不同浓度铅及铅与EDTA螯合对小白菜品质的影响.docx

1、不同浓度铅及铅与EDTA螯合对小白菜品质的影响河南科技学院2011届本科毕业论文(设计)不同浓度铅及铅与EDTA螯合对小白菜品质的影响学生姓名：所在院（系）：资源与环境学院所学专业：农业资源与环境导师姓名： 完成时间： 不同浓度铅及铅与EDTA螯合对小白菜品质的影响摘要 通过盆栽试验，研究了不同浓度的重金属铅对小白菜品质的影响，以及加入螯合剂EDTA后重金属铅对小白菜品质的影响。结果表明：单一重金属铅在0-500 mgkg-1范围内随着浓度的增大，小白菜叶片可溶性糖、维生素C的含量呈现先增加后减少的趋势，并且当重金属铅的浓度为50mgkg-1时，小白菜叶片中可溶性糖、维生素C的含量达到最大值；

2、而小白菜叶片粗纤维的含量呈现线性增大的趋势。EDTA与重金属铅同时处理小白菜时，小白菜叶片可溶性糖、维生素C的含量呈现先升高后减少的趋势，而粗纤维的含量整体上小于单一重金属铅处理。并且，当EDTA与铅的浓度比为1.5：1的时候， 小白菜叶片中可溶性糖的含量达到最高，当EDTA与小铅的浓度比为4：3的时候，小白菜叶片中维生素C的含量达到最高。说明重金属铅在一定范围之内能够显著降低小白菜的品质，螯合剂EDTA在一定范围之内能够降低重金属铅对小白菜叶片的毒害作用，从而能够影响到小白菜的品质。关键词：铅，EDTA，小白菜叶片，可溶性糖，粗纤维，维生素CThe Influence on Pakchoi

3、Quality in Different Concentration of Pb and Chelated Pb by EDTAAbstract Through experiments, the pot of different concentrations of heavy metal Pb the influence of pakchoi, and join the quality chelating agent of heavy metal Pb after EDTA pakchoi quality influence. Results show that: a single heavy

4、 metal Pb within the increase of concentration 0-500 mgkg-1, with pakchoi leaf soluble sugar, vitamin C content presented the first increases, then declining trend, and when the concentration of heavy metal Pb 50mg kg -1for the pakchoi , the contents of soluble sugar, vitamin C content reaches maxim

5、um; And the content of pakchoi leaf crude fibre present linear increase trend. EDTA and heavy metal Pb pakchoi, handle pakchoi leaf soluble sugar, vitamin C content presented after the first rise trend, and reduce the content of crude fibre whole smaller than single heavy metal Pb processing. And, w

6、hen EDTA and Pb concentrations than for 1.5:1, pakchoi leaf in the content of soluble sugar, when the highest concentrations of small Pb with EDTA, than for 4:3 pakchoi leaf in vitamin C content was the highest. Explain in certain limits heavy metal Pb to significantly reduce the quality of pakchoi,

7、 chelating agent in certain limits EDTA of heavy metal Pb to reduce the toxicity of pakchoi leaf, which can affect the quality of pakchoi.Key words: Pb, EDTA, Pakchoi, Soluble sugar, Crude fibre, Vitamin C 目 录绪论 1材料与方法 12.1 试验材料 12.2 盆栽试验 12.3 实验原理及操作步骤 22.3.1 可溶性糖的测定 22.3.2 维生素C的测定 42.3.3 粗纤维的测定 5实

8、验结果与分析 53.1 不同浓度重金属铅对小白菜叶片可溶性糖含量的影响 63.2 不同浓度重金属铅对小白菜叶片维生素C含量的影响 63.3 不同浓度重金属铅对小白菜叶片粗纤维含量的影响 73.4 铅与EDTA共同作用对小白菜叶片可溶性糖含量的影响 83.5 铅与EDTA共同作用对小白菜叶片维生素C含量的影响 93.6 铅与EDTA共同作用对小白菜叶片粗纤维含量的影响 10结论 10参考文献 12致谢 13绪论近年来随着工业化进程的不断加快，环境污染已成为日益突出的重要生态问题之一。土壤重金属污染因其污染范围广、持续时间长、污染隐蔽、不可逆性等原因以为人们广泛关注。当植物种在被重金属污染的土壤中

9、，其根系吸收土壤中的重金属，如果重金属在植物体内积累过多，会对植物产生毒害作用，会是植物的代谢发生发生紊乱，直接影响植物的生长发育，同时，重金属在植物体内富集，并通过食物链在人体内成倍富集，严重影响人类健康。有报道称北京市菜地土壤铅含量表现出极明显的铅积累效应，由土壤迁移至蔬菜中的铅对北京市民尤其是儿童的健康存在较大的威胁。而随着人类生活水平的不断提高，人们对各种食品的要求也越来越高，高品质消费一直被人类所追求。因此本文针对重金属铅对小白菜叶片营养品质指标的影响进行了进一步的研究。本实验分析了盆栽试验条件下，不同浓度梯度重金属铅以及铅浓度恒定条件下，加入不同浓度EDTA螯合剂对小白菜叶片品质的

10、影响，研究了小白菜叶片对重金属铅的耐性范围，以期为小白菜叶片的品质保证提供理论依据。材料与方法2.1 试验材料试验所用土壤在河南科技学院试验田土壤（0-20cm）。除杂风干后过4mm筛备用，小白菜叶片是四季青小白菜叶片。实验中供小白菜叶片生长的水取自实验室的自来水。小白菜叶片盆栽试验在实验楼C#509完成，测定在实验楼B#502完成。供试药品重金属铅是Pb(NO3)2。2.2 盆栽试验实验采用模拟污染盆栽的方式进行，3kg风干土放入聚乙烯塑料盆中。试验共设10个处理。其中，为A1为对照组，其余为实验组。土壤中所加重金属铅浓度与EDTA浓度如下表所示。表1 单一种金属的土壤处理A1A2A3A4A

11、5Pb(NO3)2(mg)024048014402400Pb(mg)01503009001500Pb(NO3)2和EDTA分别以溶液的形态施入土壤，装好后平衡放置两周，以模拟重金属污染的环境条件，并使其保持盆内的重金属浓度尽量均匀。两周之后播种，每盆40粒种子，播种深度1cm左右，20天之后收获，其间根据情况浇水。表2 重金属和EDTA混合土壤处理B1B2B3B4B5Pb(mg)900900900900900EDTA (mg)45060090013501800EDTA: Pb1:21:1.51:11.5:12:1采回样品之后立即用去离子水将其冲洗干净。沥去水后，沿根轴处将根和茎分开，称取鲜重。

12、之后将样品再放入110烘箱烘15min，然后调至70过夜，称重。2.3 实验原理及操作步骤2.3.1 可溶性糖的测定3，41实验原理糖类在较高温度下被硫酸作用脱水生成糖醛或糖醛衍生物后于蒽酮（C14H10O）缩合成蓝色化合物。溶液含糖量在每毫升150微克以内，与蒽酮反应生成的颜色深浅与糖的量有关，在625nm波长下的OD值与含糖量成正比。因此，用蒽酮比色法测可溶性糖量。2实验器材分光光度计、恒温水浴、分析天平、烘箱、刻度试管、漏斗、试管3实验试剂酒精（80%）、葡萄糖标准溶液（称取已在烘箱中烘至恒重的葡萄糖100mg，配置成1000mL溶液，既得到每毫升含糖量为100微克的标准液）、蒽酮试剂（

13、200mg蒽酮溶于200mL浓硫酸中）。4可溶性糖的提取将小白菜叶片的叶片洗净后在110烘箱烘15min，然后调至70过夜。干叶片磨碎之后称取50mg样品倒入10mL刻度离心管内，加入4mL酒精，置于80水浴中不断搅拌40min，离心，收集上清液，其余残渣加2mL酒精重复提取2次，合并上清液。在上清液中加入10mL活性炭，80脱色30min，定容至10mL，过滤后取滤液测定。5标准曲线的制作取7支干燥洁净的试管，编号后按照下表操作。表3 标准曲线各试剂添加量试剂(mL)1234567葡萄糖标液（0.1mg/mL）00.100.200.300.400.600.80水1.00.900.800.70

14、0.600.400.20蒽酮试剂10101010101010每试管加入葡萄糖标准溶液和水后立即混匀，迅速置于冰浴中，待各管都加入蒽酮试剂之后，同时置于沸水浴中，准确加热7分钟，立即取出置冰浴中迅速冷却。待各管达到室温后，用1cm厚度的比色皿，以第一管为空白，迅速测定其余各管的吸光度。然后以第2-7管溶液含糖量微克数为横坐标，吸光度为纵坐标，画出含糖量与吸光度相关的标准曲线。图1 可溶性糖溶液的标准曲线6样品溶液的测定取11支干燥洁净的试管，编号之后按下列操作。表4 实验组各试剂添加量试剂（mL）空白A1A2A3A4A5B1B2B3B4B5样品溶液01.01.01.01.01.01.01.01.

15、01.01.0水1.00000000000蒽酮试剂1010101010101010101010其他操作与标准曲线的操作相同。测好吸光度之后之后根据吸光度在标准曲线上查出相应的微克数，既得到25mg干样品中可溶性糖的含量。2.3.2 维生素C的测定41实验原理2，6-二氯酚靛酚钠盐的水溶液呈蓝色，在酸性环境中呈现玫瑰色，当其被还原时，则脱色。维生素C具有还原性，因此，可用2，6-二氯酚靛酚标准溶液滴定维生素C。开始时，样品溶液中的维生素C立即将滴入的2，6-二氯酚靛酚还原脱色，当样品溶液中的维生素C全部被氧化时，再滴入2，6-二氯酚靛酚就不在被还原而呈玫瑰色。故当样品液用2，6-二氯酚靛酚标准溶

16、液滴定时，溶液出现浅玫瑰色时表明样品液中的维生素C全部被氧化，达到了滴定终点。此时，记录滴定所消耗的2，6-二氯酚靛酚标准液，就能算出样品中维生素C的含量。2实验器材研钵、容量瓶、滴定管、锥形瓶、纱布、漏斗、滤纸、天平3实验试剂及制备2，6-二氯酚靛酚溶液2000mL（使用之前用标准维生素C溶液标定，用5mL标准维生素C溶液加入5mL偏磷酸-醋酸溶液，然后用2，6-二氯酚靛酚滴定，以生成为微玫瑰色持续15秒钟不退色为终点。计算2，6-二氯酚靛酚的浓度，用每mL2，6-二氯酚靛酚溶液相当于维生素C的mg数来表示）、酸化的蒸馏水（每10mL蒸馏水中加入10%盐酸溶液一滴）、标准维生素C溶液（准确称

17、取维生素C结晶50mg溶于偏磷酸-醋酸溶液定容到250mL）、偏磷酸-醋酸溶液（称取偏磷酸15g，溶于40mL冰醋酸和450mL蒸馏水所配成的混合液中，过滤）。4样品液的制取称取30g小白菜叶片叶置于研钵中研磨，放置约10分钟，用两层纱布过滤，将滤液虑入50mL容量瓶中。反复抽提2-3次，将滤液并入同一个容量瓶中。最后用酸化的蒸馏水定容，混匀，备用。5滴定量取样品提取液10mL于锥形瓶中。用2，6-二氯酚靛酚溶液滴定样品提取液，呈微弱的玫瑰色，持续5秒钟不退色即为滴定终点，记录所用2，6-二氯酚靛酚的mL数。另取10mL用10%盐酸酸化的蒸馏水做空白对照滴定。6计算维生素Cmg数/100g样品

18、=（VA-VB）S/W100（1）VA为滴定样品提取液所用的2，6-二氯酚靛酚mL数；（2）VB为滴定空白对照所用的2，6-二氯酚靛酚mL数；（3）S为1mL 2，6-二氯酚靛酚溶液相当于维生素C的mg数；（4）W为10mL样品提取液中含样品的g数。2.3.3 粗纤维的测定31实验原理测定粗纤维是用硫酸、碱、乙醇、乙醚、相继处理样品。硫酸水解某些不溶解的碳水化合物，碱能使蛋白质变成可溶态并除去脂肪及溶解不能被酸溶解的半纤维素及某些木素。酒精和乙醇能够抽出树脂、单宁、色素、剩余脂肪和蛋白质。2实验器材与试剂分析天平、容量瓶、称量瓶、三角瓶70%-80%酒精、1.25%硫酸（取相对密度1.84的浓

19、硫酸13mL加水稀释至1L）、1.25%氢氧化钠溶液3实验步骤（1）将磨碎的样品1-3g，装入已知质量的称量瓶中，在分析天平上准确的称量，无损失地倒入三角烧瓶内。于另一支已知质量的称量瓶中烘干滤纸并称重。（2）将200mL1.25%的硫酸倒入瓶中，加热至沸腾再继续30min，加热时为防止激烈沸腾，应经常搅拌。每5min向瓶内倒入沸水，保持体积不变，以保持酸浓度不变。（3）煮沸之后，用带有已知质量的滤纸漏斗过滤，并用热蒸馏水冲洗三角烧瓶及漏斗，直至滤液用石蕊试纸呈中性反应为止。（4）用1.25%氢氧化钠溶液将滤纸上的沉淀物完全洗入瓶内，将其加热至沸腾在持续30min，操作同上。（5）煮沸后冷却，

20、用原来所用已知质量的滤纸过滤，用蒸馏水冲洗2-3次，再用酒精冲洗2-3次直至滤液无色。（6）将滤纸和沉淀放入以前称量过这张纸的称量瓶中，在100-105的烘箱中烘干至恒重并称重。（7）已知滤纸的质量为m1，滤纸及粗纤维质量为m2，则粗纤维质量m=m2-m1实验结果与分析植物对重金属元素铅的富集主要取决于环境中的铅浓度、土壤条件、植物种类及部位5。铅是生物体内酶的抑制剂，高浓度的铅会对小白菜叶片造成严重危害6。并且，铅是一种很容易进入食物链、积蓄量很强的一种重金属，它的毒性仅次于汞、隔，居重金属毒性的第三位。它对植物的危害主要表现在影响植物的光合作用，阻碍和延续植物的生长，推迟成熟，造成作物减产

21、7，8。3.1 不同浓度重金属铅对小白菜叶片可溶性糖含量的影响碳水化合物是绿色植物光合作用的主要产物，亦是人类能量的主要来源，它在新陈代谢过程中起着重要的作用。可溶性糖（还原糖、双糖）是碳水化合物的组成部分之一。果实中含糖量的多寡，是评价品质优劣的重要指标之一。随着土壤中铅浓度的增加，小白菜叶片中可溶性糖的含量变化如图2所示。图2 Pb处理条件下小白菜叶片可溶性糖（以干重计）含量变化由图2可以看出，随着土壤中重金属铅浓度的增加，小白菜叶片的可溶性糖含量呈现先升高后减少的趋势。从整体上看，土壤中铅的浓度与小白菜叶片中可溶性糖含量呈现负相关。且铅的浓度等于50 mgkg-1时，小白菜叶片的可溶性糖

22、含量比对照组升高9.8%；当铅的浓度大于50 mgkg-1时，小白菜叶片中可溶性糖含量开始出现下降趋势。可以解释为，重金属浓度较低时，小白菜叶片会启动自身的防御系统，生成相应的解毒物质，使自身的伤害降低或有机物合成速度加快，从而使可溶性糖的含量呈上升的趋势。但是随着重金属浓度进一步加大并超过小白菜叶片的防御能力时，进入小白菜叶片体内的重金属开始破坏其生物膜的结构，导致叶绿体、线粒体及细胞核等重要器官损伤，影响光合作用及可溶性糖的合成，且抑制效应与浓度的加大成正相关9。3.2 不同浓度重金属铅对小白菜叶片维生素C含量的影响维生素C是种极其重要的物质，日常生活中人们往往因缺少它而导致坏血病或抵抗力

23、减弱，蔬菜中维生素C的含含量也是评价品质优劣的重要指标之一。随着土壤中铅的增加，小白菜叶片中维生素C的含量变化如图3所示。从图3可以看出，随着铅浓度的增加小白菜叶片中维生素C的含量呈现先升高后减少趋势。当铅的浓度等于50 mgkg-1时，小白菜叶片中维生素C的含量达到最大，跟对照组相比升高13%；当铅的浓度大于50 mgkg-1时，小白菜叶片中维生素C的含量开始降低。从整体上看，小白菜叶片中维生素C的含量与铅的浓度呈现负相关。图3 Pb处理条件下小白菜叶片维生素C（以鲜重计）含量变化综合图2和图3可以看出，铅对小白菜叶片内可溶性糖和维生素C的影响都呈现先上升后下降的趋势。其原因在分析可溶性糖时

24、已经分析过。其原因也可能是由于铅能够影响到小白菜叶片新陈代谢过程中酶的活性，使生成可溶性糖维生素C的酶系统受挫，从而减少小白菜叶片可溶性糖、维生素C的合成量6，7。3.3 不同浓度重金属铅对小白菜叶片粗纤维含量的影响图4Pb处理条件下小白菜叶片粗纤维（以干重计）含量变化粗纤维是人体生命活动不可缺少的营养物质，它们一般在人体内不能合成或合成数量很少，必须从食物中摄取。蔬菜中粗纤维含量的高低是评价农产品品质优劣的主要指标之一。随着土壤中重金属铅浓度的增加，小白菜叶片中维生素C的含量变化如图4所示。由图3可以看出，随着土壤中铅含量的增加小白菜叶片中粗纤维的含量也在增加，小白菜叶片中粗纤维的含量与土壤

25、中重金属铅的含量呈现正相关。对于粗纤维而言，则可能是因为Pb使小白菜叶片的生长受到影响，小白菜叶片的茎和叶严重木质化和纤维化所致10。由以上内容可知，土壤中的铅与小白菜叶片的可溶性糖含量、维生素C含量、粗纤维含量均呈现相关性。重金属铅能够降低小白菜叶片的品质，为评价重金属铅对小白菜叶片的品质影响提供了科学依据。3.4 铅与EDTA共同作用对小白菜叶片可溶性糖含量的影响随着土壤中EDTA浓度的增加，小白菜叶片中可溶性糖的含量变化如图5所示。图5 EDTA与Pb处理条件下小白菜叶片可溶性糖（以干重计）含量变化由图5可以看出，随着土壤中EDTA浓度的增加小白菜叶片中可溶性糖的含量呈现先升高后减少的趋

26、势。并且，当EDTA的浓度小于450 mgkg-1时，小白菜叶片中的可溶性糖含量逐渐升高；当EDTA的浓度大于450 mgkg-1时，小白菜叶片中的可溶性糖含量逐渐降低。说明，当EDTA在一定范围内可以适当减少重金属铅对小白菜叶片的毒害作用。图5和图2相比可以看出，EDTA在一定范围内可以适当减少重金属铅对小白菜叶片的毒害作用。当EDTA与土壤中铅的浓度比为1.5：1的时候，小白菜叶片中可溶性糖的含量出现最高，重金属铅对小白菜叶片的毒害作用最小（理论上讲，重金属和EDTA的比例为1：1的时候，植物的危害最小，而这里为1.5：1，这可能与土壤性质和植物种类有关5）。但是随着EDTA浓度的不断升高

27、，小白菜叶片的可溶性糖含量开始下降，这可能是因为EDTA也能够对小白菜叶片产生毒害作用。3.5 铅与EDTA共同作用对小白菜叶片维生素C含量的影响随着土壤中EDTA浓度的增加，小白菜叶片中维生素C的含量变化如图6所示。图6 不同浓度EDTA与Pb处理条件下小白菜叶片维生素C（以鲜重计）含量变化由图6可以看出，随着土壤中EDTA浓度的增加小白菜叶片中维生素C的含量呈现先升高后降低的趋势。当EDTA的浓度等于400 mgkg-1时，小白菜叶片中维生素C的含量达到最大；当EDTA的浓度大于400 mgkg-1时，小白菜叶片中维生素C的浓度开始降低。图6和图3相比，EDTA在一定范围内可以适当减少重金

28、属铅对小白菜叶片的毒害作用。当EDTA与土壤中铅的浓度比为4：3的时候，小白菜叶片中维生素C的含量出现最高，重金属铅对小白菜叶片的毒害作用最小。但是随着EDTA浓度的不断升高，小白菜叶片中维生素C的含量开始下降，这可能是因为EDTA也能够对小白菜叶片产生毒害作用，过量的EDTA能够使小白菜叶片中维生素C的含量降低。由图2、图3、图5、图6可以看出，加入EDTA之后，小白菜叶片的品质呈现先升高后下降的变化。说明，加入EDTA之后在一定范围之内，重金属铅对小白菜叶片的危害减少，EDTA能够改善小白菜叶片的品质。这可能是由于EDTA与重金属铅螯合之后改变了重金属铅的状态，使之不容易危害小白菜叶片。3

29、.6 铅与EDTA共同作用对小白菜叶片粗纤维含量的影响随着土壤中EDTA浓度的增加，小白菜叶片中粗纤维的含量变化如图7所示.由图7可以看出，随着土壤中EDTA浓度的增加小白菜叶片中粗纤维的含量在增加。并且，当EDTA的浓度超过450 mgkg-1时，小白菜叶片中粗纤维的含量变化走向平稳。说明，EDTA与重金属铅的浓度之比大于1.5：1时，重金属铅对小白菜叶片的影响开始逐渐减小。图7和图4相比，小白菜叶片中粗纤维含量整体趋势减少。说明，EDTA可以相对减少重金属铅对小白菜叶片的影响，降低木质化和纤维化程度10。图7 EDTA与Pb处理条件下小白菜叶片粗纤维（以干重计）含量变化结论在本试验设定的铅

30、浓度范围内，小白菜叶片内可溶性糖、维生素C随重金属铅浓度的升高而呈现先升高后降低的趋势，粗纤维呈现升高趋势。说明重金属铅在一定范围之内能够降低小白菜叶片的品质。在重金属土壤中加入EDTA之后，小白菜叶片的可溶性糖含量和维生素C含量呈现先升高后降低的趋势，同时，粗纤维含量相对来说减少。说明EDTA在一定范围之内能够减小重金属铅对小白菜叶片的影响，减小重金属铅的毒害作用。相对于沙壤土而言，粘土对重金属铅的吸附固定作用更强，不容易被植物所吸收11-14。但是在土壤中加入螯合剂ETDA之后，重金属铅由不可自由移动的固定状态变成了可自由移动的游离状态，从而更有利于小白菜叶片对重金属铅的吸收，使小白菜叶片内重金属的含量升高15，16。从数据显示，螯合态的重金属铅对小白菜叶片的可溶性糖、维生素C影响减小，但是，不能证明加入EDTA能否减少重金属铅在人体内的富集。通过本实验的研究了解了不同浓度Pb及Pb与EDTA螯合对小白菜品质的影响，下一步的研究工作可测定重金属Pb在小白菜内的存在形态及分布规律。为小白菜的无公害生产、重金属污染地区的优质小白菜生产提供进一步的理论依据。参考文献1尚英男，尹观，倪师军，张成江成都市土壤-植物系统铅污染状况初步研究J广东微量元素科学，2005，12(3):8-13.2陈