一种评价水体亚硫酸氢盐污染去除效果的方法技术

本发明专利技术提供了一种评价水体亚硫酸氢盐污染去除效果的方法，属于环境修复技术领域。通过测定净光合速率的同时，测定不同夹持力下植株叶片生理电容、生理电阻和生理阻抗，分别构建植株叶片的生理电容、生理电阻、生理阻抗随夹持力变化模型，利用这些模型的参数计算植株叶片的比有效厚度和植株叶片细胞单位代谢能，进而计算植株叶片细胞代谢能；测定植株叶片的净光合速率，归一化植株叶片细胞代谢能及净光合速率，比较各待测样本的归一化数值，以数值高低定量比较不同植物在不同处理的亚硫酸氢盐污染水体中对亚硫酸氢盐污染的去除效果。本发明专利技术极大地提高环境修复效率、植物品种选择效率，降低成本，为水污染治理提供技术支撑。为水污染治理提供技术支撑。为水污染治理提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种评价水体亚硫酸氢盐污染去除效果的方法


[0001]本专利技术属于环境修复
，具体涉及一种评价水体亚硫酸氢盐污染去除效果的方法。

技术介绍

[0002]SO2是常见的大气污染物，是酸雨的主要成分之一，在全球范围内分布广泛。由于不同生物对二氧化硫及其衍生物的抗性不同，会引起部分敏感物种消失，影响生态系统的结构和功能。二氧化硫很容易溶解在水中产生硫磺酸，在生理条件(pH7.4和37℃)下，亚硫酸根离子(SO
32
‑
)和亚硫酸氢盐阴离子(HSO3‑
)的混合物占主导地位，酸化将释放二氧化硫蒸气；在碱中产生亚硫酸盐、亚硫酸氢盐和偏亚硫酸氢盐，但不同pH值下它们都是四价硫(S
+4
)物质。植物吸收空气中的二氧化硫，在细胞中转化为硫酸根和亚硫酸根。亚硫酸氢钠(NaHSO3)是最常用的亚硫酸盐之一，是一种既具有氧化性又具有还原性的化合物，植物中的亚硫酸盐可以被亚硫酸盐还原酶还原为硫化物，也可以被亚硫酸盐氧化酶氧化为硫酸盐。低浓度的亚硫酸氢钠可以作为光合促进剂应用于农业生产中，低浓度处理对植物的光合生长具有一定的促进作用。也有研究表明，SO2在生物体内的衍生物亚硫酸氢钠能诱发哺乳动物细胞染色体畸变，亚硫酸氢钠以剂量依赖性的方式引起人淋巴细胞姐妹染色单体互换(SCE)和微核(Mn)率的增加，并引起有丝分裂延迟和有丝分裂指数降低等。亚硫酸氢钠对动植物的影响具有两面性。
[0003]植物的光合作用能够反映植物生产力的潜力，而植物在逆境条件下的形态变化可以直接反映出植物的抗性强弱。许多植物对环境的变化非常敏感，自然或农业环境中生长的植物暴露在环境条件的短期变化中，植物对环境的适应能力往往取决于它们对这些高度变化的条件的快速反应能力。植物在环境中必须应对各种胁迫，了解植物对胁迫信号的即时反应将有助于提高植物适应与修复环境的能力。
[0004]植物进行光合作用将光能转化为化学能，支撑着植物体内所有的能量代谢。植物体内能量支撑的过程包括生长、物质代谢、离子吸收、抵抗逆境等，其中植物生长发育所需的能量称为植物细胞的代谢能，代谢能是对生命运动作出反应的一种能量形式，直接被细胞代谢利用，也是生物体用来构建自身和维持生命活动的能量形式。植物的生长和发育过程由植物细胞代谢能所支撑，这些物质代谢过程包括水分代谢、有机物的合成和转化、无机物的同化利用等植物体内的生理生化过程。
[0005]完全展开叶的叶片均是成熟的叶片，它们的细胞均具有中心液泡，在叶肉细胞里，液泡和细胞质占据了细胞内绝大部分空间，它们的吸水方式主要是渗透性吸水。无论是细胞还是细胞器，它们的外部均有细胞膜包被，磷脂双分子层是构成细胞膜的基本支架。在电镜下可分为三层，即在膜的靠内外两侧各有一条厚约2.5nm的电子致密带(亲水部分)，中间夹有一条厚2.5nm的透明带(疏水部分)。因此，细胞(器)可以看成是一个同心球的电容器，这种电容器因膜上的外周蛋白质和内在蛋白质变得具有兼有电感器和电阻器作用的复杂电容器。因此，植物叶片细胞的电生理特性紧密地与植物叶片的能量代谢相关。叶片是植物
最重要的功能器官，对光能利用、能量代谢等过程最为敏感，在植物的生长发育中起着至关举足轻重的作用。光合作用、植物电生理信息是在线即时信息，用其表征植物的光能利用和能量代谢能力，筛选植物去除水体亚硫酸氢盐污染的最佳处理条件，将极大地提高环境修复效率。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种评价水体亚硫酸氢盐污染去除效果的方法。
[0007]本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0008]一种评价水体亚硫酸氢盐污染去除效果的方法，具体为：
[0009]从处于生长期的待测植株上选取不同叶位的待测叶片，于天气晴朗的上午先在自然光源下测量叶片的净光合速率P
N
，随后取下该叶片立即对其进行饱水处理，饱水处理后，将待测叶片夹在平行电极板之间，测定不同夹持力下的植株叶片的生理电容、生理电阻和生理阻抗；
[0010]构建植株叶片的生理电容随夹持力变化模型，并获取植株叶片的比有效厚度d；
[0011]构建植株叶片的生理电阻随夹持力变化模型，并获取基于生理电阻的植株叶片细胞单位代谢能ΔG
R
‑
E
；
[0012]构建植株叶片的生理阻抗随夹持力变化模型，并获取基于生理阻抗的植株叶片细胞单位代谢能ΔG
Z
‑
E
；
[0013]根据所述ΔG
R
‑
E
和所述d，获取基于生理电阻的植物叶片细胞代谢能ΔG
R
；根据所述ΔG
Z
‑
E
和所述d，获取基于生理阻抗的植株叶片细胞代谢能ΔG
Z
；根据所述ΔG
R
和所述ΔG
Z
，获取植株叶片细胞代谢能ΔG
B
；
[0014]对净光合速率P
N
以及所述ΔG
B
的数据进行归一化，获得归一化的净光合速率N
PN
以及归一化的植株叶片细胞代谢能N
ΔGB
；
[0015]比较正常水体环境和水体亚硫酸氢盐污染环境下植株归一化的净光合速率：若水体亚硫酸氢盐污染环境下植株归一化的净光合速率小于等于正常水体环境植株归一化的净光合速率的50％，归为亚硫酸氢盐抑制作用，不适用于水体亚硫酸氢盐污染去除；若水体亚硫酸氢盐污染环境下植株归一化的净光合速率大于正常水体环境植株归一化的净光合速率的50％，则比较同一处理的水体亚硫酸氢盐污染环境下植株归一化的净光合速率N
PN
和归一化的植株叶片细胞代谢能N
ΔGB
值的大小，若N
PN
>N
ΔGB
，则植株在该处理下对水体亚硫酸氢盐污染的去除效果良好，同时N
PN
值越大，植株在该处理下生长越好。
[0016]进一步的技术方案，对净光合速率P
N
的数据进行归一化的公式为：
[0017]N
PN
＝Ni
PN
/NCK
PN
[0018]其中：N
PN
表示对净光合速率P
N
归一化处理后的值，Ni
PN
表示每个有效样本的净光合速率，NCK
PN
表示每个有效样本同一处理时期对照组的净光合速率。
[0019]进一步的技术方案，对植株叶片细胞代谢能ΔG
B
的数据进行归一化的公式为：
[0020]N
ΔGB
＝Ni
ΔGB
/NCK
ΔGB
[0021]其中：N
ΔGB
表示对植物叶片细胞代谢能ΔG
B
归一化处理后的值，Ni
ΔGB
表示每个有效样本的植物叶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种评价水体亚硫酸氢盐污染去除效果的方法，其特征在于：从处于生长期的待测植株上选取不同叶位的待测叶片，于天气晴朗的上午先在自然光源下测量叶片的净光合速率P
N
，随后取下该叶片立即对其进行饱水处理，饱水处理后，将待测叶片夹在平行电极板之间，测定不同夹持力下的植株叶片的生理电容、生理电阻和生理阻抗；构建植株叶片的生理电容随夹持力变化模型，并获取植株叶片的比有效厚度d；构建植株叶片的生理电阻随夹持力变化模型，并获取基于生理电阻的植株叶片细胞单位代谢能ΔG
R
‑
E
；构建植株叶片的生理阻抗随夹持力变化模型，并获取基于生理阻抗的植株叶片细胞单位代谢能ΔG
Z
‑
E
；根据所述ΔG
R
‑
E
和所述d，获取基于生理电阻的植物叶片细胞代谢能ΔG
R
；根据所述ΔG
Z
‑
E
和所述d，获取基于生理阻抗的植株叶片细胞代谢能ΔG
Z
；根据所述ΔG
R
和所述ΔG
Z
，获取植株叶片细胞代谢能ΔG
B
；对净光合速率P
N
以及所述ΔG
B
的数据进行归一化，获得归一化的净光合速率N
PN
以及归一化的植株叶片细胞代谢能N
ΔGB
；比较正常水体环境和水体亚硫酸氢盐污染环境下植株归一化的净光合速率：若水体亚硫酸氢盐污染环境下植株归一化的净光合速率小于等于正常水体环境植株归一化的净光合速率的50％，归为亚硫酸氢盐抑制作用，不适用于水体亚硫酸氢盐污染去除；若水体亚硫酸氢盐污染环境下植株归一化的净光合速率大于正常水体环境植株归一化的净光合速率的50％，则比较同一处理的水体亚硫酸氢盐污染环境下植株归一化的净光合速率N
PN
和归一化的植株叶片细胞代谢能N
ΔGB
值的大小，若N
PN
>N
ΔGB
，则植株在该处理下对水体亚硫酸氢盐污染的去除效果良好，同时N
PN
值越大，植株在该处理下生长越好。2.根据权利要求1所述的评价水体亚硫酸氢盐污染去除效果的方法，其特征在于，对净光合速率P
N
的数据进行归一化的公式为：N
PN
＝Ni
PN
/NCK
PN
其中：N
PN
表示对净光合速率P
N
归一化处理后的值，Ni
PN
表示每个有效样本的净光...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴沿友，陈天，于睿，邢德科，段荣荣，赵晓盼，张富荣，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：