范文一:论文:洗衣粉液对浮萍生长是否有影响的实验研究
洗衣粉液对浮萍生长是否有影响的实验研究
作 者: 奉贤区头桥中学 洪 清 源 何 童 闵 浩
指导老师: 奉贤区头桥中学 李 素 云
一. 选题目的
上科学课时,老师告诉我们含磷洗衣粉液会引起水中植物的疯狂生长,大量繁殖,造成赤潮现象,从而影响水中动物的生长,提倡大家要用无磷洗衣粉。我们几个想:难道无磷洗衣粉对水中的生物生长就没有影响吗,不含磷的洗衣粉真的就环保吗,带着这些疑问我们去问老师,老师觉得我们的想法不错,建议我们通过实验来研究。我们想通过实验了解洗衣粉液对水生植物---浮萍的生长是否有影响,来了解无磷洗衣粉是否环保。
二(实施过程
1. 器材准备:
(1) 准备12个容量是1000ML烧杯,一个玻璃棒。
(2) 准备10个不同品牌的洗衣粉,一些浮萍。
(3) 天平秤、砝码。
(4) 标签、笔和记录本。
2. 实验地点:科技活动室
3. 实验方法:
10月19日我们几个讨论设计实验方案, 10月22日下午,我们去农工商超
市和金叶超市调查目前市场洗衣粉的种类, 10月24日,我们发动班级的学
生从家里拿一些洗衣粉供我们实验用。各种器材准备好后,首先我们用天平
分别称取不同品牌的洗衣粉各1克,然后把实验用的烧杯依次编号,写上名
称,接着在烧杯中放1000ML自来水,并将称好的洗衣粉对应放入烧杯中,用
玻璃棒搅拌,其中有两个烧杯里放自来水和纯水作对照。最后每个烧杯中放入
大小相近的8颗浮萍。祥见下表:
洗衣粉名称实验组别 水(ml) 洗衣粉(克) 浮萍(颗)
(无磷)
白猫 烧杯, 1000 1 8
立白 烧杯2 1000 1 8
裕华 烧杯3 1000 1 8
碧浪 烧杯4 1000 1 8
威白 烧杯5 1000 1 8
奥妙,, 烧杯6 1000 1 8
雕牌 烧杯7 1000 1 8
自来水 烧杯8 1000 1 8
纯水 烧杯9 1000 1 8
汰渍 烧杯10 1000 1 8
田七 烧杯11 1000 1 8
洁霸 烧杯12 1000 1 8
3. 实验时间:从10月27日开始,到11月3日结束。
三.实验结果与分析
1.实验结果:
浮萍各种洗衣粉液中生长情况统计表
实验组别 对应产品 浮萍生长情况
1天 3天 5天 7天 1 白猫 正常 正常 正常,根开始6个长有小
长 叶片 2 立白 1个局部发5个周围发全部周围发全部发黑
黄 黄 黄
3 裕华 7个局部发全部周围发7个全部发全部发黑
黄 黄 黑
4 碧浪 8个局部发全部周围发全部发黑 全部发黑
黄 黄
5 威白 正常 正常 1个周围发1个周围发
黄,开始发新黄,根短较
根 少,5个长小
有小叶片 6 奥妙,, 7个部分发全部周围发全部发黑 全部发黑
黄 黄
7 雕牌 7个部分发2个全发黄,62个周围发全部发黑
黄 个周围发黄 黄,6个全部
发黄
8 自来水 正常 正常 根长且密,6根长且密,全
个长有个小部有小叶片
叶片,
9 纯水 正常 正常 根短,4个有根短但密,6
小叶片 个有小叶片 10 汰渍 8个局部发1个全黄,72个全黄,63个全黄,5
黄, 个周围发黄 个周围发黄 个周围发黄 11 田七 8个局部发4个全黄,45个全黄,27个全黄,1
黄 个周围发黄 个周围发黄 个周围发黄 12 洁霸 8个局部发全部周围发5个全黄,2全发黄
黄 黄 个周围发黄
2.结果分析:
(1)我们到超市调查的洗衣粉都标有无磷,也就是说,在含磷洗衣粉被口诛笔伐了一阵后,聪明的商家们立即掉转矛头,纷纷推出“无磷”洗衣粉产品。尔后,加酶洗衣粉和有氧洗衣粉等新概念洗涤产品,也相继登场。如今,我们在超市里可以看见,从雕牌、奥妙、汰渍到洁霸,包装袋上无不标着显著的“无磷洗衣粉“几个字。即使没在显著位置标明“无磷”二字,但在主要成分说明中依然可以看到“无磷水软化剂”等字样。
(2)实验中所用的洗衣粉都是超市卖的品牌的洗衣粉,有的相当有名气。我们用常见的10种不同品牌的洗衣粉(都是无磷洗衣粉),分别配制成0.001克/毫升溶液放置在烧杯中,每个烧杯中放大小相近的8颗浮萍,并用自来水和纯水作对照实验,经过几天的观察,我们发现不同品牌的液体中,浮萍生长的状况不同,在10种洗衣粉液中,只有白猫和威白两个品牌的洗衣粉液中的浮萍生长良好,与自来水中浮萍长势相差无几,而且液体看起来也比较清净。而其他8种品牌的洗衣粉液中的浮萍都有不同程度的叶片发黄或发黑。纯水中的浮萍生长也略逊一筹。
a.这说明无磷洗衣粉未必环保,而且不同品牌的无磷洗衣粉对水环境的影响不一样,也就是说洗衣粉的质量存在有一定的差距。
b.为此我们呼吁有关部门本着对人民负责的态度,本着对子孙后代负责的态度加大对洗衣粉市场的检查和监控力度,杜绝打击不符合环保的产品生产和销售。
c.有资料报道,我国人均洗衣粉用量为每年,公斤,我们按13亿人口计算,我国每年将有39亿公斤的洗衣粉流入江河,这是多么惊人的数字。因此我们要向人们宣传洗衣粉液对水环境的污染和危害,倡议人们平时不要滥用洗衣粉,尽量少用洗衣粉,以减少洗衣粉对水环境的影响。
d. 另外,我们建议有关专家及政府有关部门重视污水治理和开发,建设先进的废水处理系统,使各种废水在流入江河之前,必须经过过滤、降解、重吸收等多种处理,才能排出,这样可以减少水污染,有利于水资源的保护。
四.收获与体会
通过本次实验与探究,我有如下收获与体会:
1(通过这次实验,我们了解了不同品牌的无磷洗衣粉对水环境的影响不一样,
无磷洗衣粉未必环保。
2(从实验中我们学到了探究的方法,也体验了探究的乐趣,从中还懂得了科学
是来不得半点虚伪的,必须要有科学的态度,实事求是的精神,认认真真地
做好记录。
3(同时我们也深深地体会到:我国水资源保护的艰巨性和重要性。这充分说明:
“保护环境,人人有责”。
范文二:洗衣粉液对浮萍生长是否有影响的实验研究
洗衣粉液对浮萍生长是否有影响的实验研究
作 者: 奉贤区头桥中学 洪 清 源 何 童 闵 浩
奉贤区头桥中学 李 素 云 指导老师:
一. 选题目的
上科学课时,老师告诉我们含磷洗衣粉液会引起水中植物的疯狂生长,大量繁殖,造成赤潮现象,从而影响水中动物的生长,提倡大家要用无磷洗衣粉。我们几个想:难道无磷洗衣粉对水中的生物生长就没有影响吗,不含磷的洗衣粉真的就环保吗,带着这些疑问我们去问老师,老师觉得我们的想法不错,建议我们通过实验来研究。我们想通过实验了解洗衣粉液对水生植物---浮萍的生长是否有影响,来了解无磷洗衣粉是否环保。
二(实施过程 1. 器材准备:
(1) 准备12个容量是1000ML烧杯,一个玻璃棒。
(2) 准备10个不同品牌的洗衣粉,一些浮萍。
(3) 天平秤、砝码。
(4) 标签、笔和记录本。
2. 实验地点:科技活动室
3. 实验方法:
10月19日我们几个讨论设计实验方案, 10月22日下午,我们去农工商超
市和金叶超市调查目前市场洗衣粉的种类, 10月24日,我们发动班级的学
生从家里拿一些洗衣粉供我们实验用。各种器材准备好后,首先我们用天平
分别称取不同品牌的洗衣粉各1克,然后把实验用的烧杯依次编号,写上名
称,接着在烧杯中放1000ML自来水,并将称好的洗衣粉对应放入烧杯中,用
玻璃棒搅拌,其中有两个烧杯里放自来水和纯水作对照。最后每个烧杯中放入
大小相近的8颗浮萍。祥见下表:
洗衣粉名称实验组别 水(ml) 洗衣粉(克) 浮萍(颗)
(无磷)
白猫 烧杯, 1000 1 8
立白 烧杯2 1000 1 8
裕华 烧杯3 1000 1 8
碧浪 烧杯4 1000 1 8
威白 烧杯5 1000 1 8
奥妙,, 烧杯6 1000 1 8
雕牌 烧杯7 1000 1 8
自来水 烧杯8 1000 1 8
纯水 烧杯9 1000 1 8
汰渍 烧杯10 1000 1 8
田七 烧杯11 1000 1 8
洁霸 烧杯12 1000 1 8
3. 实验时间:从10月27日开始,到11月3日结束。
三.实验结果与分析 1.实验结果:
浮萍各种洗衣粉液中生长情况统计表
实验组别 对应产品 浮萍生长情况
1天 3天 5天 7天 1 白猫 正常 正常 正常,根开始6个长有小
长 叶片 2 立白 1个局部发5个周围发全部周围发全部发黑
黄 黄 黄
3 裕华 7个局部发全部周围发7个全部发全部发黑
黄 黄 黑
4 碧浪 8个局部发全部周围发全部发黑 全部发黑
黄 黄
5 威白 正常 正常 1个周围发1个周围发
黄,开始发新黄,根短较
根 少,5个长小
有小叶片 6 奥妙,, 7个部分发全部周围发全部发黑 全部发黑
黄 黄
7 雕牌 7个部分发2个全发黄,62个周围发全部发黑
黄 个周围发黄 黄,6个全部
发黄
8 自来水 正常 正常 根长且密,6根长且密,全
个长有个小部有小叶片
叶片,
9 纯水 正常 正常 根短,4个有根短但密,6
小叶片 个有小叶片 10 汰渍 8个局部发1个全黄,72个全黄,63个全黄,5
黄, 个周围发黄 个周围发黄 个周围发黄 11 田七 8个局部发4个全黄,45个全黄,27个全黄,1
黄 个周围发黄 个周围发黄 个周围发黄 12 洁霸 8个局部发全部周围发5个全黄,2全发黄
黄 黄 个周围发黄
2.结果分析:
(1)我们到超市调查的洗衣粉都标有无磷,也就是说,在含磷洗衣粉被口诛笔伐了一阵后,聪明的商家们立即掉转矛头,纷纷推出“无磷”洗衣粉产品。尔后,加酶洗衣粉和有氧洗衣粉等新概念洗涤产品,也相继登场。如今,我们在超市里可以看见,从雕牌、奥妙、汰渍到洁霸,包装袋上无不标着显著的“无磷洗衣粉“几个字。即使没在显著位置标明“无磷”二字,但在主要成分说明中依然可以看到“无磷水软化剂”等字样。
(2)实验中所用的洗衣粉都是超市卖的品牌的洗衣粉,有的相当有名气。我们用常见的10种不同品牌的洗衣粉(都是无磷洗衣粉),分别配制成0.001克/毫升溶液放置在烧杯中,每个烧杯中放大小相近的8颗浮萍,并用自来水和纯水作对照实验,经过几天的观察,我们发现不同品牌的液体中,浮萍生长的状况不同,在10种洗衣粉液中,只有白猫和威白两个品牌的洗衣粉液中的浮萍生长良好,与自来水中浮萍长势相差无几,而且液体看起来也比较清净。而其他8种品牌的洗衣粉液中的浮萍都有不同程度的叶片发黄或发黑。纯水中的浮萍生长也略逊一筹。
a.这说明无磷洗衣粉未必环保,而且不同品牌的无磷洗衣粉对水环境的影响
不一样,也就是说洗衣粉的质量存在有一定的差距。
b.为此我们呼吁有关部门本着对人民负责的态度,本着对子孙后代负责的态度加大对洗衣粉市场的检查和监控力度,杜绝打击不符合环保的产品生产和销售。
有资料报道,我国人均洗衣粉用量为每年,公斤,我们按13亿人口计算,c.
我国每年将有39亿公斤的洗衣粉流入江河,这是多么惊人的数字。因此我们要向人们宣传洗衣粉液对水环境的污染和危害,倡议人们平时不要滥用洗衣粉,尽量少用洗衣粉,以减少洗衣粉对水环境的影响。
d. 另外,我们建议有关专家及政府有关部门重视污水治理和开发,建设先进的废水处理系统,使各种废水在流入江河之前,必须经过过滤、降解、重吸收等多种处理,才能排出,这样可以减少水污染,有利于水资源的保护。
四.收获与体会
通过本次实验与探究,我有如下收获与体会: 1(通过这次实验,我们了解了不同品牌的无磷洗衣粉对水环境的影响不一样,
无磷洗衣粉未必环保。
2(从实验中我们学到了探究的方法,也体验了探究的乐趣,从中还懂得了科学
是来不得半点虚伪的,必须要有科学的态度,实事求是的精神,认认真真地
做好记录。
3(同时我们也深深地体会到:我国水资源保护的艰巨性和重要性。这充分说明:
“保护环境,人人有责”。
范文三:富营养化水体中磷浓度对不同种类浮萍生长的影响
.江苏农业科学,2016,44(5):529-531.孙凯文,时佩佩,盛海君,等.富营养化水体中磷浓度对不同种类浮萍生长的影响[J]doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2016.05.151
富营养化水体中磷浓度对不同种类浮萍生长的影响
孙凯文,时佩佩,盛海君,钱晓晴
(扬州大学环境科学与工程学院,江苏扬州225127)
青萍和少根紫萍),在模拟自然光照和一定温度的条件下,研究摘要:采用扬州地区常见的3种浮萍(紫背浮萍、
了在同一营养背景下不同磷浓度以及在不同营养背景下同一磷浓度,对水体中浮萍生长的影响效果。结果表明:营养背景浓度在1/5时,浮萍分裂的速度较快。在同一营养背景下,浮萍(青萍、少根紫萍)生长的个数随磷浓度升高先增加后减少。在一定营养背景下青萍的生长速度是最快的,即在适应环境生长方面,青萍较其他2种浮萍(紫背浮萍、少根浮萍)更具优势。
关键词:磷浓度;浮萍;营养背景;富营养化水体;生长优势
中图分类号:X173
文献标志码:A
文章编号:1002-1302(2016)05-0529-03
水体富营养化问题随着社会的发展和生活水平的提高,
日益严重,水体藻类的暴发给全球环境造成了严重的危害,导
[1-3]
。近年来,致了巨大的经济损失利用水生植物去除污染
水体中的氮、磷受到众多专家的关注。与大型水生植物相比,
小型水生植物浮萍因其对氮、磷的吸收效果好、生长速度快、
[4-7]
。我营养价值高、易回收等特点,越来越受到学者的重视
收稿日期:2015-04-24
基金项目:江苏省宿迁市科技计划(2013);江苏省科技支撑计划(编号:BE2011707)。
作者简介:孙凯文(1989—),硕士,植物营养硕士研男,江苏盐城人,究生,主要从事植物营养与环境研究。E-mail:861077941@qq.com。
通信作者:钱晓晴,教授。E-mail:xiaoqingqian@163.com。[7]秦芳玲,田中民.同时接种解磷细菌与丛枝菌根真菌对低磷土壤
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[8]张瑞芹,卢致霖,陈洁雯,等.AM真菌影响三叶草根系抗氧化酶
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安,王
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如环境国在该领域也开展了实验室规模的基础性研究工作,
和营养条件对浮萍生长的影响、浮萍吸收氮的动力学特性及浅水体浮萍净化系统的除氮途径等,明确了浮萍对污染水体
[8-9]
。同中部分污染物去除的规律及浮萍植物生长的规律等
时,浮萍中含有多种氨基酸,且其细胞壁中未检测到木质素成分,因此更利于动物的消化吸收,这些特点使得浮萍在作为畜禽、鱼类饲料使用时可明显提高养殖产量,收到较好的经济效[16-17]
。因此浮萍有着极大的应用前景。然而,关于水中磷益
浓度对浮萍生长及其对浮萍吸收污染物质能力的影响的研究相对较少。
本试验在相关理论和实践研究的基础上,以扬州市荷花池公园水池中3种浮萍(紫背浮萍、青萍和少根紫萍)为研究对象,主要研究了相同环境条件下不同磷浓度对浮萍生长的
[17]何
洁,贺
.农鑫.石油对翅碱蓬生长及生理特性的影响[J]鑫,任芳菲,等.石油污染对紫花苜蓿部分生理指
櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄
30(4):650-655.业环境科学学报2011,[18]李岳冰冰,
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而降低(表3、表4)。同时由表2可以看出,青萍的最佳生长浓度在3~15mg/L;紫背浮萍和少根浮萍对磷的适应范围较广,但分裂速度没有青萍快。
表2计数时间(月-日)06-0406-0706-1006-1306-16
青萍在1/5营养背景下不同磷浓度的生长情况T11.00a2.33a9.33a64.33b
T21.67a3.00a
浮萍个数(个)T3T42.00a6.00a
2.67a5.67a46.33b
T51.00a2.67a
T61.67a2.67a
P,从而筛选出何种浮萍可以最快的清除对水体中N、同影响,
时减少不必要的经济投入。1
材料与方法
试验于2014年5—7月年在江苏省扬州大学环境科学与工程学院光照培养室进行。1.1
试验材料
试验样品:本试验选用浮萍品种为青萍、紫背浮萍、少根
浮萍,采自扬州市荷花池公园水池。将采回来的浮萍先放入自来水中沉淀杂质,然后挑选大小相近、长势良好的浮萍,经蒸馏水漂洗后使用。
培养液:以霍格兰不完全营养液为基础,其中磷浓度按试验要求进行调整(表1)。
表1
霍格兰营养液成分MgSO4·7H2OCa(NO3)2·4H2OKNO3
FeSO4·7H2ONa2EDTAH3BO3
MnCl2·4H2OZnSO4·7H2ONa2MoO4·2H2OCuSO4·5H2O
试验培养液配方
培养液1/5倍营养5倍营养背景吸取量背景培养液培养液吸取(mL)吸取量(mL)量(mL)1001001001001001010101010
202020202022222
5005005005005005050505050
贮备液
浓度(g/L)50108.63550.21.98462.861.860.220.090.09
10.67ab21.67a22.00ab10.33ab11.67a
21.67ab25.33ab60.33b
60.67c
25.33ab23.67ab43.00a
73.00b119.00b125.67c
06-19136.67c162.00c213.33c237.67c116.67c119.67c注:同列数据后不同字母者表示处理间差异显著(P<0.05)。下表同。
表3计数时间(月-日)06-0406-0706-1006-1306-1606-19
紫萍在1/5营养背景下不同磷浓度的生长情况T11.33a2.00a7.67b11.00b25.00c38.33d
T21.00a2.00a6.67a10.00a25.33b45.00b
浮萍个数(个)T3T41.00a2.00a4.00ab8.00ab14.67b27.67b
1.00a2.00a3.33a6.33b15.00c27.33d
T51.00a1.33a2.67a4.00ab16.00c
T61.00a4.00a5.33a9.00ab27.00c
9.00ab14.33b
表4计数时间
(月-日)06-0406-0706-1006-1306-1606-19
少根浮萍在1/5营养背景下不同磷浓度的生长情况
T11.67a4.33a10.33ab35.00b61.67c
T21.67a2.67a7.67ab29.33c56.33d
浮萍个数(个)T3T42.67a3.33a8.33a26.67a53.00b
1.00a2.67ab4.65a9.00c16.67d32.00e
T51.67a2.33a6.67a11.67ab27.00c
T62.00a2.33a5.00a9.00ab26.00c
温度可调整范围25~30℃,光照培养装置:光照培养室,
强度可调整为0~15000lk。培养试验光暗时间比均设定为16h∶8h。浮萍培养容器为220mL的一次性杯子,每个杯子放入培养液200mL,培养开始时每个处理样均放入生长状态相同的叶片1个。1.2
试验设计
试验采用室内模拟培养方式进行。试验设3个营养背景(即除磷元素,其他养分含量浓度不变),根据磷浓度0.1、0.3、1.5、3.0、15.0、45.0mg/L设6个处理T1、T2、T3、T4、T5、T6。同时用氢氧化钠(0.1mol/L)溶液将营养液调节至pH值6.5,每隔3d更换1次营养液,并计数1次。1.3测定项目与方法
浮萍的分裂速度测定:记数法。1.4
数据分析与统计方法
SPSS软件进行统计对所获得的数据采用Excel2003、
分析。22.1
结果与分析
青萍、紫萍、少根浮萍在1/5营养背景下不同磷浓度的
19.67ab17.33bc16.00a
20.00bc17.33bc
2.2一般营养背景下不同磷浓度对青萍,紫萍,少根浮萍生长的影响
由表5、表6、表7可知,在一般营养背景下,相较于1/5
营养背景青萍、紫萍、少根浮萍分裂速度较慢,随着培养天数增加,其在6月16日即约15d后浮萍生长基本稳定。在横向比较中可以发现青萍随着磷浓度升高,其个数变化呈先增加后降低的趋势。而紫萍、少根浮萍的分裂个数随浓度变化无显著的变化趋势。其中青萍的最佳磷生长浓度在3~45mg/L;少根浮萍的最佳范围在0.5~1.5mg/L。
表5计数时间(月-日)06-0406-0706-1006-1306-1606-19
青萍在一般营养背景下不同磷浓度的生长情况T11.33a2.67a3.00a5.33ab10.33b10.67b
T21.33a2.67a3.00a6.00ab10.67bc13.67c
浮萍个数(个)T3T41.33a2.00a2.00a4.33a8.33a12.00a
1.33a2.00a2.67ab5.33b9.67c12.00c
T52.00a3.00a3.67a8.00a19.00b20.00b
T61.33a2.67ab3.00ab6.67b12.67c15.33c
生长情况
由表2、表3、表4可知,在1/5营养背景下,随着培养时
间延长,浮萍的个数也迅速增加,但由于培养空间的限制,到后期即6月13日后(12d)浮萍的分裂速度降低。在比较不同磷浓度条件时,青萍随着磷浓度升高,其分裂呈先增加后降低的趋势(表2),而紫萍和少根浮萍的个数均随磷浓度升高
表6计数时间(月-日)06-0406-0706-1006-1306-1606-19
紫萍在一般营养背景下不同磷浓度的生长情况T11.67ab1.33a1.67ab2.00ab3.33bc4.00c
T21.00a1.00a2.00a2.00a3.33b3.67b
浮萍个数(个)T3T41.00a1.33ab1.33ab2.33b2.33b3.67c
1.33a1.67a1.67a2.00a3.33b3.67b
T51.00a1.00a1.00a1.00a1.33a2.67b
T61.33a1.33a1.33a1.33a3.00a3.33a
高先增加后减少。在一定营养背景下青萍的生长速度是最快
的,即在适应环境生长方面,青萍较其他2种浮萍(紫背浮萍、少根浮萍)更具优势。
表10计数时间(月-日)06-0406-0706-1006-1306-1906-16
少根浮萍在5倍营养背景下不同磷浓度的生长情况T12.67a2.33a4.33a6.67b
T22.67ab2.00a4.33ab6.67b
浮萍个数(个)T3T43.00a2.00a4.67ab7.33b13.67c11.67c
2.00a1.00ab4.33ab11.67c11.33c
T53.00a1.33a6.33ab20.00c19.33c
T61.33a2.00ab3.33b6.00c7.33c7.67c
7.33bc11.33b
表7计数时间
(月-日)06-0406-706-1006-1306-1606-19
少根浮萍在一般营养背景下不同磷浓度的生长情况
T11.33a1.67ab2.67b2.67b4.33c4.33c
T21.33a2.33ab
浮萍个数(个)T3T41.67a2.33a
1.67a3.00ab2.67a5.33bc7.33c7.33c
T51.67a1.33a2.33a4.33b5.67bc6.00c
T61.33a2.00ab2.33ab3.67ab4.67b5.00b
8.67bc12.33c9.33c11.67c
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2.35倍营养背景下不同磷浓度对青萍、少根浮萍生紫萍、
长的影响
由表8、表9、表10可知,在5倍营养背景下,青萍、紫萍、
少根浮萍3种浮萍分裂速度也相对较慢,都在15d后基本稳定。在比较不同磷浓度的影响时,可以发现3种浮萍的个数随磷浓度升高均呈现先增加后降低的趋势。其中青萍的最佳磷生长浓度在0.1~1.5mg/L;少根浮萍在3~15mg/L。
表8计数时间(月-日)06-0406-0706-1006-1306-1606-19
表9计数时间(月-日)06-0406-0706-1006-1306-1606-19
青萍在5倍营养背景下不同磷浓度的生长情况T12.00a3.33a3.33a6.67b9.67c12.00c
T22.33a3.33a5.33ab8.67ab21.33c
浮萍个数(个)T3T43.00a4.00a7.00ab9.00ab21.67c
2.67a3.67a5.33a9.33ab18.33b
T52.67a2.67a5.00a8.33ab14.33b14.33b
T62.67a3.33a5.67b7.67c11.33d14.67e
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易.细脉浮萍和紫背浮萍在污水营养条件易.环境及营养条件对稀脉浮萍和紫背浮
15.67bc15.00bc16.33b
紫萍在5倍营养背景下不同磷浓度的生长情况T12.00a3.67b2.00a2.67ab5.00c5.00c
T21.67a4.0a1.67a2.00a3.00a4.00a
浮萍个数(个)T3T41.67a4.00b2.00a2.67a5.00bc5.67c
1.00a3.00a1.67a1.00a2.00a2.00a
T51.00a4.00b1.33a1.00a1.67a
T61.67ab3.00b1.33ab1.33ab2.00ab
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2.33ab2.67a
3小结
营养背景浓度在1/5时,浮萍分裂的速度较快。在同一
营养背景下,浮萍(青萍、少根紫萍)生长的个数随磷浓度升
范文四:硝酸铊对浮萍_LemnagibbaL__的生长抑制及其氧自由基损伤作用
生 态 毒 理 学 报 2014 9 年 第 卷 Vol, 9,2014 6 ,1112-1117第 期 No, 6,1112-1117 Asian Journal of Ecotoxicology
DOI: 10, 7524 / AJE, 1673589720140414003 --
,,,, ( Lemna gibba L, ) ,J,, ,2014,9( 6) : 1112-1117 刘 涛邓红梅 王耀龙等硝酸铊对浮萍的生长抑制及其氧自由基损伤作用生态毒理学报
Liu T,Deng H M,Wang Y L,et al, Growth inhibition of thallium( I) -nitrate on duckweed ( Lemna gibba L, ) with relation to its oxidative stress ,J,,Asian J ournal of Ecotoxicology,2014,9( 6) : 1112-1117 ( in Chinese)
( Lemna gibba L, ) 硝酸铊对浮萍的生长抑制及其氧自 由基损伤作用
1 2,* 2,3 2 2 2 2 ,,,,,,,刘 涛邓红梅王耀龙陈永亨陈敏婵巫贵明曾冬媚杜建莹2 ,
2 2,顾颖诗许旭超
1, ,510006广州大学土木工程学院广州
2, ,510006广州大学环境科学与工程学院广州
3, ,510006华南师范大学化学与环境学院广州
: 2014-04-14 : 2014-07-25收稿日期录用日期
( Tl( I) nitrate) ( Lemna gibba L, ) ,Tl( I) ni: --- 摘要为了探讨硝酸铊对浮萍的生长抑制作用及其可能的氧化损伤机制设置了 1 1 --trate 8 ( 0, 005、0, 01、0, 02、0, 04、0, 08、0, 1、0, 5 1, 0 mg?L) ( 0, 0 mg?L) ,96 h ,急性毒性实验测 的 个处理组和 和对照组进行 96 h ( SOD) 、( POD) ( CAT) 。: 96 h ,定 内超氧化物歧化酶过氧化物酶和过氧化氢酶活性及丙二醛含量结果表明暴露时间下
-1 -1 Tl( I) ,Tl( I) - nitrate 96 h EC, 076 mg?L,NOEC 0, 01 mg?L。0浮萍生长受抑制程度与 浓度之间呈正相关对浮萍的 为 为 50 -1 -1 CAT Tl( I) - nitrate ,0, 5 1 mg?L( p , 0, 01) ,SOD 0, 1 mg?L,活性随着 浓度升高逐渐降低在 和 时有极显著差异产生活性在 时显
-1 ( , 46% ) ,POD MDA Tl( I) 0, 5 mg?L。Tl( I) - nitrate 著升高活性和 含量在 浓度 时明显上升当 胁迫超出浮萍抗氧化酶 系统清
,。Tl( I) - nitrate : 除活性氧的能力时活性氧积累导致浮萍受到不可逆转的氧化损伤对浮萍生长产生明显的抑制作用 关键词Tl( I) ; ; ; 浮萍抗氧化酶丙二醛
: 1673-5897( 2014) 6-1112-06 : X171, 5 : A文章编号中图分类号文献标识码
Growth Inhibition of Thallium( I) - nitrate on Duckweed ( Lemna gibba L, ) with ,elation to Its Oxidative Stress
1 2,* 2,3 2 2 2 Liu Tao,Deng Hongmei,Wang Yaolong,Chen Yongheng,Chen Minchan,Wu Guiming,
2 2 2 2Zeng Dongmei,Du Jianying,Gu Yingshi,Xu Xuchao
1, School of Civil Engineering,Guangzhou University,Guangzhou 510006,China
2, School of Environmental Science and Engineering,Guangzhou 510006,China
3, School of Chemistry and Environmental Science,South China Normal University,Guangzhou 510063,China ,eceived 14 April 2014 accepted 25 July 2014
Abstract: To evaluate the growth inhibition of thallium( I) -nitrate on duckweed ( Lemna gibba L, ) with relation o its possible oxidative damage mechanism,nine Tl( I) -nitrate concentration levels ( 0 ,0 , 005 ,0 , 01 ,0 , 02 , t-1 , 04 ,0 , 08 ,0 , 1 ,0 , 5 ,1 , 0 mg?L) were set for 96 hours, acute toxicity test , The activities of SOD,POD, 0
: ( No, 41170399) ; ( No, 201211078017)基金项目国家自然科学基金资助项目国家级大学生创新训练项目
: ( 1974-) ,,,; E-mail: 412275842@ qq, com作者简介刘涛男硕士主要研究方向为水污染控制
* ( corresponding author) ,E-mail: denghongmei51@ 126, com通讯作者
6 : ( Lemna gibba L, ) 1113第 期 刘 涛等硝酸铊对浮萍的生长抑制及其氧自由基损伤作用 CAT and MDA were measured, ,esults showed that the growth inhibition of L, gibba was positively correlated
-1 -1 with the concentrations of Tl( I) -nitrate,and the 96 h ECand NOEC of were 0 ,076 mg ?L and 0 ,01 mg ?L, 50
respectively, As Tl( I) -nitrate concentration increased,CAT activities in L, gibba gradually decreased,the sta-
-1 tistically significant differences ( p , 0 , 01 ) were observed at the concentrations of 0 , 5 and 1 mg?L,SOD activi-
-1 ty increased significantly ( the increasement ratio , 46 % ) at 0 , 1 mg?L, While the POD activities and the MDA
1 -ontents significantly increased at 0, 5 mg?L,compared with the control, With Tl( I) -nitrate concentration increasing, c
oxidant enzymes were unable to eliminate the increased concentration of reactive oxygen species ( ,OS) ,which re- anti
sulted in irreversible oxidative damage, Tl( I) - nitrate could obviously inhibit the growth of L, gibba, Keywords: Tl; Lemna gibba L, ; antioxidant enzymes; Malondialdehyde
( Tl) ,铊是一种有毒重金属其对哺乳类动物的 ,Hitachi ,) ,( TL- 型公司日本台式高速冷冻离心机
,1,18M ,,) ,Hg、Pb、Cu 。Tl 型上海市离心机械研究所中国电子分析 急性毒性高于 等元素及其化合物
已被列入水体优先控制污染物黑名单和我国地表水 ( BT125D ,Sartorius ,) 。天平型公司德国 ,2,( GB3838-2002) 。 环境质量标准 的监测指标体系: ( Tl( I) - nitrate) ( Acros, 试剂硝酸铊为优级纯 Tl ,l ( I ) Tl Belgium) ,。T在环境中有两种价 态一 价 和 三 价 其它试剂为国产分析纯
,3,( ) 。T ( ) TIIIlIIIl 虽然 对动植物的毒害作用是 1, 2 实验材料 ,4,( I) ,Tl( I) Tl( III) ,的几千倍但 较 更稳定且能形 ( Lemna gibba L, ) 浮萍由中国科学院广州地 球
,l ( I) T成更稳定的化合物因 此 广泛存在于 环 境 ,10 % NaClO化学研究所提供将 浮萍分别用 的 ,5,。Tl( I) ( 1, 49 ) K( I) ( 1, 33 ) 中由于 与 离子 2 min ,除菌再 用无菌水冲洗 0 ,1 % HgCl 和 处理 2 ,半径相近其毒性主要表 现于动植物的无差别吸 Swedish Standard medium( SSM) 。 后用 培养液培养,6,。,Tl ,收近年来由于含 资源的开发及利用使得 1 % 然后用 蔗糖和牛肉膏培养液分别进行真菌和 Tl 。环境中 的浓度不断增加特别是通过矿山风化 。2 d ,细菌的无菌检验若培养液 出现浑浊则重复 、、淋滤工业废水排放大气沉降及土壤冲刷等进入水 。 ,除菌除 菌 成 功 后取 无 菌 浮 萍 放 入 装 有 灭 菌 Tl ,体的 不断增加对水生生态环境带来潜在的影 ,12, SSM 500 mL ,4 000 lx ,7,培养液 的 锥形瓶中在 多 ,。响并通过食物链而影响人体健康
,25 ? 2 ? ,12 h:温度下光 暗周期为 波段培养箱Tl 目前 对水生生物毒性效应的研究主要集中 12 h,。,5,8-9,对浮萍进行适应性和扩大培养 。在水生动物以及藻类上现已开展的研究指
1, 3 铊对浮萍生长的影响 按照经济合作与发展组,Tl ,30 出对大西洋鲑鱼初 始致死 浓 度 约 为
-1, 10,( OECD) 织化学品测试 g? L,hamydomonas reinhardi,Tl Cμ对于淡水藻 ,12,-1, 11,,准则中的浮萍急性毒性测试法进行在预实验的 3, 06 mg?L,Tl 48 h 的半 致死剂量为 对大型蚤 50 -1, 8,8 Tl( I) - nitrate ,0 ( 基础上设置 个 浓度梯度即 对 LC 1, 66 mg?L。为 而水生植物作为水生态系统
,) 、0, 005、0, 01、0, 02、0, 04、0, 08、0, 1、0, 5 1, 0 结 构的重要组成部分和主要的初级生产者对于照和
-1 。Tl 保持 水生态系统的完整性不可或缺因此开展 g?L。500 mL ,试验在 锥形瓶中进行培养液及锥 m
,对水 生植物的毒性试验补充水生植物的毒性试验。3 ,形瓶均进行高温湿热灭菌每个浓度设 个重复
。( Lemna gibba L, ) 数据 很有必要浮萍为浮萍科、7 3 取扩大培养后叶片完好大小相近的 个 叶无菌 ,、、水生维 管束植物因其分布广泛容易获得繁殖速,12, SSM 500 mL 浮萍随机放入装有灭菌 培养液的 度快等 优点已经被国内外很多学者应用水生生态毒。24、48、72 96 h 锥形瓶中分别在 和 记录浮萍的叶 。L, gibba L, ,理学的 研究本实验以 作为实验生物,96 h ,子数后分 别 测 定 浮 萍的超氧化物歧化酶 ,Tl 研究硝 酸铊对其毒性为 的水生态风险评估及相( SOD) 、( POD) 、( CAT) 过氧化物酶过氧化氢酶的 。关水质 标准的制定提供参考 ( MDA) 。活性以及丙二醛含量
1 ( Materials and methods)1, 4 材料与方法 指标测定方法
,13,1, 1 仪器与试剂 SOD ( NBT) ,活性的测定采用氮蓝四唑法
: -( U-2910,13,仪 器双 光 束 紫 外可见分光光度计 POD ,CAT 活性的测定采用愈创木酚法活性的测
1114 9 态 毒 理 学 报 第 卷 生 ,14,,MDA 定采用分光光度法含量的测定采用三氯
,13,-乙酸巴比妥酸法
1, 5 数据处理
? ,SPSS 17, 0 数据以平均值 标准差表示采用 统
,p = 0, 05 SOD、 POD、计 分 析 软 件在 的 置 信 水 平 对
CAT MDA 活性及 含量的变化情况进行单因素 方差分
( One-Way ANOVA) ,Origin 8, 0 ( 析并用 软件 绘图在
,* ,,p , : 以下各柱形图中分别表示与对照 组相比,,
0, 05、p , 0, 01) 。
2 ( ,esults)结果 2, 1 Tl( I) 对浮萍生长的影响 1 Tl( I) 96h -图 对浮萍的 剂量反应关系
Tl( I) 96 h -对浮萍 急性毒性实验的剂量反应关 Fig, 1 96 h dose-response relationship of Tl( I) to L, gibba
1。1 ,Tl( I) 系见图 由图 可以看出不同浓度的 处理
96 h ,组在 的暴露时间后浮萍的生长受到不同程度 l( I) 0, 1 。: T在显著差异试验结果表明当 浓度超过
,Tl( I) 。的抑制且抑制程度与 浓度呈正相关 1 -g?L ,SOD,时活性有显著的激活作用对浮萍 其 mTl( I) 96 h 1 对浮萍的 急性毒性实验结果如表 。意义具有对外界不良环境的指示作用 ,-Tl ( I) -所示采用 概率单位浓度对数法可以得出 2, 3 Tl( I) POD 对浮萍 活性的影响 -1 。通过方 nitrate 96 hEC0, 076 mg?L-对浮萍的 为 50 Tl( I) POD 3 对浮萍 活性的影响结果如图 所
,差分析与空白试验组没有显著性差异的最高浓度 -1 ,,Tl( I) 0, 5 mg?L, 从图中可以看出当 示浓度在 时C ( ) NOE,TlI-nitrate可以认为是 值对浮 可以得出 -1 ,l( I) 1 mg?LT活性显著增加当 浓度在 以上 POD-1 NOEC 0, 01 mg?L。萍 值为 ,POD 。: Tl( I) 时活性开始降低试验结果表明在 浓 2, 2 Tl( I) SOD 对浮萍 活性的影响 -1 1, 0 mg?L,度为 时对浮萍胁迫超过了自身抗氧化 96 h ,SOD 2 ,后浮萍 活性的变化如图 所示从 ,,Tl( I) 调节能力导致其活性下降表明高浓度 对浮 -1 ,Tl( I) 0, 1 mg?L图中可以看出浓度超过 的各处理 ,POD 萍产生了不可修复的伤害活性降低通常是植 ,D ,SO组浮萍的 活性有大幅度的增加分别比对照 。物受到严重过氧化损伤的标志 50, 57% 、78, 79% 46, 23% ,,增加了和与对照相比
存
1 96h ECNOEC表 硝酸铊对浮萍 的 及 50
Table 1 96 h-ECvalues and NOEC of Tl( I) - nitrate to L, gibba 50 -1 / ( g?L)浓度组 μ 5 10 20 40 80 100 500 1 000 -1 Concentration group / ( g?L)μ 对数浓度 1, 61 2, 30 3, 0 3, 69 4, 38 4, 61 6, 21 6, 91 Concentration logarithm /%抑制率 0, 5 2, 3 7, 5 20, 3 61, 7 69, 7 89, 7 100 Inhibition rate /% 概率单位 2, 42 3 3, 56 4, 17 5, 3 5, 52 6, 26 7, 26 Probit
2 ,egression equation 回归方程 y = 2, 0851x + 0, 9828 r= 0, 9782 -1 96 h-EC( g?L)μ 76 50 /
-1 95% / ( g?L)置信区间 μ 49 ,116 -1 95% confidence interval / ( g?L) μ-1 / ( g?L) 不可见效应浓度 μ10 -1 NOEC / ( g?L)μ
6 : ( Lemna gibba L, ) 1115第 期 刘 涛等硝酸铊对浮萍的生长抑制及其氧自由基损伤作用
2, 4 Tl( I) CAT ,,l( I) 0, 5 、1 T对 活性的影响 异并且呈显著下降趋势其中 浓度
-1 Tl( I) CAT 4 , g?L,CAT ,对浮萍 活性的影响结果如图 所示处理组活性与其它浓度组相比出现极 m-1 ,0, 005 mg?L,CAT 55% 、59% 。 从图中可以看出除了 与对照组相比不 显著下降活性的分别下降了
,2, 5 Tl( I) MDA 存在明显差异其余各浓度组均与对照存在显著差 含量的影响 Tl( I) ) ( MDA) 5 对丙二醛含量的影响如图 所
-1 ,,Tl( I) 0, 5 mg?L、1 mg示从图中可以看出浓度为
1 -?L,。处理组与对照相比均存在显著差异试验结
-1 Tl( I) 0, 5mg?L,DA M果表明在 浓度超过 暴露下其
-1 ,l( I) 0, 5 mg?LT含量与对照相比显著升高说明 在
,。以上浓度水平时对浮萍细胞膜产生了明显的损伤
2 Tl( I) SOD 图 暴露对浮萍 活性的影响
Fig, 2 Effects of Tl( I) on SOD activities of L, gibba
5 Tl( I) MDA 图 暴露对浮萍 含量的影响
Fig, 5 Effects of Tl( I) on MDA of L, gibba
3 ( Discussion)讨论
植物体细胞在正常代谢过程中会产生活性氧自
( ,OS) ,,OS 、、 由基 会对植物细胞的脂类蛋 白质3 Tl( I) POD 图 暴露对浮萍 活性的影响 ,15,DNA ,等产生氧化损伤而植物体内存在相应的 Fig, 3 Effects of Tl( I) on POD activities of L, gibba ,( SOD) 、抗氧化酶系统如超氧化物歧化酶过氧化物
( POD) 、( CAT) 酶过氧化氢酶等能有效的清除这些 活
,性氧自由基使植物细胞体内产生活性氧与清除 活
,16,,性氧维持动态平衡当环境胁迫引起的活性氧 增
,加超出活性氧清除系统的能力时动态平衡就会 被
,,打破植物细胞的结构和功能就会受到损伤甚至 造
。成植物体死亡
SOD 是抵御活性氧自由基介导的氧化损伤的
,。第一道防线是受到氧化胁迫的重要生物标志物
, OO。SOD ( O ?) H和 可将超氧阴离子 歧 化 为 2 2 2 2
SOD ,活性通常在重金属胁迫下会升高甚至在活性
,氧自由基很高浓度时其它抗氧化酶完全被抑制的
, 3,4 Tl( I) CAT 图 暴露对浮萍 活性的影响 ,,Tl( I) 情况下仍会升高本试验中当 浓度达到 Fig, 4 Effects of Tl( I) on CAT activities of L, gibba -1 0, 1 mg?LD ,POD、CATSO时 活性显著升高甚至在
1116 9 态 毒 理 学 报 第 卷 生
, ,2014,40( 2) : 15 , 19 ,J,,水处理技术技术研究进展活性明显受到抑制时仍然保持较高活性水平类似
Wan S L,Ma M H,Xu S Y,et al, ,esearch progress of SOD Cd 的 活性的刺激作用也在 对浮萍胁迫研究中
, 17,thallium pollution control technology in water ,J,, Wa- 。POD、CAT SOD 有过报道能有效清除 歧化产 ter Treatment Technology,2014,40( 2) : 15 , 19 HO,,l( I) ,T生的本研究中随着 浓度的升高在较 2 2 ,2 , ,,,, -邓红梅陈永亨刘涛等铊在土壤植物系统中的迁 -1 ,POD ,0, 5 mg?L低浓度区间活性变化并不显著在 ,J,, ,2013,32( 9) : 1749 , 1757移积累环境化学 ,POD,,。时的活性上升而后开始下降我们认为浮 Deng H M,Chen Y H,Liu T,et al, Study on the trans- Tl( I) ,SOD 萍在 的胁迫下通过歧化反应清除活性 location and accumulation of thallium in soil-plant sys- 。氧自由基并产生过氧化氢随着浮萍体内过氧化氢 tem ,J,, Environmental Chemistry,2013,32 ( 9 ) :
,POD ,的浓度的增加植物体内的 启动防卫机制清 1749 , 1757
,POD 。除过氧化氢以保护植物致使 活性上升而当 , , ,3 , BabicM,,adicS,Cvjetko P,et, al, Antioxidative re-
Tl( I) ,浓度进一步增加超出了浮萍的抗氧化调节能 sponse of Lemna minor plants exposed to thallium( I) - ,POD 。力活性下降 acetate ,J,, Aquatic Botany,2009,( 91) : 166 , 172
,4 , Ostga B K,Sadowska M,Ostrowska S, Thallium specia- CAT,Tl( I) , 而对于 随着 浓度的升高其活性始终
-1 tion in plant tissues-Tl( III) found in Sinapis alba L, grown ,Tl ( I) 0, 5、1 mg?L, 表现出抑制效应浓度 处理组
in soil polluted with tailing sediment containing thallium CAT 45% 41% ,AT Tl C活性只有对照组的 和 表明 对 minerals ,J,, Talanta,2012,( 93) : 326 , 329 ( I) ; 胁迫比较敏感和容易失活徐楠等的研究也发现 ,5 , Peter,A L J,Viraraghavan T, Thallium: A review of 2 + 2 + Hg,CAT Hg胁迫下浮萍的 活性随着 升高出现显 public health and environmental concerns ,J,, Environ- ,18,。Tl( I) , 著降低的现象原因可能是在 氧化胁迫下ment International,2005 ( 31) ,493 , 501 , H O CAT ; ,O?H O 由于 的积累使 失活另外和 一起 2 2 2 2 2 ,6 , Mestek O,Polák J,Jǔrǐcek M,et al, Trace element T CT CAA反应形成复合物或分别与 反应形成复合 与 distribution and species fractionation in Brassica napus ,19,T 。T( ) , Applied Organometallic Chemistry,2007, ,CAlIplant ,J,物活力当 浓 这些钝化形式能抑制
-1 ( 21) : 468 , 474 0, 5、1 mg?L,AT , C度为 时浮萍的 活性大幅度下降
,7 , ,, 邓红梅陈永亨水中铊的污染及其生态效应l( I) ,T进入浮萍体内后表明高浓度 氧化胁迫产生的 ,J,, ,2008,27( 3) : 363 , 367环境化学 HO,,CAT 积累超出了浮萍的承受阈值致使 活性快 2 2 Deng H M,Chen Y H, Thallium pollution and its ecologi- ,。速下降浮萍遭受较为严重的过氧化损伤 cal effect in water ,J,, Environmental Chemistry, ( ,OS) 活性氧攻击生物膜中的不饱和脂肪酸 2008,27( 3) : 363 , 367 ( in Chinese) ( PUFA) ,,引发脂质的过氧化作用并因此形成脂质 ,8 , Lan C H,Lin T S, Acute toxicity of trivalent thallium ,( MDA) 。过氧化物如丙二醛氧自由基不仅能通过 compounds to Daphnia magna ,J,, Ecotoxicology and PUFA ,生物膜中 的过氧化作用引起细胞损伤而且 Environmental Safety,2005,( 61) : 432 , 435
。还能通过脂氢过氧化物的分解引起细胞损伤所 ,9 , ,alph L,Twiss M ,, Compatative toxicity of thallium( I) , ,MDA 以测量 的含量常常可以反映机体内脂质过 thallium( III) ,and cadmium( II) to the unicellular alga
,。氧化的程度间接地反映出细胞的损伤程度本研 Chlorella isolated from lake Erie ,J,, Environmental Con-
-1 tamination and Toxicology,2002,( 68) : 261 , 268 ,DA Tl( I) 0, 5、1 mg?LM究中浮萍 含量在 浓度为
,10, Zitko V,Carson W V,Carson W G,et al, Thallium oc- ,Tl( I) 时显著升高原因可能是该浓度水平的 胁迫已
currence in the environment and toxicity to fish ,经超出浮萍抗氧化酶系统清除活性氧的能力导致活
,J,,Bulletin of Environmental Contamination and ,。性氧积累使浮萍细胞膜产生了严重的过氧化损伤
Toxicity, 1975,13: 23, 30 - ,11, ,ybova , L,Nepurkova ,,Metlicka J K,et al, Thal- : 。致谢感谢中科院广州地化所应光国研究员的帮助和支持 lous ion interactions with transport of ions in the Algae hydrod ictyon reticulatum ,J,, Archiv fur Hydrobiologie : ( 1978-) ,,,, 通讯作者简介邓红梅女环境科学博士副教授Supplement,1988,78: 329 , 339 。主要研究方向为为痕量毒害污染物的环境行为
,12, OECD, Test No, 221: Lemna sp, Growth Inhibition Test ,M,, OECD Publishing,2006 :参考文献
,13, , ,M,, : 李合生植物生理生化试验原理和技术北京,1 , ,,,, 万顺利马明海徐圣友等水体中铊的污染治理
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6 : ( Lemna gibba L, ) 1117第 期 刘 涛等硝酸铊对浮萍的生长抑制及其氧自由基损伤作用
Li H S, Physiological and Biochemical Test Principle and Li J,Zhou S B,Huang W J,et al, Cu and Pb contents in TechnDichology of Plant ,M,, Beijing: Higher Education ondra repens leaf and their effects on its physiologi- Press,2006: 164 , 169 ( in Chinese) cal indexes ,J,, Chinese Journal of Applied Ecology,
,14, ,, 2004,15( 12) : 2355 , 2358 ( in Chinese) 李仕飞周建平分光光度法测定植物过氧化氢酶活性
,J,, ,2007,13( 2) : 72 , 73的研究安徽农学通报 ,17, Hou W,Chen X,Song G,et al, Effect of copper and
cadmium on heavy metal polluted waterbody restoration Li S F,Zhou J P, Measuration of catalase vigor in plants
y duckweed ( Lemna minor) ,J,, Plant Physiology and bwith spectrophotometry ,J,, Anhui Agricultural Science
Biochemistry,2007,45: 62 , 69 Bulletin,2007,13( 2) : 72 , 73 ( in Chinese)
2 + 2 + ,18, ,,,, Hg,15, ,,, Cd徐楠施国新曾晓敏等胁迫对浮萍体细胞 周红卫施国新徐勤松污染水质对水花生
DNA ,J,, ,J,一级结构和抗氧化酶系的损伤, 植物生态 根系抗氧化酶活性和超微结构的影响植物生理
,2003,27( 3) : 299 , 303,2003,39( 3) : 211 , 214学报 学通讯
2 + Xu N,Shi G X,Zeng X M,et al, Damage to DNA pri- Zhou H W,Shi G X,Xu Q S, Effects of Cdpolluted
mary structure and antioxidant enzymes in Lemna minor water on the activities of antioxidant enzymes and ultra- 2 + induced by Hg,J,, Acta Phytoecologica Sinica, structure in roots of Alternanthera philoxeroides
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ging of active oxygens and dissipation of excess photons – 214 ( in Chinese)
,16, ,,,, 、李君周守标黄文江等,J,马蹄金叶片中铜铅含 , Annual ,eview of Plant Physiology and Plant Mo-
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美国科学家确定与肝脏疾病相关的化学物质
2014 10 23 : Chemical watch 年 月 日 来源网站
123 ,、/ 美国科学家确定了 种与啮齿动物的脂肪肝疾病相关的化学物质包括农药溶剂和多氯联苯 二恶 。,,。英他们表示由于这些物质与肝脏损害的相关性有必要对它们进行更多研究
2000 : 这些科学家检索了两个包括约 项啮齿动物毒理学研究的数据库环保署的毒理学参考数据库
( Tox,efDB) ( CEBS) 。和国家毒理学计划的生物系统中的化学影响数据库
44% ,Tox,efDB 10% 确定的化合物中有约 为农药或它们的中间体并且 数据库中有超过 的农药登记研
。,,/ 究与脂肪肝相关相比杀虫剂杀真菌剂和灭草剂更经常与脂肪肝联系在一起而多氯联苯 二恶英的效力 。最强
《》2014 44 308 ( 引自化学品安全信息周报年第 期总第 期 中国检验检疫科学研究院化学品安全研究所 )编译
http: / / www, chinachemicals, org, cn / reported_detail, aspx? contentid = 320,ClassID = 230
范文五:稀土元素对紫背浮萍的生长状况影响分析
四川师范大学本科毕业论文 稀土元素对紫背浮萍的生长状况影响分析
学生姓名 秦超
院系名称 化学与材料科学学院
专业名称 环境工程
班 级 2008级 7班
学 号 2008080707
指导老师 赵仕林教授 廖洋老师
完成时间 2012年 5月 15日
稀土元素对紫背浮萍的生长状况影响分析
学生姓名 :秦超 指导教师 :赵仕林 , 廖洋
内容摘要 稀土元素是具有生理活性的化学元素,已有研究表明:一定浓度
的稀土对植物具有高效的促生长作用,对包括藻类在内的水生植物也有类似的生物 效应。紫背浮萍是一类生长周期短、繁殖快的小型水生漂浮植物。本文通过测定紫 背浮萍鲜重及培养水体 DO , COD ,以及总 P 总 N ,叶绿素含量几个指标研究了不同浓 度 Ce 3+, La 3+,Nd 3+及几种元素混合培养对紫背浮萍生长状况的影响。实验结果表明:适宜浓度范围内的稀土能有效促进浮萍对水体 P 的吸收,增加鲜重,降低水体 DO , 提高水体 COD 。并能提高叶绿素含量,增强浮萍的光合作用,促进植物生长。
关键词:稀土元素,紫背浮萍,光合作用,促进生长
Impact analysis of rare earth elements on the growth conditions of the duckweed Spirodela
Abstract :Rare earth elements is a physiological activity chemical element, studies have shown that: a certain concentration of rare earth efficient growth promoting effect on plants, also have similar biological effects on aquatic plants, including algae. The purple polyrrhiza a short growth cycle and fast breeding small aquatic floating plant.By measuring the fresh weight of duckweed Spirodela and training water DO, the COD, and total P, Total N,chlorophyll content of several indicators to study the impact of different concentrations of Ce 3+, La 3+, Nd 3+ and several elements mixed culture.Spirodela duckweed growth status. The experimental results show that: within the scope of the appropriate concentration of rare earth can effectively promote the duckweed water P absorption, increase in fresh weight, reduce water DO improve water COD. And to increase the chlorophyll content, enhance the duckweed photosynthesis, and promote plant growth.
Key Words: Rare earth element; Duckweed Spirodela; Photosynthesis; Promote growth
目录
1. 前言 ............................................................................................................................ 4
2. 稀土元素对紫背浮萍生长状况影响试验 .............................................................. 5 2.1 实验仪器及药品 . ............................................................................................... 5 2.1.1 实验仪器 .................................................................................................... 5 2.1.2 实验材料及药品 ........................................................................................ 6 2.2 第一阶段实验方案 . ........................................................................................... 6 2.2.1紫背浮萍的培养 ......................................................................................... 6 2.2.2培养液的配置 ............................................................................................. 6 2.2.3稀土种类,浓度的设置及样品数 ............................................................. 7 2.2.4 测定指标及方法 ........................................................................................ 7 2.3 第一阶段实验结果 . ........................................................................................... 8 2.3.1紫背浮萍鲜重 ............................................................................................. 8 2.3.2 DO变化量 ................................................................................................. 10 2.3.3 讨论 .......................................................................................................... 11 2.4 第二阶段实验方案 . ......................................................................................... 11 2.4.1紫背浮萍的培养及培养液的设置 ........................................................... 11 2.4.2稀土种类,浓度的设置及样品数 ........................................................... 11 2.4.3 测定指标及方法 ...................................................................................... 12
2.4.4 培养周期 .................................................................................................. 12 2.5第二阶段实验结果 . .......................................................................................... 12 2.5.1水体 COD .................................................................................................... 12 2.5.2水体 TP ...................................................................................................... 13 2.5.3水体 TN ...................................................................................................... 15 2.6 第三阶段实验方案 . ......................................................................................... 16 2.6.1稀土种类,浓度的设置及样品数 ........................................................... 16 2.6.2测定指标及方法 ....................................................................................... 16
2.7第三阶段实验结果 . .......................................................................................... 16
3 结论 .......................................................................................................................... 17 参考文献 ...................................................................................................................... 18 致谢 .............................................................................................................................. 19
稀土元素对紫背浮萍的生长状况影响分析
1. 前言
我国是稀土资源大国,稀土储量和产量均居世界首位,在 19个省市自治区 都发现有稀土矿藏,而且矿物品种齐全。稀土工业应用于二十世纪 60年代开始 迅猛崛起,由于其同时具有光、电、磁以及生物等多种特性,在生物技术、信息 技术、 能源技术等高科技领域和国防建设中是重要的基础材料, 同时对农业、 化 工和建材等行业的生产也起着重要作用。当今,稀土已广泛应用于冶金、军事、
石油化工、 玻璃陶瓷以及农业等方面, 并在应用范围和施用量上不断增大。 随着 稀土在各个领域的广泛应用, 尤其是在农业上的大规模使用, 稀土元素及其化合 物大量进入环境。 特别是通过工业废水排放和农田地表径流等进入水体的稀土不 断增加, 对水生生态环境带来潜在的影响, 并有可能通过食物链而影响人体健康, 因此有关稀土元素在水体中的环境化学行为及生物效应研究令人关注。
随废水排放、农田径流等途径而进入水体的外源性稀土 , 由于络合、颗粒吸 附及水生动植物的吸收等 , 水体中可溶性稀土浓度会迅速下降。诸多研究研究表 明,适宜浓度的稀土对植物的生根、生长、增产等具有促进作用。植物对稀土元 素的吸收具有一个临界含量, 只有当外源稀土施用量达到一定的适宜浓度时, 其 才表现出对植物生长发育的促进作用, 而达不到这一浓度时对植物生长没有明显 影响, 且当稀土浓度超过该临界含量时, 植物生长将受到抑制甚至产生毒害作用。 稀土对水生藻类等水生植物生长的影响 , 一般取决于稀土元素种类本身 , 而与其 化合物类型则关系不大。稀土对水生动植物的影响 , 主要与酶活性及糖、脂肪和 蛋白质代谢的抑制有关 , 类似于重金属离子的生物效应。
紫背浮萍是一种结构简单的种子植物, 在中国有着广泛分布。 由于其对水体 中的 N , P 有较强的吸收能力,常被用作处理 N , P 废水的植物。但在自然水体中 只要有足够的营养物质与适宜的水温, 水流条件等, 其能在这些区域中迅速的大 量繁殖, 而对原水生环境造成一定的影响, 妨碍水体中其他生物的生存。 故以紫 背浮萍为研究对象, 为探究浮萍类的水生植物生长状况进而研究因其导致的水体 富营养化污染现象有一定的现实意义。
课题组已有研究表明,稀土元素 Ce 3+对紫背浮萍鲜重等指标有明显的影响, 较低浓度的 Ce 3+会促进紫背浮萍的生长,而较高浓度的 Ce 3+会抑制其生长甚至 导致其死亡。本文以已有研究为基础,在实验室条件下对不同浓度的 Ce 3+, La 3+, Nd 3+及几种元素混合培养。以鲜重等指标初步探究了稀土元素对紫背浮萍的生长 状况影响。为探究浮萍类导致的水体富营养化现象提供依据。
2. 稀土元素对紫背浮萍生长状况影响试验
2.1 实验仪器及药品
2.1.1 实验仪器
恒温培养箱, DO 仪, SHB-B95A 循环水式多用真空泵,可见分光光度计,荧光
光度计,离心机, PH 计,消解仪 等。
2.1.2 实验材料及药品
本实验于 2月底气温回暖在四川师范大学已经富营养化的柳堤餐厅外沟渠 中捞取适量长势良好的紫背浮萍, 将其培养于实验楼一楼外的微型水池中, 从微 型水池中选取生长良好的紫背浮萍进行后续实验。
KH 2PO 4, KNO 3, Ca(NO3) 2·4H 2O, MgSO 4·7H 2O, H 3BO 3, MnCO 3 , CaSO 4·5H 20, ZnO H2MoO 4FeSO 4·7H 2O Na 2EDTA (分析纯)
碳酸钙, 石英砂, 95%乙醇, 蔗糖, 丙酮, 三氯乙酸, 硫酸钼酸铵 -硫酸亚铁, 抗坏血酸, Na 2HPO 3, CeCl 3, LaCl 3, NdCl 3。
2.2 第一阶段实验方案
2.2.1紫背浮萍的培养
选取较好的紫背浮萍个体,每个样品内培养 0.8g ,放于 1L 的烧杯中培养, 烧杯杯身用黑色塑料袋遮光处理,避免光线从杯身方向射入,置于 25℃培养箱 中,用箱内日光灯模拟自然光(4000-5000lx ),光照比 13:11,每天搅动一次营 养液。
2.2.2培养液的配置
培养液采用参考其他文献改进后的 Hoagland 营养液,具体如表 1所示:表 1营养液配方表
再加入各自所需的稀土溶液后定容为 1L ,用 NaOH 和 H 2SO 4调节 pH 至 7左右。 2.2.3稀土种类,浓度的设置及样品数
2.2.3.1Ce
采用 CeCl 3, Ce 的浓度梯度设置为 0.00mg/L(空白 ) 、 0.60mg/L、 1.20mg/L、 1.50mg/L、 1.80mg/L、 2.10 mg/L。每个浓度设置 2个样品。
2.2.3.2 La
采用 LaCl 3,其浓度设置及样品设置均和 Ce 一样。
2.2.4 测定指标及方法
2.2.4.1 样品鲜重
每三天测定各个样的紫背浮萍鲜重。称量方法如下:将紫背浮萍进行抽滤, 至无水滴下滴后平铺在吸水纸垫上,吸水 5min 后用电子天平进行称量。称完后 迅速将紫背浮萍倒回原来的培养烧杯中, 再次称量吸水纸重量, 两次重量之差得 到鲜重。同时拍照。
2.2.4.2 样品溶解氧
于每次抽滤前和重新配得营养液后用便携式溶解氧测定仪进行测定并记录。 2.3 第一阶段实验结果
2.3.1紫背浮萍鲜重
如图 1,图 2所示,排除实验操作误差影响,各组实验紫背浮萍鲜重随时间 的变化趋势总体表现为, 鲜重随天数的增加而增重。 前三天各组实验中不同浓度 下鲜重基本相近。第 3天后,鲜重的变化量产生较大差异。单独添加 Ce 组的鲜 重变化图 1显示,第 3天之后, 0.6mg/L,1.2mg/L和 1.5mg/L的 Ce 浓度下培养的 紫背浮萍鲜重增加量大于同时期的空白组, , 且 1.2mg/L的 Ce 浓度下的鲜重增加 量最大,而 1.8mg/L和 2.1mg/L的 Ce 浓度下的鲜重增加量则低于空白组。第 6天后各浓度的实验组均高于空白组, 且 1.2mg/L的 Ce 浓度下的鲜重增加量最大。 1.5mg/L浓度下的鲜重增加量最小。
单独添加 La 组的鲜重变化图 2显示,第 3天之后,不同的 La 浓度下培养的 紫背浮萍鲜重增加量均大于同时期的空白组,且 2.1mg/L的 La 浓度下的鲜重增 加量最大。第 12天后 0.6mg/L略低于空白样,其他浓度鲜重均高于空白样,且 2.1mg/L的 La 浓度下的鲜重增加量最大。
图 1单独添加 Ce 各浓度梯度的紫背浮萍鲜重变化情况
图 2单独添加 La 各浓度梯度的紫背浮萍鲜重变化情况
2.3.2 DO变化量
水体 DO 变化量表示的是三天培养时间内水体 DO 的差值,差值越小表示该 段时间内溶解氧消耗量越大, 水质越差。 排除实验操作误差及气温, 大气压影响, 两组实验各稀土浓度下培养液水体 DO 变化量表现出大致相似的趋势, 前 9天水 体中溶解氧消耗量比较大,随后水体中溶解氧消耗量降低,且消耗量相差不大。 比较不同浓度稀土培养液 DO 变化量情况,本实验两组实验数据反应出来的 DO 变化量与浓度的关系不明显。
图 3单独添加 Ce 组各浓度下水体 DO 差值变化
图 4单独添加 La 组各浓度下水体 DO 差值变化
2.3.3 讨论
两组组稀土实验,紫背浮萍的鲜重数据结果显示,随着培养时间的延长,鲜 重增加,表,明有机体在进行一定的生长和繁殖。水体 DO 随时间的降低,表明 在紫背浮萍的生长繁殖过程中,将消耗水体中 DO 。各组不同稀土浓度下紫背浮 萍鲜重在前 3天差异不大, 表明紫背浮萍从原生境中转移到新环境可能需要一定 时间的调节适应, 此期间更主要可能受到生物体自身生理调控, 而环境因素 (稀 土)对其影响不大。 3天之后,各组在不同浓度下培养的紫背浮萍开始表现出较 为显著的差异。
单独添加 Ce 各实验组在 1.2mg/L的浓度下的鲜重增加量最大, DO 消耗量最 大,表明该浓度下的 Ce 能有效促进浮萍生长繁殖。单独添加 La 各实验组在
2.1mg/L浓度下鲜重增加量最大, DO 消耗量最大,表明该浓度下的 La 能有效促 进浮萍生长繁殖。
2.4 第二阶段实验方案
2.4.1紫背浮萍的培养及培养液的设置
与第一阶段相同。
2.4.2稀土种类,浓度的设置及样品数
2.3.2.1 La
采用 LaCl 3, 其浓度梯度设置为 0.00mg/L(空白 ) 、 0.60mg/L、 1.20mg/L、 1.80mg/L、 2.10 mg/L。每个浓度设置 2个样品。
2.4.2.2 La, Nd , Ce 混合
采用 CeCl 3, LaCl 3, NdCl 3,其浓度设置梯度与 La 一致。
2.4.3 测定指标及方法
2.4.3.1 水体 COD
采用高锰酸钾法。
2.4.3.2 TP
钼酸铵分光光度法 GB 11893-89,并且消解选用国标方法中的过硫酸钾消解 法。
2.4.3.3 TN
碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法 GB 11894-89。
2.4.4 培养周期
每五天测定一次。期间不更换培养液。
2.5第二阶段实验结果
2.5.1水体 COD
如图 5, 图 6, 所示 , 各组实验浓度下培养液水体 COD 随时间的变化趋势大致表现 为:前五天各组 COD 差值不大 , 第五天之后有较快增长,到第十天左右各组有较
大差异 ,15天后 COD 增至最大 , 且各浓度实验组均高于空白组 , 其中 1.20mg/L组 增长最快,且 COD 值最高。
图 5单独添加 La 组各浓度下水体 COD 值变化
图 6添加 La ,Nd,Ce混合元素各组浓度下水体 COD 值变化
2.5.2水体 TP
如图 7和图 8, L a 浓度组以及混合稀土浓度组紫背浮萍 TP 的量随时间的变 化的趋势规律。单独添加 La 各浓度总 P 含量的时间变化如图 7所示,排除实验 操作误差影响,水体中 TP 含量均不同程度降低,且在前五天变化最快,其中
1.20mg/L浓度的变化量最大,即水体中的 TP 消耗量最大, 1.80mg/L浓度变化量 次之。且均高于空白组。 0.60mg/L La浓度下的 P 变化量最小,即水体中的 TP 消
耗量最小。
混合添加稀土元素各浓度总 P 如图 8所示,其变化规律基本和单独添加 L a 一致。各稀土浓度下紫背浮萍对 P 的吸收量均高于空白对照组, 1.20mg/L浓度 最高, 2.10mg/L浓度略次之。
图 7单独添加 La 组各浓度下 TP 量变化
图 8添加混合 Ce,Nd,La 组各浓度下 TP 量变化
2.5.3水体 TN
图 9和图 10是 L a 浓度组以及混合稀土浓度组紫背浮萍 TN 的量随时间的变 化的趋势规律。由图 9可知 :单独添加 La 元素各组样品水体中 TN 值均随培养天 数的增加而减少,但各组含量相近, 1.20mg/L La浓度下水体中 TN 略低于其他组, 即培养水体 TN 消耗量最大,紫背浮萍对水体中 N 的吸收量最大。且各组水体中 TN 值均略低于空白组。
由图 10可知 :添加混合稀土浓度组紫背浮萍 TN 的量随时间的变化趋势规律, 与单独添加 La 元素组的规律相似。
图 9单独添加 La 组各浓度下 TN 量变化
图 10添加混合 Ce,Nd,La 组各浓度下 TN 量变化
2.6 第三阶段实验方案
2.6.1稀土种类,浓度的设置及样品数
2.6.1.1 Nd
采用 NdCl 3, 其浓度梯度设置为 0.00mg/L(空白 ) 、 0.60mg/L、 1.20mg/L、 1.80mg/L、 2.40 mg/L。每个浓度设置 2个样品。
2.6.1.2 La, Nd , Ce 混合
采用 CeCl 3, LaCl 3, NdCl 3,其浓度设置梯度与 Nd 一致。
2.6.2测定指标及方法
2.6.2.1叶绿素含量
称取紫背浮萍 0.20g ,放入研钵中,加少量碳酸钙粉和石英砂及 3~5ml 95%乙醇研成匀浆, 再加约 10ml 955乙醇稀释研磨后, 用滤纸过滤入 25ml 容量瓶中, 然后用 95﹪乙醇滴洗研磨及滤纸至无绿色为止,最后定容至刻度,摇匀,得叶 绿素提取液。取光径为 1cm 的比色皿,倒入叶绿素提取液,以 95﹪乙醇为空白 对照,采用分光光度计在 663,645nm 波长下测定叶绿素吸光度 A 值,根据公式 (1)和 (2) 计算叶绿素浓度。
[Chla ] = 12. 7A663 - 2. 69A645 (1)
[Chlb ] = 22. 9A645 - 4. 68A663 (2)
式中, [Chla ]、 [ Chlb ]分别为叶绿素 a 、叶绿素 b 的浓度 (mg·L - 1) ; A663和 A645分别为叶绿素溶液在 663nm 和 645nm 处的吸光度。
2.7第三阶段实验结果
叶绿素是绿色植物体内的基本色素, 在光合作用的光能吸收, 传递和转化中 起重要作用。 叶绿素含量是植物生长过程中的一个重要的生理指标, 由于其对周 围环境很敏感, 并与植物的光合作用, 营养吸收等密切相关, 被广泛作为植物生 长的常规测定指标项目。
不同 Nd 浓度下培养的紫背浮萍中叶绿素含量如图 11所示, 各实验组 Nd 浓 度下培养的紫背浮萍叶片内的叶绿素含量略高于空白组,且 1.20mg/l浓度的最 高, 2.40mg/l略次之。而 0.60mg/l的含量最低。
添加 La 、 Ce 、 Nd 混合溶液各浓度梯度的紫背浮萍叶绿素含量变化如图 12所示:各浓度下培养的叶绿素含量均与空白组相近,除 2.40mg/l明显高于空白
组外, 其余均与空白组接近且略高于空白组。 其中 2.40mg/l浓度的最高, 0.60mg/l的最低。
图 11不同 Nd 浓度下培养的紫背浮萍中叶绿素含量
图 12 添加 La 、 Ce 、 Nd 混合溶液各浓度梯度的紫背浮萍叶绿素含量
3 结论
本研究通过三部分的实验,探究了稀土(Ce 、 La 、 Nd )对紫背浮萍生长状况 及光合作用的影响,得出主要结论如下:
(1
) 适宜低浓度范围内的稀土元素能有效促进紫背浮萍对 N 、 P 营养元素 的吸收,促进紫背浮萍生长,增加鲜重,提高叶片内叶绿素含量,排除实验操作
误差影响, 从增长趋势和稳定度来看, 各实验组均以 1.20mg/l为最佳促进浓度。 (2) 镧、铈及钕对紫背浮萍的影响差别不是很大,混合镧、铈、钕与单稀 土元素下对紫背浮萍的影响差异也基本保持一致。
(3)适当浓度的稀土元素能促进紫背浮萍生长,同时导致水体 DO 降低和 增加 COD ,进而加速水体富营养化进程。
本次研究初步探明了低浓度稀土对紫背浮萍类小型水生植物的生长促进作 用以及对水体富营养化的加速影响, 但未能探明多高浓度稀土能对其产生抑制及 毒害作用。
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致谢
本论文与 2012年 2月至 2012年 5月在四川师范大学化学与材料科学学院完 成。 在论文的实验和写作过程中, 得到了学院的大力支持和赵仕林教授及廖洋老 师的精心指导, 在此对他们表示诚挚的谢意。 特别感谢廖洋老师于百忙之中为我 耐心细致地修改论文,给我很多指导性的意见和建议 , 让我在实验和论文写作中 受益匪浅。
还要感谢本学院研究生宋雪梅师姐 , 从实验设计到最终论文写作 , 她曾多次 给予我宝贵的建议以及极大的支持与鼓舞 , 并在实验全程中付出了辛劳。
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