大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目結(jié)題驗(yàn)收申請(qǐng)書

大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目結(jié)題驗(yàn)收申請(qǐng)書匯報(bào)人：凃林君四川文理學(xué)院-中藥材富硒、聚鎘累積特性研究六.研究結(jié)果七.研究總結(jié)123大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目結(jié)題驗(yàn)收申請(qǐng)書引言 10一.研究背景 11(一)研究的必要性 11(二)研究的可行性 11二.前期調(diào)研內(nèi)容 11(一)硒的醫(yī)用功能 12(二)富硒土地 12三.技術(shù)路線 13四.研究?jī)?nèi)容 13大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目結(jié)題驗(yàn)收申請(qǐng)書五.研究方法 14(一)土壤采樣方法 14(二)土壤分析方法 14(三)盆栽實(shí)驗(yàn)方法 16六.研究結(jié)果 16(一)土壤理化性質(zhì) 16(二)盆栽實(shí)驗(yàn)結(jié)果 17七.研究總結(jié) 18大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目結(jié)題驗(yàn)收申請(qǐng)書中藥材富硒、聚鎘累積特性研究中藥材富硒、聚鎘累積特性研究引言近年，重金屬污染問題仍是最嚴(yán)峻的環(huán)境污染問題之一，2016年5月，國(guó)務(wù)院《關(guān)于印發(fā)土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃的通知》中出臺(tái)了《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，其總體目標(biāo)為：到2020年，全國(guó)土壤污染加重趨勢(shì)得到初步遏制，土壤環(huán)境質(zhì)量總體保持穩(wěn)定，農(nóng)用地和建設(shè)用地土壤環(huán)境安全得到基本保障，土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)得到基本管控到2030年，全國(guó)土壤環(huán)境質(zhì)量穩(wěn)中向好，農(nóng)用地和建設(shè)用地土壤環(huán)境安全得到有效保障，土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)得到全面管控到本世紀(jì)中葉，土壤環(huán)境質(zhì)量全面改善，生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)而鎘是最重要有毒重金屬之一中藥材富硒、聚鎘累積特性研究1許多研究表明，重金屬元素進(jìn)入土壤中，會(huì)產(chǎn)生明顯的生物效應(yīng)，致使植物生長(zhǎng)受阻，花期延遲、含氮率降低、微量元素富集效果降低等影響2重金屬污染通過土壤-植物-動(dòng)物-人體的逐級(jí)生物鏈富集對(duì)人類健康與自然環(huán)境產(chǎn)生危害，在土壤-植物體系中，植物根際環(huán)境是土壤養(yǎng)分與重金屬離子進(jìn)入植物體內(nèi)的主要通道3而硒是一種非金屬元素，化學(xué)符號(hào)是Se，可以用作光敏材料、動(dòng)物體必需的營(yíng)養(yǎng)元素和植物有益的營(yíng)養(yǎng)元素等4硒具有抗氧化、提高人體免疫力、防癌等功能，還能對(duì)鉛、鎘、汞等有毒元素產(chǎn)生拮抗作用，能夠消除土壤重金屬殘留及污染，活化土壤，使土壤提高肥力，改善和治理農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，減輕有毒元素對(duì)人體的危害作用5本項(xiàng)目選取兩種典型中藥材為研究對(duì)象，在對(duì)土壤采樣分析后，依據(jù)重金屬污染理論，結(jié)合盆栽實(shí)驗(yàn)通過分析富硒土壤與植物中硒的含量關(guān)系，研究典型中藥材對(duì)土壤硒的吸收和富集特征以及對(duì)重金屬鎘的累積特性，對(duì)富硒產(chǎn)品的開發(fā)與安全利用提供理論依據(jù)。撰寫研究報(bào)告作為結(jié)尾中藥材富硒、聚鎘累積特性研究一.研究背景(一)研究的必要性根據(jù)2014年的四川省土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)，顯示全省土壤重金屬總超標(biāo)率28.7%，耕地土壤點(diǎn)位超標(biāo)率為34.3%。農(nóng)業(yè)面源污染和重金屬農(nóng)田綜合防治與修復(fù)成為我國(guó)、我省十三五期間的重點(diǎn)專項(xiàng)，重點(diǎn)要建立健全農(nóng)田重金屬污染防控機(jī)制同樣我國(guó)是缺硒的大國(guó)，據(jù)2015年發(fā)布的《中國(guó)耕地地球化學(xué)調(diào)查報(bào)告》，我國(guó)富硒耕地僅占調(diào)查區(qū)耕地面積的3.6%，而植物中硒含量的多少主要取決于土壤中硒含量的多少和該類植物對(duì)硒元素的富集能力，不同地區(qū)內(nèi)不同作物的硒含量不盡相同，對(duì)此，本項(xiàng)目研究土壤中硒含量與植物對(duì)硒元素的富集能力應(yīng)對(duì)我國(guó)缺硒的現(xiàn)狀中藥材富硒、聚鎘累積特性研究(二)研究的可行性植物體內(nèi)硒含量主要受植物種類、土壤中有效硒含量、土壤pH、土壤有機(jī)質(zhì)含量等因素的影響。以兩種典型中藥材為研究對(duì)象采用盆栽實(shí)驗(yàn)，研究不同土壤硒含量條件下不同植物在生長(zhǎng)期內(nèi)的硒累積量特征；分析不同施硒水平對(duì)植物生長(zhǎng)的影響以及植物間的富硒差異闡明在重金屬鎘條件兩種植物的硒累積量特征及重金屬鎘富集特性；揭示鎘重金屬脅迫下不同植物的富硒差異，為深入開發(fā)和利用富硒產(chǎn)品，提高富硒產(chǎn)品的安全性提供依據(jù)中藥材富硒、聚鎘累積特性研究在過去的十年內(nèi),據(jù)統(tǒng)計(jì),發(fā)表在世界各國(guó)的硒的營(yíng)養(yǎng)與健康文章,超過10萬篇。中藥材最為我國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)藥,具有數(shù)千年的應(yīng)用史。對(duì)此，富硒中藥材的開發(fā)應(yīng)用研究,應(yīng)迎頭趕上。這是因?yàn)椴粌H僅是中國(guó)缺硒地帶都很多，全世界的缺硒也有許多,在東南沿海和發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家,由于環(huán)境污染,更是擴(kuò)大了缺硒的人群,英國(guó)人在過去的多年里,硒的攝入量下降了一半,已近于缺硒的水平,由此可見富硒中藥材的開發(fā)市場(chǎng)前景是廣闊與此同時(shí)，重金屬污染問題仍是最嚴(yán)峻的環(huán)境污染問題之一，2016年5月，國(guó)務(wù)院《關(guān)于印發(fā)土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃的通知》中出臺(tái)了《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》主要指標(biāo)為：到2020年，受污染耕地安全利用率達(dá)到90%左右，污染地塊安全利用率達(dá)到90%以上到2030年，受污染耕地安全利用率達(dá)到95%以上，污染地塊安全利用率達(dá)到95%以上二.前期調(diào)研內(nèi)容中藥材富硒、聚鎘累積特性研究《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃四川省工作方案》也提出到2020年，全省土壤污染加重趨勢(shì)得到遏制，土壤環(huán)境質(zhì)量總體保持穩(wěn)定農(nóng)用地和建設(shè)用地土壤環(huán)境安全得到基本保障，土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)得到基本管控到2030年，全省土壤環(huán)境質(zhì)量穩(wěn)中向好，農(nóng)用地和建設(shè)用地土壤環(huán)境安全得到有效保障，土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)得到全面管控到本世紀(jì)中葉，土壤環(huán)境質(zhì)量全面改善，生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)中藥材富硒、聚鎘累積特性研究(一)硒的醫(yī)用功能1).硒對(duì)人體的功能是通過谷朧甘膚過氧化物酶GS玖來表達(dá)的,每分子的GSHPx含有四個(gè)原子的硒,硒為該酶的活性中心物質(zhì)。GsHPx的主要功能是將人體有害的過氧化物HZO:自由基分解為對(duì)人體無害的物質(zhì),從而保護(hù)細(xì)胞不受損害2).硒是延年益壽的重要元素,人體器官在衰老的過程中自由基破壞人體各個(gè)器官,適當(dāng)補(bǔ)充硒元素后,能部分清除自由基,從而延緩衰老3).硒元素能夠提高人體免疫功能,在動(dòng)物的疫苗中加硒,能夠提高免疫效價(jià)4).硒元素被稱為抗癌之王,癌癥是當(dāng)今醫(yī)藥界奮力攻克的難題,多年研究發(fā)現(xiàn)硒是癌病的克星之一中藥材富硒、聚鎘累積特性研究(二)富硒土地富硒土壤是一種珍貴的自然資源，而中藥材可作為人體獲取硒的重要途徑之一，在富硒區(qū)土壤上種植中藥材對(duì)通過中藥材補(bǔ)充人體硒有重要作用。但也要充分考慮中藥材對(duì)硒的累積能力，探索富硒土壤區(qū)富硒作物的研制和開發(fā)，從而改善我國(guó)低硒膳食結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，預(yù)防硒缺乏癥，提高人民健康水平中藥材富硒、聚鎘累積特性研究三.技術(shù)路線選取實(shí)驗(yàn)地采集的土壤研究土壤中硒、重金屬鎘、鉻、汞含量及五種態(tài)含量研究盆栽實(shí)驗(yàn)所種植的中藥材(金銀花、桔梗)其根、莖、葉、等不同部位硒及重金屬鎘、鉻、汞等含量，并為富硒產(chǎn)品的開發(fā)與安全利用提供理論依據(jù)對(duì)土壤以及典型中藥材的不同部位取樣，對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理后，依據(jù)Tessier分析方法、原子熒光分光光度計(jì)和ICP-MS分析確定土壤中重金屬鎘、鉻、汞的含量和硒含量根據(jù)土壤和農(nóng)作物中重金屬含量的差異分析土壤中重金屬濃度對(duì)典型中藥材中不同部位的重金屬含量、形態(tài)及中藥材中有效硒含量的影響同時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果，進(jìn)一步明確典型中藥材不同部位富集重金屬的差異及對(duì)硒含量的影響中藥材富硒、聚鎘累積特性研究選取實(shí)驗(yàn)地土壤進(jìn)行盆栽實(shí)驗(yàn)，并事先測(cè)定栽種前土壤和富集植物內(nèi)的重金屬鎘及硒含量選取金銀花、桔梗兩種中藥材為研究對(duì)象，對(duì)不同生長(zhǎng)周期進(jìn)行測(cè)定，研究其不同部位對(duì)重金屬富集以及硒富集的特征和規(guī)律研究相同環(huán)境及條件下(如土壤水分、pH、溫度、光照等)，不同中藥材對(duì)重金屬的富集能力020103中藥材富硒、聚鎘累積特性研究四.研究?jī)?nèi)容1).以金銀花與桔梗兩種中藥藥材為研究對(duì)象，通過土壤施硒和施鎘進(jìn)行盆栽實(shí)驗(yàn)，研究不同植物在不同土壤環(huán)境中的含硒量、富硒特征、重金屬鎘富集特性及其影響因素2).在沒有重金屬污染脅迫的富硒土壤環(huán)境下，不同植物的硒累積量特征及其生長(zhǎng)狀況3).在重金屬鎘污染脅迫的富硒土壤環(huán)境下，不同植物的硒累積量特征、重金屬鎘富集特性及其生長(zhǎng)狀況4).篩選出其中具有較高富硒能力且具有較好安全食用性中藥藥材中藥材富硒、聚鎘累積特性研究五.研究方法(一)土壤采樣方法1).選取就近土地為取樣對(duì)象，采用土壤采集器采集表層(0~20cm)土壤樣品2).每個(gè)采樣點(diǎn)均用梅花形布點(diǎn)法采臨近5個(gè)點(diǎn)的土壤組成混合樣品，并用四分法取樣品約0.5kg3).各采樣點(diǎn)進(jìn)行定位，并記錄樣點(diǎn)名稱，固定參照物的距離和方位4).采得的土壤樣品按要求保存并運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，在室溫下風(fēng)干，去除其石頭、植物根系等，磨細(xì)過1mm篩子儲(chǔ)存在塑料瓶中。部分土壤樣品進(jìn)一步研磨，并儲(chǔ)存在塑料瓶中中藥材富硒、聚鎘累積特性研究(二)土壤分析方法鉛、鎘和鉻依據(jù)DB51/T2113-2016《土壤樣品鉛、銅、鎘、鉻ICP-MS測(cè)定》方法測(cè)定，汞、砷和硒依據(jù)HJ680-2013s《土壤和沉積物汞、砷、硒、鉍、錦的測(cè)定微波消解原子熒光法》方法測(cè)定2.土壤消解方法(1)全消解法稱取制備好的0.2g土壤樣品于50ml的聚四氟乙烯燒杯中，加去離子水適當(dāng)潤(rùn)濕后，加入5ml鹽酸，于通風(fēng)櫥內(nèi)100℃電熱板上加熱消解1h，使樣品初步分解當(dāng)殘?jiān)舭l(fā)至3mL左右時(shí)，取出冷卻后加入5ml硝酸、3ml氫氟酸和3ml高氯酸，加蓋于190℃電熱板上加熱1h后開蓋繼續(xù)加熱當(dāng)開始冒濃厚白煙時(shí)，加蓋充分分解黑色有機(jī)碳物質(zhì)中藥材富硒、聚鎘累積特性研究1當(dāng)聚四氟乙烯燒杯壁上的黑色有機(jī)物消失后，開蓋趕酸至內(nèi)容物呈黏稠狀2此時(shí)殘?jiān)鼞?yīng)呈白色或淡黃色，無沉淀物，若顏色較深，視情況加上述少量酸重復(fù)以上步驟3殘?jiān)鋮s后，加入2ml溫?zé)嵯跛?1:1)溶解，轉(zhuǎn)移至50ml容量瓶中，用去離子水定容，搖勻備用4同時(shí)做空白樣品六.研究結(jié)果六.研究結(jié)果(一)土壤理化性質(zhì)采樣后將干燥的土壤(圖1)按照試驗(yàn)方法中提及的方法進(jìn)行處理并測(cè)定其鉛、鎘、鉻、砷、汞、硒的含量。兩次對(duì)C地土壤重金屬含量檢測(cè)結(jié)果列于表3，其結(jié)果均表明采樣土壤中的鎘超過了《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB15618-2018)規(guī)定的風(fēng)險(xiǎn)管制值的要求。根據(jù)表1的結(jié)果六.研究結(jié)果(二)盆栽實(shí)驗(yàn)結(jié)果選取土壤進(jìn)行盆栽實(shí)驗(yàn)，并事先測(cè)定栽種前土壤和富集植物內(nèi)的重金屬鎘及硒含量。研究相同環(huán)境及條件下(如土壤水分、pH、溫度、光照等)，不同中藥材對(duì)重金屬的富集能力。選取金銀花、桔梗兩種中藥材為研究對(duì)象，對(duì)不同生長(zhǎng)周期進(jìn)行測(cè)定，研究其不同部位對(duì)重金屬富集以及硒富集的特征和規(guī)律通過對(duì)金銀花與桔梗中重金屬(鉛、鎘、鉻、砷、汞、硒)含量的分析以及種植金銀花與桔梗前后土壤中重金屬(鉛、鎘、鉻、砷、汞、硒)含量的分析可知，盆栽前后土壤pH降低了0.3和0.2，這是由于植物生長(zhǎng)的過程中，植物根系分泌的小分子有機(jī)酸降低了土壤的pH值分析種植金銀花和桔梗前后土壤中鉛、鎘、鉻、砷、汞含量可知，與種植前相比，土壤中鉛、鎘、鉻、砷、汞含量分別降低了12.20%、4.00%、3.00%、10.14%、9.71%，從表上還可得出金銀花和桔梗能有效吸收土壤中的硒，通過分析金銀花和桔梗根、莖、葉中硒的含量發(fā)現(xiàn)，硒主要集中在金銀花與桔梗的葉部六.研究結(jié)果分析金銀花和桔梗前后土壤中鎘含量可知，種植前后土壤中鎘含量無顯著變化，并且在金銀花和桔梗的根莖葉中測(cè)出鎘含量極少這表明金銀花和桔梗對(duì)鎘沒有明顯的吸收效果通過種植前后土壤和重金屬含量的分析可知，金銀花與桔梗能有效吸收土壤中的硒，但對(duì)鎘的吸收較少同時(shí)大量研究表明，土壤中適量的硒含量能提高植物富硒能力，同