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全氟化合物升迁之路:王团团等人发现植物根系通过质外体和共质体途径吸收全氟化合物

2020-05-20 08:29:43 来源:亚博直播 点击:


全氟化合物升迁之路:王团团等人发现植物根系通过质外体和共质体途径吸收全氟化合物

  

亚博直播应光国教授与中国科学院广州地球化学研究所联合培

养的博士生王团团在国际环境领域顶级期刊《Environmental Science & Technology》上发表研究性文章“Uptake and translocation of perfluorooctanoic acid (PFOA) and perfluorooctane sulfonic acid (PFOS) by wetland plants: Tissue- and cell-level distribution visualization with desorption electrospray ionization mass spectrometry (DESI-MS) and transmission electron microscopy equipped with energy-dispersive spectroscopy (TEM-EDS)”。

 

 

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全氟化合物(PFASs)是一类人为合成的表面活性剂,广泛应用于工业和商业领域。全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)因在环境中浓度高检出率高是PFASs中最具代表性的两种物质。由于PFASs的广泛检出、环境持久性、高生物累积性和潜在毒性,引起了科学界和公众的极大关注。植物修复技术成本低廉且环境友好,可用于去除废水中全氟化合物。深入理解植物吸收全氟化合物的过程和机制对于提高植物修复效率至关重要。植物修复,尤其植物根系吸收和向上传输,能有效修复水环境污染。然而,我们对湿地植物对PFASs的积累和传输能力以及PFASs在根组织和细胞中的分布规律缺乏研究,相关机理不清。


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王团团等人研究了八种常见湿地植物对PFOA和PFOS的吸收和传输效果,并采用解吸电喷雾电离质谱(DESI-MS)和透射电子显微镜结合X射线能谱(TEM-EDS)观察了PFOA和PFOS在根组织和细胞中的分布。




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研究结果表明:植物对PFOA和PFOS的积累量占污染物总添加量的1.67?16.7%,PFOS主要积累在植物根中(48.8?95.8%),而PFOA主要积累在植物地上部分(29.3?77.4%)。DESI-MS和TEM-EDS结果显示,PFOS和PFOA在美人蕉、再力花、风车草和芦苇根的表皮、皮层和维管束中均有分布,且PFOS和PFOA含量从表皮到皮层不断降低。在再力花和芦苇中,PFOS和PFOA含量从皮层到维管束不断降低;但在美人蕉和风车草中,PFOS和PFOA在维管束中的含量却高于其在皮层中的含量。这与PFOA和PFOS从皮层运输至维管束的路径有关,在再力花和芦苇中,PFOS和PFOA主要通过共质体途径从皮层传输至维管束中;但在美人蕉和风车草中,PFOS和PFOA通过共质体和质外体两种途径从皮层传输至维管束。相比于共质体途径,质外体途径更加快速有效。因此,位于美人蕉和风车草皮层中的PFOS和PFOA能通过质外体途径更多更快的运输至维管束中,使得维管束中PFOS和PFOA含量较高。

本研究成果提供了一种利用DESI-MS和TEM-EDS相结合研究PFASs生物富集的新技术,也为全氟化合物污染环境修复提供科学依据。

 

论文信息如下:

Wang, T.-T., Ying, G.-G., Shi, W., Zhao, J.-L., Liu, Y.-S., Chen, J., Ma, D.-D., Xiong, Q., 2020. Uptake and translocation of perfluorooctanoic acid (PFOA) and perfluorooctane sulfonic acid (PFOS) by wetland plants: Tissue- and cell-level distribution visualization with desorption electrospray ionization mass spectrometry (DESI-MS) and transmission electron microscopy equipped with energy-dispersive spectroscopy (TEM-EDS). Environmental Science & Technology, 54(10), 6009?6020. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.9b05160

 

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