目录
摘 要 II
关键词 II
ABSTRACT III
KEY WORDS III
引言 4
1材料与方法 8
1.1 材料和试剂 8
1.2 胞外聚合物的制备及成分分析 9
1.2.1 枯草芽孢杆菌的培养 9
1.2.2 胞外聚合物的制备 9
1.2.3 胞外聚合物化学组分分析 10
1.3 EPS与高氯酸盐相互作用及机制探究 10
1.3.1 高氯酸盐荧光猝灭微滴定实验 10
1.3.2 X射线光电子能谱（XPS）分析 11
1.4 高氯酸盐在“EPS植物”体系中快速吸附—分配实验 12
1.4.1 植物培养 12
1.4.2 EPS对植物快速吸收—分配高氯酸盐的影响 13
1.4.3 植物各组织中高氯酸盐含量测定 14
2 结果分析 15
2.1 荧光猝灭微滴定实验定量研究EPS与高氯酸根的结合 15
2.2 EPS与高氯酸根的结合机理探究 17
2.3 吸附—分布实验 17
3 讨论 20
4 结论 22
5 不足与展望 23
参考文献 24
致谢 27
EPS与高氯酸盐污染物的相互作用及机制
摘 要
高氯酸盐污染物是新型环境污染物，属于内分泌干扰物，具有应用范围广、高稳定性、强氧化性、快迁移性等特性，具有一定健康及环境风险。胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances，EPS)是在一定环境条件下由微生物分泌于体外的一些高分子聚合物，在环境中广泛存在，是联系微生物界面—水／土壤的重要界面介质。EPS可直接与高氯酸盐作用，影响其在环境中的迁移、转化、归趋，也可通过影响生物与其相互作用带来一系列环境效应。本实验采用荧光猝灭微滴定法探究不同pH值条件下EPS与高氯酸盐吸附／结合情况，利用X射线光电子能谱阐释结合机理。实验结果表明高氯酸根可使EPS上氨基质子化，从而促进其与EPS的结合，酸性条件对此结 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ￥351916072$ 
合过程有促进作用。另设立吸附—分配实验探究EPS与高氯酸盐污染物相互作用产生的生物效应。结果表明EPS可促进黑麦草对高氯酸根的吸收和积累，这可能是因为EPS对高氯酸根的吸附／结合有利于黑麦草根部对高氯酸盐污染物的吸收。这一现象会带来一定环境风险，但同时为生物修复高氯酸盐污染提供新的思路和解决途径，具有良好的环境和社会效益。
引言
高氯酸盐(perchlorate, ClO4)是一种具有高稳定性和强氧化性氧阴离子。它被广泛地应用在航天航空、军工制造、工业制造等生产和生活等领域，此外农业生产领域使用的以智利硝石为原料的化肥中也含有一定浓度的高氯酸盐[1]。高氯酸盐作为一种新型环境污染物，主要以NH4ClO4、NaClO4、KClO4等形式存在在环境中，具有难降解性、高溶解性、快迁移性等特性。不但能在环境中随地表径流在水—土介质中不断迁移，还可经淋溶作用污染地下水。此外它可通过生物富集、生物累积、生物放大等过程进入食物链和食物网，威胁农产品和食品安全，对人体健康产生影响。目前，在牛奶、蔬菜、水果等食品中都有检出一定剂量的高氯酸盐。在2015年，德国茶叶协会对多种茶叶样本调研，发现仅有产自中国的所有茶叶样本中含有高氯酸盐，这限制了我国对欧盟茶叶的出口。此外，节假日中烟花的大量燃放和消毒剂的使用会产生较为严重的人为ClO4污染问题[2] ，烟花燃放后的水体和大气气溶胶中均曾被测出高浓度高氯酸盐[3]。我国是传统的烟花制造和消费国，高氯酸盐污染情况令人堪忧。
高氯酸盐可通过影响人体甲状腺的正常生理活动及功能来危害人体健康，属于内分泌干扰物。由于ClO4电荷及离子半径与碘离子非常接近，因此会对甲状腺吸收碘离子产生竞争性抑制作用，阻碍人体对碘的吸收[4]，同时间接减少甲状腺激素T3和T4的合成量，干扰甲状腺正常功能、代谢和发育, 严重时可对骨髓、肌肉组织产生病变影响, 诱发甲状腺癌, 危害人类的健康[5]。因其对甲状腺的影响，它被广泛应用在与甲状腺相关的研究实验和临床治疗中[6]。已有研究表明, 较低浓度的ClO4就可以干扰人体甲状腺的正常功能, 从而给人群（尤其是孕妇、哺乳期妇女）带来一定健康风险，对胚胎、婴幼儿及少年儿童的生长发育具有一定影响[7]。因为ClO4能以粉尘的形式刺激人的眼睛、皮肤和黏液膜等, 通过呼吸系统进入人体从而引起咳嗽和呼吸障碍等症状，工厂车间的工作人员等这些长期暴露在ClO4粉尘环境中的人可能存在一定程度的血红细胞损坏及肾、肝脏损伤等症状[8]。除人类以外，ClO4还可对哺乳类、两栖类及鱼类等动物造成一定的影响。Goleman等[9]发现即使是很低浓度的ClO4也会导致非洲爪蟾的甲状腺滤泡上皮显著增大，同时会造成其性别比倾斜；Helbing等[10]还发现ClO4可以影响蝌蚪脑部与神经发育和功能有关的蛋白的mRNAs表达，从而改变其脑部基因表达。因此高氯酸盐对生物的直接影响和潜在健康风险都不容小觑，它虽然是一种较为新型环境污染物，但仍需要且值得我们对其重点关注、研究。
高氯酸盐的大规模生产和使用是在20世纪80年代的美国，但在20世纪90年代末它才作为水体污染物开始受到关注。从生产开始高氯酸盐的环境污染问题便已存在，而相关的检测及控制技术则推出较晚，法律法规标准等目前也并未完善。在美国，虽然1998年已有相关部门规定了饮用水中高氯酸胺的限制含量，但并未纳入法律体系中[11]。如今美国已经形成了高氯酸盐的研究热潮。而其他国家对于高氯酸盐的研究仍普遍较少，在国内则是在近几年才引起了广泛的关注。因此本实验项目选取高氯酸盐污染物为研究对象，关注了高氯酸盐在特定环境条件下的行为与归趋，具有一定的创新性，同时有着较高的环境和社会效益。

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