根际土壤微环境中锶赋存形态及其迁移转化机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    U1932103
  • 项目类别：
    联合基金项目
  • 资助金额：
    57.0万
  • 负责人：
    马玲玲
  • 依托单位：
    中国科学院高能物理研究所
  • 学科分类：
    A3201.北京正负电子对撞机
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The environmental behavior of stable strontium (Sr) species has become a hot topic with the increasing focus on the risk assessment of 90Sr radionuclide recently. Due to the limits of tranditonal analytical m Sr species ethod, there is still a lack of intensive study on the behaviour of Sr in rihizosphere soil microenvironment, which acts as an entrance from soil to plant. In this study, the species, migration and transformation of Sr species in rhizosphere microenvironment in arable soil in Jingjinji Region will be characterized using in situ synchrotron radiation-based techniques-XAFS and SR-XRF, and other analytical chemistry methods will be applied as well. The migration and transportation mechanism of Sr species on soil colloids interfaces will be studied and the response mechanism will be revealed on molecular scale. This project will provide scientific evidences for the control and remediation of contaminated soil by radionulides, and it is of great significance to ensure the safe production of crops.
随着对放射性核素90Sr危险评估的关注，稳定同位素锶(Sr)的环境行为成为近年的研究热点。根际土壤是污染物进入植物的门户，但由于传统分析手段的局限性，目前尚缺乏对此根际微环境中锶行为的深入研究。本项目拟充分发挥同步辐射技术原位检测的优越性，利用X射线吸收精细结构(XAFS)和X射线荧光(SR-XRF)并结合其他技术，对京津冀地区典型农田土壤微环境中锶赋存形态及分布特征进行原位解析，研究锶形态在胶体微界面上的迁移转化，从分子水平上初步阐明根际土壤锶的形态变化规律及其响应机制。本项目将有利于深入理解土壤中放射性锶的植物有效性问题，为调控修复放射性核素污染土壤提供科学依据，对保障农作物安全生产具有重要意义。

结项摘要

本项目利用X射线吸收精细结构(XAFS)并结合其他技术，对农田土壤微环境中锶赋存形态及分布特征进行原位解析，从分子水平上初步阐明根际土壤锶的形态变化规律及其响应机制。.根据土壤中含碳浓度的高低以及根系分泌物的分类配置不同的根系分泌物溶液。在90天的培养期内，水溶态锶的含量由3.00 mgkg-1左右下降到0.65 mgkg-1左右；有机结合态锶的含量随时间明显增加了2.90-3.12 mgkg-1左右；可交换态锶作为土壤中最活跃的赋存形态在培养前期有明显的波动，30天后含量出现明显的下降趋势；碳酸盐结合态锶的含量增加了3.5 mgkg-1左右；铁锰结合态锶在所有形态中占比很少，培养期间有一定的波动但幅度很小；残渣态锶是最稳定的形态含量稳定在100 mgkg-1-109 mgkg-1之间。研究发现，根系分泌物会影响锶的形态转化，进而影响锶的生物有效性；根系分泌物种类的多样性比含碳浓度的高低更易引起锶的稳定形态向活性态转化，起初所有对照组的生物有效性（RAC）均在中高风险以上，其中HC+HD组的活化效果最明显。随着时间延长，RAC逐渐降至30%以下风险降级为中等程度。提取田间土壤胶体和并用无机矿物蒙脱土和腐殖酸制备人工有机-无机复合胶体来进一步研究胶体对锶的吸附性能和环境因子影响。研究表明，人工复合体对锶的吸附量达到6.86 mgg-1，土壤胶体的最大吸附量为6.70 mgg-1。土壤胶体和复合体吸附锶都更符合二级动力学模型，倾向于化学吸附。pH对胶体吸附锶无显著影响，而离子强度、有机物浓度对吸附有明显的影响。土壤胶体主要有多糖C-O键，-COOH、-OH等有机碳官能团，去除有机质后土壤胶体对锶的吸附率降低了大约9.25%；而根系分泌物中含有大量的小分子有机酸，一定量的糖类、氨基酸等有机物。根据实验结果，我们推断根系微区中根系分泌物的存在会影响土壤胶体对锶的吸附及迁移。本项目将有利于深入理解土壤中放射性锶的植物有效性问题，为调控修复放射性核素污染土壤提供科学依据，对保障农作物安全生产具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
土壤中氯素的研究进展
  • DOI：
    10.19336/j.cnki.trtb.2020.02.31
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    土壤通报
  • 影响因子：
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  • 作者：
    张翠花;罗敏;邵阳;刘可心;霍青;权奇哲;徐殿斗;马玲玲;刘志明
  • 通讯作者：
    刘志明
人工放射性核素~(236)U的分析方法进展及其应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Acta Chimica Sinica
  • 影响因子：
    2.5
  • 作者：
    邵阳;杨国胜;张继龙;罗敏;马玲玲;徐殿斗
  • 通讯作者：
    徐殿斗
蒙脱土-腐殖酸复合体制备及其对锶的吸附性能研究
  • DOI：
    10.19674/j.cnki.issn1000-6923.20210425.012
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    中国环境科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘冰逸;罗敏;邵阳;郑楠;徐殿斗;刘志明;马玲玲
  • 通讯作者：
    马玲玲
土壤根际微区放射性核素迁移影响因素研究进展
  • DOI：
    10.13205/j.hjgc.202112034
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    环境工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘冰逸;罗敏;邵阳;郑楠;徐殿斗;马玲玲;刘志明
  • 通讯作者：
    刘志明
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通过顺序萃取和 XAFS 光谱法研究不同粒径级分中的 Pb 形态
  • DOI：
    10.1007/s11270-021-05368-w
  • 发表时间：
    2021-10
  • 期刊：
    Water air soil pollut
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Yang Shao;Yu-Nan Lu;Min Luo;Ke Yang;Guo-Hua Zhou;Chen Zhao;Hangxin Cheng;Di;ou Xu;Lingling Ma
  • 通讯作者：
    Lingling Ma

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其他文献

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  • 通讯作者：
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  • 发表时间：
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  • 作者：
    马玲玲;徐殿斗;成杭新;任雅阁;刘志明;刘应汉;刘飞;聂海峰;郑祥
  • 通讯作者：
    郑祥

其他文献

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
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技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
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AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
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          K --> L[研究结束]
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