微塑料对植物吸收和转运多环芳烃的影响开题报告

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1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

一．选题意义微塑料作为一种新型污染物近年来受到国内外广泛关注[1]。微塑料粒径小、数量多、分布广，易于为生物所吞食，在食物链中积累[2]，且具有一定的吸附特性，可以对污染物或微生物产生吸附并富集于其表面。微塑料的富集对周围的生态系统都造成了潜在的危害。有研究指出，陆地中存在的微塑料丰度可能是海洋的 4—23 倍，农地土壤中每年输入的微塑料就远超过向全球海洋中的输入量[3]。因此，我们应重视土壤中的微塑料污染研究。我国是塑料消费大国，2015 年美国《科学》杂志报道了全世界各国每年向海洋中输入塑料污染物的数据，其中 2010 年，我国沿海地区向海洋中输入塑料污染物超过 500 万吨，排名世界第一，塑料和微塑料污染问题不容忽视，开展相关研究和提高塑料回收率，减少塑料使用量已经刻不容缓[4]。多环芳烃(PAHs)具有特殊而稳定的环状结构，是一类致癌性、致畸性、致突变性很强的持久性有机污染物，近年来已经被人们高度重视。环境中PAHs的含量呈现不断累积的趋势。PAHs水溶性低，具有疏水性，会强烈地分配到非水相中，吸附于颗粒上，于是土壤便成为其主要的环境归宿之一[5]。但PAHs的生物利用率低，能够在土壤中持久存在，并在农作物中持续累积，所以研究农作物地上部分PAHs的转运与分布情况可以为监测PAHs的污染、植物修复受污染土壤以及提高农产品质量提供理论帮助。因此，本文旨在探究微塑料对植物吸收和转运多环芳烃的影响，为进一步对微塑料污染环境的修复提供理论依据。二．国内外研究状况目前大多数关于微塑料的研究集中于海洋、海岸带潮滩、河口、湖泊等水域生态系统[6]。从沿海地区到偏远的亚热带地区都发现了被持久性有机污染物（POPs）污染的塑料[7]。传统认为土壤和沉积物中的有机质是有机污染物最重要的吸附剂，但有研究称，沉积物中的塑料上的有机污染物浓度是沉积物中浓度的数百倍[8]。微塑料可吸附多种POPs，如多环芳香烃（PAHs）、多氯联苯（PCBs）和DDTs. Hirai等[9]报道了全球范围内海洋塑料颗粒中持久性有机污染物的浓度范围为1-10000ng/g。Ogata等[10]报道了海洋中塑料颗粒含PCBs的浓度范围为4-980ng/g。三．应用前景

本实验旨在探究微塑料对植物吸收和转运多环芳烃的影响，通过实验为土壤的植物修复提供更多地理论依据。了解微塑料对环境、生态系统的影响后，若加强对其的污染防治，可以提高植物修复的效率，为保护环境作出贡献。

参考文献[1] Law K L, Thompson R C. Oceans. Microplastics in the seas[J]. Science,2014, 345（6193）：144-145.[2] Rillig M C. Microplastic in terrestrial ecosystems and the soil?[J]. Envi－ronmental Science Technology, 2012, 46（12）：6453-6454.[3]骆永明，周倩，章海波，等.重视土壤中微塑料污染研究[J].中国科学院院刊，2018，,33（10）：1022.[4]刘玮婷，郭楚玲，刘沙沙，等．2018．微塑料对近岸多环芳烃降解菌群结构及其降解能力的影响［J］．环境科学学报，38(10):4052-4056[5]Tamminga M, Hengstmann E, Fischer E. Nile Red Staining as a Subsidiary Method for Microplastic Quantification: A Comparison of Three..[J]. 2017.[6]Bakir A,Rowland SJ,Thompson RC,et al.2014.Transport of persistent organic pollutants by microplastics in estuarine conditions［J］.Estuarine Coastal ＆ Shelf Science，140(3):14-21[7]任欣伟，唐景春，于 宸，等. 土壤微塑料污染及生态效应研究进展[J]. 农业环境科学学报, 2018, 37（6）：1045-1058.[8]Lehmann J, Kleber M. The contentious nature of soil organic matter[J].Nature, 2015, 528（7580）：60-68.[9]周倩, 章海波, 周阳, 等. 滨海潮滩土壤中微塑料的分离及其表面微观特征. 科学通报, 2016, 61(14): 1604-1611.[10]Rillig M C, Ziersch L, Hempel S. Microplastic transport in soil by earthworms. Scientific Reports, 2017, 7(1): 1362.

2. 研究的基本内容和问题

1. 研究目标本实验以小麦为试验材料，以菲（phe）为多环芳烃的代表，通过水培试验，研究微塑料对植物吸收和转运多环芳烃的影响，为植物修复污染土壤提供更多理论依据。

2.研究内容①研究在微塑料影响条件下，作物在不同处理时间下叶片pahs的转运与分布。

②研究在微塑料影响条件下，作物不同叶位及叶片不同区位pahs的含量。

3. 研究的方法与方案

1. 研究方法

本实验采用控制变量法及对照实验法进行研究。在研究微塑料条件下不同作物不同处理时间叶片pahs的分布时，控制的变量分别为作物种类、菲处理时间等。在研究不同作物不同叶位及叶片不同区位pahs的分布时，控制变量为作物种类、叶位、叶片不同区位等，保证菲处理时间相同。在研究微塑料对作物根系各项参数的影响时，采用对照实验的方法，设置有微塑料污染的实验组和无微塑料污染的空白组，将实验所得数据进行对比研究得出初步结论。

2.技术路线

4. 研究创新点

本实验针对当前环境污染的趋势，对微塑料的危害及其对植物吸收、转运多环芳烃过程的影响进行了研究，为土壤进行植物修复提供了更多理论依据，提高我们对微塑料污染的重视程度。

5. 研究计划与进展

2018.9-2018.10 查找相关文献，构建实验思路；熟悉相关仪器的使用，加强实验技能2018.11-2018.12 预实验2019.01-2019.03 试验第一部分

2019.03-2019.04 试验第二部分

2019.04-2019.05 试验第三部分

2019.05-2019.06 整理实验数据，撰写毕业论文