全氟有机化合物对陆生植物的生物毒性及其互作机制

书是在笔者博士后的研究工作以及所指导的硕士研究生的工作基础上加以充实和整理完成的，目的是总结之前的工作，以期国内同行对笔者给以批评和指正。 
全氟有机化合物（PFCs）是一类新污染物，具有典型的“三致”效应，目前各国已经对全氟辛烷磺酸（PFOS）和全氟辛酸（PFOA）等长链PFCs禁止或限制生产和使用。但PFCs的长期使用已导致其污染具有全球性。由于PFCs化学结构的稳定性，其在环境介质中的存在具有持久性。现有研究已表明土壤是PFCs存在的一个主要的“汇”，而植物作为食物链的起始和重要组成部分，对土壤中有机污染物的迁移和食物链传递起着至关重要的作用。为了解PFCs对植物的潜在生态风险，本书对典型 PFCs作用于陆生植物的生物毒性及其互作影响进行了研究。本书共分七章，章介绍了PFCs的理化性质与毒性、环境污染与暴露水平，在不同环境介质中的迁移转化行为，并概述其与植物的可能相互作用关系。第二章介绍了PFOS和PFOA两种典型PFCs对植物幼苗生长的生态毒性影响，从第三章起以小麦为模式植物系统介绍了PFCs和植物之间的互作影响，主要包括PFCs对小麦的植物毒性作用、小麦对PFCs的吸收和吸附研究。本书的研究对于想了解新污染物PFCs和陆生植物相互关系的读者来说有一定的参考价值。 
本书的章到第四章及第七章由曲宝成撰写，第五、六章由赵洪霞、关月撰写。本书的撰写得到了大连海洋大学“设施渔业” 重点实验室的资助，并得到了大连海洋大学刘鹰教授、大连理工大学周集体教授的大力支持和帮助，在此一并表示感谢。 
由于编著者水平和经验有限，书中不足之处不可避免，再次敬请广大读者不吝指正。 

曲宝成 　　 
2022年5月

本书着眼于全氟有机化合物（PFCs）这一新污染物的土壤污染现状，对PFCs作用于植物的潜在生态风险进行了研究，着重介绍了典型 PFCs对陆生植物的生物毒性及其互作影响。主要包括典型 PFCs对小麦的植物毒性影响，小麦对PFCs的吸附、吸收及吸收动力学研究，典型环境因子对小麦吸收PFCs的影响。本书可供相关专业的科研人员、技术人员使用，还可作为高等院校环境工程及环境科学专业的本科生、研究生阅读和参考。

本书着眼于全氟有机化合物（PFCs）这一新污染物的土壤污染现状，对PFCs作用于植物的潜在生态风险进行了研究，着重介绍了典型 PFCs对陆生植物的生物毒性及其互作影响。主要包括典型 PFCs对小麦的植物毒性影响，小麦对PFCs的吸附、吸收及吸收动力学研究，典型环境因子对小麦吸收PFCs的影响。本书可供相关专业的科研人员、技术人员使用，还可作为高等院校环境工程及环境科学专业的本科生、研究生阅读和参考。

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第1章　典型全氟有机化合物的环境效应概述  001 
1.1　全氟有机化合物的物理化学性质及应用 002 
1.1.1　概述 002 
1.1.2　全氟化合物的结构、性质和来源 002 
1.2　PFCs的环境污染与暴露水平 004 
1.2.1　水体中PFCs的污染特征 005 
1.2.2　大气中PFCs的浓度水平 007 
1.2.3　沉积物及污泥中PFCs的浓度水平 008 
1.2.4　野生动物体内PFCs的浓度水平 010 
1.2.5　人体中PFCs的浓度水平 012 
1.3　PFCs在环境中的迁移转化行为 015 
1.3.1　大气环境中的转运转化过程 015 
1.3.2　水环境中的迁移转化过程 016 
1.3.3　污水污泥中的转运转化过程 016 
1.3.4　生物富集、代谢转化与降解过程 017 
1.4　PFCs的毒性 020 
1.4.1　概述 020 
1.4.2　急性毒性 020 
1.4.3　肝脏毒性 021 
1.4.4　神经毒性 021 
1.4.5　心血管毒性 022 
1.4.6　胚胎发育与生殖毒性 022 
1.4.7　遗传毒性与致癌性 023 
1.4.8　免疫毒性 023 
1.4.9　甲状腺毒性 024 
1.5　PFCs和植物的关系 024 
1.5.1　概述 024 
1.5.2　植物对有机污染物的直接吸收作用 024 
1.5.3　根部吸收有机污染物的影响因素 025 
1.5.4　PFCs和陆生植物的关系 028 
参考文献 029 

第2章　PFOS和PFOA对植物幼苗生长的生态毒性研究  039 
2.1　引言 040 
2.2　材料与方法 041 
2.2.1　植物 041 
2.2.2　试剂 041 
2.2.3　土壤及其理化性质 041 
2.2.4　植物毒性试验 043 
2.2.5　数据分析 044 
2.3　结果与讨论 045 
2.3.1　溶液培养下PFOS和PFOA对植物萌发的影响 045 
2.3.2　不同土壤条件下PFOS和PFOA对植物萌发的影响 047 
2.3.3　PFOS和PFOA暴露下的毒性阈值和土壤性质的相关关系 050 
2.4　结论 052 
参考文献 053 

第3章　PFOS和PFOA对小麦的植物毒性影响研究  054 
3.1　引言 055 
3.2　材料和方法 055 
3.2.1　材料 055 
3.2.2　植物培养和处理 056 
3.2.3　叶绿素测定 056 
3.2.4　可溶性蛋白的测定和酶活分析 056 
3.2.5　根细胞渗透性的测定 057 
3.2.6　统计分析 057 
3.3　结果与讨论 057 
3.3.1　PFOS对小麦的植物毒性影响 057 
3.3.2　PFOA对小麦的植物毒性影响 064 
3.4　结论 069 
参考文献 070 

第4章　溶液培养条件下小麦对PFOS和PFOA的吸收和吸附研究  073 
4.1　引言 074 
4.2　材料和方法 074 
4.2.1　试剂材料及溶液配制 074 
4.2.2　植物培养 075 
4.2.3　吸附试验 076 
4.2.4　吸收试验 076 
4.2.5　PFOS和PFOA的HPLC/MS/MS分析 077 
4.2.6　数据分析 078 
4.3　结果与讨论 079 
4.3.1　小麦对PFOS和PFOA的吸附 079 
4.3.2　小麦对PFOS和PFOA的吸收 082 
4.4　结论 083 
参考文献 083 

第5章　小麦对PFCs的吸收动力学研究  086 
5.1　引言 087 
5.2　实验材料与方法 087 
5.2.1　实验材料 087 
5.2.2　实验试剂 088 
5.2.3　仪器 088 
5.2.4　溶液的配制 089 
5.2.5　样品前处理方法 090 
5.2.6　检测方法 090 
5.2.7　暴露实验 092 
5.2.8　质量保证与质量控制 093 
5.3　结果与讨论 094 
5.3.1　标线绘制 094 
5.3.2　吸收平衡及吸收量 094 
5.3.3　动力学吸收曲线 097 
5.4　小结 098 
参考文献 099 

第6章　典型环境因子对小麦吸收全氟化合物的影响  100 
6.1　引言 101 
6.2　实验与方法 101 
6.2.1　实验材料和试剂 101 
6.2.2　实验仪器 102 
6.2.3　暴露实验 102 
6.3　结果与讨论 103 
6.3.1　不同浓度PFCs对小麦吸收的影响 103 
6.3.2　pH对小麦吸收PFCs的影响 107 
6.3.3　盐度对小麦吸收PFCs的影响 110 
6.3.4　温度对小麦吸收PFCs的影响 114 
6.4　小结 118 
参考文献 119 

第7章　结论与展望  121 
7.1　主要结论 122 
7.2　展望 123 

本书着眼于全氟有机化合物（PFCs）这一新污染物的土壤污染现状，对PFCs作用于植物的潜在生态风险进行了研究，着重介绍了典型 PFCs对陆生植物的生物毒性及其互作影响。主要包括典型 PFCs对小麦的植物毒性影响，小麦对PFCs的吸附、吸收及吸收动力学研究，典型环境因子对小麦吸收PFCs的影响。本书可供相关专业的科研人员、技术人员使用，还可作为高等院校环境工程及环境科学专业的本科生、研究生阅读和参考。

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