一种提高苔藓植物检测土壤镉污染灵敏度和特异性的方法技术

本发明专利技术涉及一种提高苔藓植物检测土壤镉污染灵敏度和特异性的方法，该方法包括植物材料的培植获得方法和土壤中干扰性铅离子的掩蔽处理方法；所述植物材料的培植获得方法为：制备孢子悬液；制备培养基质；设置培养条件；土壤中干扰性铅离子进行掩蔽处理。本发明专利技术通过培植和利用对镉敏感性最强的植株材料，进一步强化和提高了这种苔藓植物对镉污染的检测效果。此外，本发明专利技术采用了可高效排除土壤和水体中铅离子影响的“络合‑沉淀掩蔽剂”，从而为利用东亚金发藓高精准、专一性地检测土壤镉污染提供了技术保障。

Method for improving sensitivity and specificity of bryophytes for detecting cadmium pollution in soil

The invention relates to a method for improving the detection of bryophytes in cadmium polluted soil the sensitivity and specificity of the method, including cultivating masking treatment method of lead ion interference method to obtain soil and plant material; the plant material cultivation method to obtain: preparing spore suspension preparation; culture medium; setting culture conditions for treatment of lead ion; masking interference in soil. The invention further strengthens and improves the detection effect of the bryophytes on cadmium pollution by cultivating and utilizing the plant material with the strongest sensitivity to cadmium. In addition, the invention uses the effect of Pb in soil and water, eliminate \complex precipitation masking agent\, so as to use the East Asia polytric high precision, specificity of detection of cadmium pollution in soil and provide technical support.

【技术实现步骤摘要】
一种提高苔藓植物检测土壤镉污染灵敏度和特异性的方法
本专利技术属于利用苔藓植物检测土壤和水体镉污染
，尤其涉及一种提高苔藓植物检测土壤镉污染灵敏度和特异性的方法。
技术介绍
镉在土壤环境中是一种十分危险的重金属污染元素，其具有稳定性强、容易积累和不易消除的特点，且可通过食物链的生物富集作用使人畜发生慢性中毒。当前，土壤镉污染备受世界关注，其是否已达到安全标准，关系到农作物及食品安全风险等诸多方面的问题。苔藓植物检测法是目前业内较受推崇的环境检测方法，其基本原理是：相对于高等植物而言，苔藓植物由于进化程度较低，其抵抗外界环境毒性的能力也较低，在环境污染毒害下可迅速表现出一系列显著症状及生长指标变化，通过这些变化可综合评价出环境污染程度，利用苔藓植物的这一特点可将其应用到大气、土壤及水体的重金属污染检测。该方法用于土壤镉污染检测尤为适宜，但所面临的现实问题是：自然界中的苔藓植物由于其在长期生长过程中已对污染环境产生了一定适应性，相关实施例表明，将其直接用于土壤镉检测时效果不佳，需经特殊处理以消除其背景适应性，进一步提高其对土壤镉的敏感度，才能更好地用于检测；此外，土壤中另一常见污染性元素铅的存在，影响了苔藓植物对镉元素检测效果的专一性和特异性(检测时很难判定苔藓植物受到的污染毒害是来自于镉元素亦或是铅元素)，因此大大降低了对土壤镉的检测效果和可信度。本专利技术所涉及的技术方法很好地解决了上述两方面的问题，从而实现了利用东亚金发藓高精准、专一性地检测土壤镉污染。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种提高苔藓植物检测土壤镉污染灵敏度和特异性的方法，旨在解决目前技术所涉及的最佳检测材料的获取问题，以及干扰性元素铅存在下难以专一性、特异性地检测镉污染的问题。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种提高苔藓植物检测土壤镉污染灵敏度和特异性的方法，该方法包括用于检测土壤镉污染的植物材料的培植获得方法，和土壤中干扰性铅离子的掩蔽处理方法；所述植物材料的培植获得方法为：制备孢子悬液：采集孢子生长期成熟的东亚金发藓植株的孢子体若干，放于石英研钵中，加入少许液氮后，轻轻研磨至孢子体的苞蒴完全破裂，使内藏的孢子散出，加入蒸馏水反复冲洗研钵，滤掉大部分的苞蒴残体，从而获得孢子悬液；制备培养基质：以体积比为1︰1的洁净砂质土壤和植物残体发酵物为基质配方，充分混合后作为东亚金发藓培养基质；将孢子悬液均匀喷洒于培养基质中，放置于人工光照气候培养箱内，出苗后50～60d进入孢子生长阶段，将该时期的植株作为土壤镉污染的检测材料；所述土壤中干扰性铅离子的掩蔽处理方法为：取所培植获得的成熟期带有孢子体的东亚金发藓植株，移植于经由0.5mol/L的氨水+0.02mol/L的氢氧化钙合成的化学掩蔽剂处理后的待检测土壤中，以生长在无污染基质中的植株为对照，观测其外观性状变化，并在第3～5d取样，测定并比较植株的叶绿素含量、可溶性总蛋白含量，依据指标变化，综合评价土壤镉污染程度。进一步，加入蒸馏水反复冲洗研钵之后进一步包括：将洗液一并通过网孔内径为1mm的不锈钢滤网进行过滤，滤掉大部分的苞蒴残体，从而获得孢子悬液。进一步，植物残体发酵物可用花卉等植物沤制肥料代替，与砂质土壤进行充分混合后作为东亚金发藓培养基质，之后进一步包括：将制备好的培养基质平铺于直径35cm、高6cm的聚乙烯浅盘中，基质厚度为5cm。进一步，将孢子悬液均匀喷洒于培养基质中，放置于人工光照气候培养箱内培养，之后进一步包括：培养温度设置为20℃～25℃，光照强度设置为2000Lux/10h，每日喷洒1/6浓度的Hogland营养液300-400mL/盘，使基质湿度保持在70％～80％；30～40d后东亚金发藓幼苗开始长出，此时将培养温度设置为30℃～35℃，光照强度设置为4000Lux/14h；出苗后50～60d则进入孢子生长阶段，将该时期的植株作为土壤镉污染的检测材料。本专利技术一方面可有效排除检测待检土壤中铅离子的干扰，提高了所采用的苔藓植物对镉检测效果的特异性，另一方面通过培植和利用对镉敏感性最强的植株材料，进一步强化和提高了这种苔藓植物对镉污染的检测效果。本专利技术采用了一种对土壤中的镉具有极高敏感性的苔藓植物——东亚金发藓，该种植物是一种进化程度较低的孢子植物(即在成熟期时通过孢子进行繁殖)。它结构简单，对镉毒性的抵抗力低，容易受到土壤中镉元素的毒害并快速地表现出症状，而且该种植物在外观上不同于一般的细小苔藓，其植株个体相对较大，成熟的植株高度可达6～8cm，受到镉毒害后表现出来的症状非常明显，很容易进行观测，因此非常适合进行土壤和水体镉污染检测。但在实际应用时发现，自然界中的东亚金发藓，由于在长期生长过程中已对污染环境产生了一定适应性，导致其对镉的敏感度降低，若直接采集后用于土壤镉污染检测，则检测效果不佳，需对其进行特殊处理后，消除其背景适应性，以获得最佳的植物检测材料。此外，土壤中另一常见污染性元素铅的存在，降低了东亚金发藓对土壤镉元素的检测效果和专一性。本专利技术一方面可有效排除检测待检土壤中铅离子的干扰，提高了所采用的苔藓植物对镉检测效果的特异性，另一方面通过培植和利用对镉敏感性最强的植株材料，进一步强化和提高了这种苔藓植物对镉污染的检测效果。本专利技术采用了可高效排除土壤和水体中铅离子影响的“络合-沉淀掩蔽剂”，将其应用于经本专利技术培植获得的具有高敏感度的东亚金发藓植株，可较好地解决前述问题，从而为利用东亚金发藓高精准、专一性地检测土壤镉污染提供了技术保障。附图说明图1是本专利技术提供的提高苔藓植物检测土壤镉污染灵敏度和特异性的方法流程图。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。本专利技术采用了一种对土壤中的镉具有极高敏感性的苔藓植物——东亚金发藓，该种植物对镉毒性的抵抗力低，极易受到土壤中镉的毒害并快速地表现出显著症状，很容易进行观测，因此非常适合进行土壤和水体镉污染检测。但在实际应用时发现，若直接采集自然界中的东亚金发藓用于土壤镉污染检测，则检测效果不佳，这是由于野生植株在长期生长过程中，已对污染环境产生了一定适应性，导致其对镉的敏感度降低，需通过一定手段消除其背景适应性，以获得最佳的植物检测材料。此外，土壤中另一常见污染性元素铅的存在，降低了东亚金发藓对土壤镉元素的检测效果和专一性。本专利技术采用了可高效排除土壤和水体中铅离子影响的“络合-沉淀掩蔽剂”，并将其应用于经本专利技术培植获得的具有高敏感度的东亚金发藓植株，可较好地解决前述问题，从而实现了利用东亚金发藓高精准、专一性地检测土壤镉污染。本专利技术提供的提高苔藓植物检测土壤镉污染灵敏度和特异性的方法，具体包括以下步骤：步骤1，植物材料的培植获得过程：①制备孢子悬液：采集孢子生长期成熟的东亚金发藓植株的孢子体若干，放于石英研钵中，加入少许液氮后，轻轻研磨至孢子体的苞蒴(聚藏孢子的器官)完全破裂，使内藏的孢子散出，加入蒸馏水反复冲洗研钵，将洗液一并通过网孔内径为1mm的不锈钢滤网进行过滤，滤掉大部分的苞蒴残体，从而获得孢子悬液。②制备培养基质：以体积比为1︰1的洁净砂质土壤和植物残体发酵物(以花卉沤制肥料代替)为基质配方，充分混合后作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高苔藓植物检测土壤镉污染灵敏度和特异性的方法，其特征在于，该方法包括植物材料的培植获得方法和土壤中干扰性铅离子的掩蔽处理方法；所述植物材料的培植获得方法为：制备孢子悬液：采集孢子生长期成熟的东亚金发藓植株的孢子体若干，放于石英研钵中，加入液氮后，研磨至孢子体的苞蒴完全破裂，使内藏的孢子散出，加入蒸馏水反复冲洗研钵，过滤后获得孢子悬液；制备培养基质：以体积比为1︰1的洁净砂质土壤和植物残体发酵物为基质配方，混合后作为东亚金发藓培养基质；设置培养条件：将孢子悬液均匀喷洒于培养基质中，放置于人工光照气候培养箱内，模拟出苗前三四月份的野外环境，待东亚金发藓幼苗开始长出；然后模拟出苗后五六月份的野外环境继续培养；出苗后50～60d则进入孢子生长阶段，将植株作为土壤镉污染的检测材料；所述土壤中干扰性铅离子的掩蔽处理方法为：取所培植获得的东亚金发藓植株，移植于经过化学掩蔽剂处理后的待检测土壤中，以生长在无污染基质中的植株为对照，观测其外观性状变化，并在第3～5d取样，测定并比较植株的叶绿素含量、可溶性蛋白含量，依据指标变化，综合评价土壤镉污染程度。

【技术特征摘要】
1.一种提高苔藓植物检测土壤镉污染灵敏度和特异性的方法，其特征在于，该方法包括植物材料的培植获得方法和土壤中干扰性铅离子的掩蔽处理方法；所述植物材料的培植获得方法为：制备孢子悬液：采集孢子生长期成熟的东亚金发藓植株的孢子体若干，放于石英研钵中，加入液氮后，研磨至孢子体的苞蒴完全破裂，使内藏的孢子散出，加入蒸馏水反复冲洗研钵，过滤后获得孢子悬液；制备培养基质：以体积比为1︰1的洁净砂质土壤和植物残体发酵物为基质配方，混合后作为东亚金发藓培养基质；设置培养条件：将孢子悬液均匀喷洒于培养基质中，放置于人工光照气候培养箱内，模拟出苗前三四月份的野外环境，待东亚金发藓幼苗开始长出；然后模拟出苗后五六月份的野外环境继续培养；出苗后50～60d则进入孢子生长阶段，将植株作为土壤镉污染的检测材料；所述土壤中干扰性铅离子的掩蔽处理方法为：取所培植获得的东亚金发藓植株，移植于经过化学掩蔽剂处理后的待检测土壤中，以生长在无污染基质中的植株为对照，观测其外观性状变化，并在第3～5d取样，测定并比较植株的叶绿素含量、可溶性蛋白含量，依据指标变化，综合评价土壤镉污染程度。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：董萌，赵运林，蒋道松，颜早林，周小梅，库文珍，李必才，
申请(专利权)人：湖南城市学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43