-XRF结合μ-XANES分析根部横切面指出铜主要被截留在根表皮组织，并与组胺酸和海藻酸相结合。在木质部，铜浓度较低，主要以还原态Cu(I)-巯基有机配体结合态为主，表明Cu(II)在此可被还原为Cu(I)。综合上述结果及相关文献指出，水稻主要以铜(II)-组氨酸形态传输到地上部分。综合相关文献资料，本研究进一步提出从土壤到水稻根部及从根表到根内部的传输过程机制：水稻中的铜主要以铜(II)-组氨酸形态传输到地上部分。水稻铜的解毒机制为：根部以含碳及含氮类有机配体为媒介将大部分Cu(II)固定在表层组织，之后Cu(II)被巯基类有机配体还原为Cu(I)并有效结合，限制了铜从根部进入地上部分，有利于维护食品安全。