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同步辐射射线荧光和吸收谱技术在环境汞污染研(4)
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摘要:图4 水稻中硒和汞分布蓄积的SRXRF成像分析[32]注:a,Hg暴露下水稻根尖Hg分布;b,Hg和Se暴露下水稻根尖Hg、Se分布;c,Hg暴露下水稻叶子Hg分布; d,Hg和S
图4 水稻中硒和汞分布蓄积的SRXRF成像分析[32]注:a,Hg暴露下水稻根尖Hg分布;b,Hg和Se暴露下水稻根尖Hg、Se分布;c,Hg暴露下水稻叶子Hg分布; d,Hg和Se暴露下水稻叶子Hg、Se分布;e,Hg暴露下稻米的Hg分布;f,Hg和Se暴露下稻米Hg、Se分布。Fig. 4 SRXRF imaging of Hg and Se in rice plant[32]Note: a, Hg distribution of rice root tips exposed by Hg; b, Hg and Se distribution of rice root tips exposed by Hg and Se; c, Hg distribution of rice leaf exposed by Hg; d, Hg and Se distribution of rice leaf exposed by Hg and Se; e, Hg distribution of rice exposed by Hg; f, Hg and Se distribution of rice exposed to Hg and Se.
图5 SRXRF/XANES结合电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术研究土壤-水稻体系中硒汞拮抗作用的机制[39]Fig. 5 Mechanism of Hg and Se interaction in the soil-rice system studied by SRXRF/XANES combined with inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) techniques[39]
另外,Meng等[41]利用SRXRF发现Hg、Cd、Se、Mn、Cu、Zn等元素主要蓄积在稻米的果皮和糊粉层,同时结合SRXAS技术探知稻米中无机汞主要以跟半胱氨酸或植物螯合肽的结合形式而存在,推测甲基汞主要以与半胱氨酸等结合的形式存在于金属蛋白质中。Xu等[42]利用SRXANES结合HPLC-ICP-MS技术对甲基汞暴露的水培水稻整体植株进行分析,通过对SRXANES谱图进行最小二乘法拟合发现,甲基汞暴露水稻根和茎叶组织中存在大量无机汞化合物,该实验结果提示该品种的水稻体内可能存在一种甲基汞去甲基化的途径。
3 总结与展望(Summary and outlook)
由于汞本身具有高毒性、易迁移蓄积、易吸附和不易降解等特点,一直以来对于环境介质,例如大气、土壤和水, 中汞及农作物组织中汞含量及形态的分析,不管是样品前处理过程还是分析方法的建立及仪器分析都有很高要求。同步辐射X射线荧光和X射线吸收谱是目前最有效的微观成像、元素成分分析的检测手段之一,且因其独特的检测优势,在环境科学领域应用越来越广泛和深入。同步辐射分析无需复杂的样品前处理过程,可直接对土壤、水和植物组织等介质进行原位无损分析,从微观层面如分子结构、价态、键长、键角等到宏观元素分布分析都可以实现,弥补了常规仪器测汞的一些弊端,为环境、农产品汞污染生态毒理评价、污染修复和治理等提供快速准确的分析手段以及有力的实验证据。同时,我们也应该意识到,同步辐射技术在环境汞污染检测分析方面也有其固有的缺陷性,例如检出限不够低、光斑尺寸仍相对滞后于高分辨研究发展的需要、较难分析部分敏感样品,如造成动植物组织的辐射损伤等。因此,进一步提高新一代光源的性能和稳定性,获得更高亮度及更小尺寸光斑,既符合研究需要也是大势所趋。此外,新型能量探测器的改进以及研制有望进一步提高同步辐射光对于汞分析检测的分辨率和灵敏度。总之,随着科研人员对于环境及生物体汞污染研究手段要求的提高和对于同步辐射X射线荧光和吸收谱技术的深入了解和广泛应用,结合常规汞分析仪器的实用,这必将使得同步辐射技术在环境汞污染的生态毒性、动植物汞生理毒性评估方面呈现出更大的优势,提高环境汞污染评估水平。
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文章来源:《生态毒理学报》 网址: http://www.stdlxbzz.cn/qikandaodu/2021/0709/1569.html