叶片绒毛和气孔对冬小麦叶面吸收多环芳烃的影响*
2023-02-04王晋峰李嘉蔡军吴福勇
王晋峰,李嘉,蔡军,吴福勇**
(1. 山西农业大学生态环境产业技术研究院/土壤环境与养分资源山西省重点实验室 太原 030031;2. 西北农林科技大学资源环境学院/农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室 杨凌 712100)
多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是一类典型的持久性有机污染物,主要由于化石燃料等有机物质的不完全燃烧而产生。目前,PAHs 污染使大气、水体、土壤等环境介质面临着巨大挑战,已成为广泛关注的环境问题。由于化石燃料在能源消耗方面占主导性地位,在过去几十年中我国PAHs排放处于较高水平,是全球PAHs 年排放量最高的国家,占全球总排放量的21%[1]。因此,我国许多地区大气PAHs 污染非常严重,华北平原冬季大气PAHs浓度高达346 ng·m-3[2],比发达国家高出一个数量级[3-4]。此外,冬小麦(Triticum aestivem)作为我国主要的粮食作物,约70%的冬小麦种植于我国华北平原。在我国太原和天津市部分市售冬小麦籽粒中PAHs 浓度(162 μg·kg-1)比国外如西班牙加泰罗尼亚(27.9 μg·kg-1)高出一个数量级[5-7]。课题组前期的野外调查显示,我国陕西省西安市和河南省平顶山市部分燃煤电厂周边农田小麦籽粒也受到严重PAHs 污染,具有较高的癌症风险[8-9]。因此,深化对冬小麦PAHs 吸收机理的认识,对降低居民PAHs 暴露风险的农业安全生产具有重要的科学意义。
PAHs 不仅可通过植物叶面表皮或气孔吸收(叶面吸收)进入植物体内,也可通过植物根系从土壤或水中吸收并通过木质部转移到地上部组织(根系吸收)[10]。PAHs 叶面直接吸收被认为是空气污染影响作物的主要途径[11]。早期的研究表明,我国北方黄胡萝卜(Daucus carotasubsp.sativus)叶片中PAHs 主要来源于叶片对落尘中PAHs 的吸收[12]。以气相和颗粒相沉积到叶片角质层蜡质的PAHs 或通过气孔吸收进入植物体内[13]。PAHs 在植被中的富集除受化合物理化性质和环境条件的影响外,还受植物自身特性的影响[14]。基于室内模拟试验发现,冬小麦对PAHs 的叶面吸收存在明显的种内差异,主要取决于大气中PAHs 的浓度(模拟)及其理化性质[15]。此外,PAHs 的叶面吸收还取决于植物种类和叶特性包括比叶面积、表面叶毛、气孔密度等表皮结构[10,16]。本课题组过去的室内模拟也发现比叶面积和蜡质含量是冬小麦叶面吸收PAHs 的主要控制因素[17]。然而遗憾的是不同基因型冬小麦叶片表面微观结构(叶片表面绒毛、气孔)差异特征及其对PAHs 叶面吸收途径的影响机制尚不清楚,过去关于这些性质的研究也主要集中在面积较大树木叶片上,对于叶片较薄、叶面积较小的禾本科农作物冬小麦叶片微观构型对PAHs 的叶面吸收影响机制有待进一步研究。
北魏皇帝、宗室竞相学习的《杜氏春秋》,到北齐时已罕被提及。管见所及,仅有两处记载。皇建元年(560),“诏议二王三恪,〔魏〕收执王肃、杜预义,以元、司马氏为二王,通曹备三恪,诏诸礼学之官皆执郑玄五代之议”。所谓“杜预义”,是指《左传·襄公二十五年》“以备三恪”之杜注。如上所述,魏收早在北魏末年就已受到青齐学术的影响。又《旧唐书》卷七二《李百药传》:
基于以上问题,本研究是继过去研究的补充和完善,主要研究目的是:1)调查不同基因型冬小麦叶绒毛密度、绒毛长度、气孔密度、气孔面积的差异特征;2)以不同理化性质菲(phenanthrene,PHE)、蒽(anthracene,ANT)、芘(pyrene,PYR)、苯并[a]蒽(benzo[a]anthracene,BaA)和苯并[a]芘(benzo[a]pyrene,BaP)为代表,探索叶表面绒毛和气孔对小麦叶片PAHs 积累的影响及其机制。研究不仅可深化对PAHs 小麦叶面吸收机理的认识,而且可为污染区冬小麦品种的合理选择提供科学参考。
1 材料与方法
1.1 冬小麦幼苗培养
冬小麦种子购自陕西省杨凌区隆丰种子公司,使用3%的H2O2对种子表面灭菌30 min,用去离子水冲洗后,放入有潮湿滤纸的培养皿中,避光(25 ℃,24 h)催芽。在每盆装有2.5 kg 沙子(<2 mm)的塑料盆中种植20 粒催芽后的种子。出苗后间苗至12 株,并使麦苗穿过一个带孔铝箔,然后用凡士林涂抹在孔的边缘保证密闭。小麦每天浇水保持含水量的60%~80%,每周施用一次霍格兰营养液[18]。盆栽试验在温室中管理(28 ℃/23 ℃)。
1.2 室内模拟试验
本研究室内模拟试验参考课题组过去的方法[17],具体步骤如下:选择‘仓麦6005’(CM)、‘长武521’(CW)、‘焦麦266’(JM)、‘漯麦99-7’(LM)、‘小偃22’(XY)、‘郑麦7698’(ZHM)、‘中麦175’(ZM) 7 个冬小麦品种,采用纯度为99% (HPLC 级)的菲(PHE)、蒽(ANT)、芘(PYR)、苯并[a]蒽(BaA)和苯并[a]芘(BaP) 5 种PAHs 配置备用液。分别称取5 种标准PAHs 各0.25 mg 和1.25 mg,混合后溶解于1.0 mL 丙酮,并用蒸馏水定容到1000 mL,分别得到1.25 mg·L-1和6.00 mg·L-1的PAHs 混合液备用。含等量(0.1%)的丙酮溶液作为空白备用液(0 mg·L-1)。同一喷施浓度下每个小麦品种设置4 个重复,共计冬小麦84 盆。待小麦幼苗生长至三叶期,将一个装有100 mL 上述备用液的自动蒸汽加湿器(底部半径约9 cm,高度约20 cm)置于相同喷施处理小麦盆栽中央,并用密封的长方形有机玻璃罩覆盖于试验盆上,且与地面空隙用塑料膜填充,以确保密封。随后启动加湿器电源开关开始喷施,3 种浓度同时进行。雾化的备用液自下而上,并向周围扩散,确保喷施均匀。待备用液完全喷施完成,且雾状气体完全消失之后,立即移除有机玻璃罩。于每天上午9:00 喷施并且连续喷施20 d,1 周后收获小麦幼苗并用蒸馏水冲洗,洗净植物叶片表面落尘和残留药品。收集部分小麦第2 叶和第3 叶,将鲜叶保存于-80 ℃下用于绒毛和气孔的测定。其余叶片冷冻干燥后称重,并粉碎至过70 目钢筛,然后保存于-18 ℃用于PAHs 浓度测定。
1.3 叶片PAHs 浓度测定
称取2.0 g 植物样品在索氏提取器中提取至少18 h,溶剂为丙酮和二氯甲烷(1/3,v/v)[19]。使用旋转蒸发仪将所得提取液旋转浓缩到2 mL 左右,之后利用内径为1 cm 的玻璃层析柱净化(下层用备用硅胶填装15 cm,上层用备用无水硫酸钠填装1 cm,使用前用正己烷冲洗),并用60 mL 体积比为1∶1 的正己烷和二氯甲烷的混合溶液对层析柱进行洗脱。净化液和洗脱液混合后使用旋转蒸发仪旋转蒸发至干,甲醇溶解并定容至2 mL,然后通过0.22 μm 的有机滤膜,避光储存于棕色色谱进样瓶后待测。采用高效液相色谱法(HPLC)对样品PAHs 进行测定,流动相(甲醇和超纯水)流速为0.6 mL·min-1,柱温箱设定温度为40 ℃左右,采用梯度洗脱程序。质量控制及具体方法参考我们前期的研究[17]。
1.4 叶片绒毛和气孔的测定
不同植物对PAHs 的吸收与植物自身的生理状况和外界环境因素有关[24]。冬小麦叶片5 种PAHs及其总浓度均随暴露浓度的升高而呈现增加趋势,且同一暴露浓度下,叶片PAHs 总浓度在小麦品种间差异显著,我们过去的室内培养试验[15]也得到同样的结果。过去的研究发现,玉米(Zea mays)地上部直接从空气中吸收的PAHs 与暴露水平呈正比[25]。在未暴露PAHs 条件下,‘中麦175’叶片由于其较大的绒毛密度和长度(图1)表现出较高的PAHs 浓度(表1),这主要由于空气中原有的PAHs 被植物吸收。在3 种PAHs 暴露浓度下,‘仓麦6005’和‘长武521’叶片5 种PAHs 总浓度最低,这可能与其较小的气孔和绒毛密度、较短的绒毛有关(图1,图2)。而在中高浓度暴露下,‘郑麦7698’叶片5 种PAHs 总浓度显著高于其他小麦品种。这些结果也表明叶片PAHs浓度因小麦品种而表现出较大差异,这也与我们过去的研究结果一致[15]。也有研究表明,毛发增强了植物叶片对大气中颗粒物的清除和滞留能力[26]。
供给侧结构性改革的概念中具有“推进更新、促进结构调整”这一要点。而对于高职院校的师资队伍建设而言,更新和结构调整都属于队伍建设的要点。师资队伍建设需要以三个阶段为主,其一是确认建设方向,其二是践行建设方案,其三则是检验践行结果。其中,确认建设方向可以说是整个队伍建设的最核心步骤。而供给侧结构性改革所具有的调节性优势,可以高效判定某一方向中的有效性。例如当教育管理团队决定以某一新方案作为师资队伍征集的主要方案时,一旦该方案的推演进程不符合“资源利用最优化”这一要点,那么该方案便应不予通过。故可以推断,供给侧结构性改革实际上就是稳定建设方向有效性的重要手段,故其具有完全的应用必要性。
1.5 数据处理与分析
采用单因素方差分析比较不同基因型冬小麦叶片绒毛密度、绒毛长度、气孔密度、气孔面积及PAHs 浓度。使用SPSS 23.0 进行Pearson 相关分析,使用CANOCO 5.0 进行主成分分析(PCA)。本研究所有数据均基于干重(DW)。
2 结果与分析
2.1 不同冬小麦品种叶绒毛和气孔特征
推荐理由:本书介绍了中国改革开放发展成就,主要从改革路径、对外开放、宏观经济、区域发展、“三农”政策、扶贫脱贫、产业发展、科技引领、生态文明、人力资源、社会保障、收入分配这十二个方面讲述中国故事。中国改革开放促进发展与分享的成功故事,以及建立经济特区和试验区先行先试,继而实施区域发展战略,在中西部地区创造条件重演沿海地区发展奇迹的有益经验。
图1 不同基因型冬小麦正面和背面叶绒毛密度(a)和绒毛长度(b)Fig.1 Trichome density (a) and length (b) of leaf surfaces of different winter wheat varieties
与叶片绒毛相反,大部分冬小麦品种叶片正面气孔密度和气孔面积高于背面(图2)。从小麦品种来看,‘中麦175’(ZM,48.33 stomata·mm-2)叶片正面气孔密度显著(P<0.05)高于‘仓麦6005’(CM,34.86 stomata·mm-2)、‘长武521’(CW,31.60 stomata·mm-2)、‘小偃22’(XY,34.86 stomata·mm-2),其背面表现出显著最高的气孔密度(P<0.05)。‘长武521’(CW,1724μm2)、‘小偃22’(XY,1580 μm2)、‘郑麦7698’(ZHM,1583 μm2)叶片正面气孔面积显著(P<0.05)高于‘焦麦266’(JM,1160 μm2),且与CM、LM、ZM 无显著差异。‘中麦175’(ZW,1510 μm2)叶片背面气孔面积高于其他品种,且与CW 和CM 间差异显著(P<0.05)。
图2 不同基因型冬小麦正面和背面叶气孔密度(a)和气孔面积(b)Fig.2 Stomata density (a) and area (b) of leaf surfaces of different winter wheat varieties
2.2 不同品种冬小麦叶片PAHs 浓度
(1)能源强度 (EI)。能源强度通常用能源消费总量与地区生产总值的比值予以衡量,即单位GDP能耗 (吨标准煤/万元),在不同的核算方法下往往具有一定的差异性。为保证数据的一致性,本文对名义GDP进行平减处理。
如表1所示,本研究7个小麦品种叶片PHE、ANT、PYR、BaA、BaP 和5 种PAHs (Σ5PAHs)总浓度均随暴露浓度的升高而增加。在3 种暴露浓度下,‘仓麦6005’(CM)和‘长武521’(CW)叶片5 种PAHs(Σ5PAHs)总浓度最低。同一暴露浓度下,7 个小麦品种间叶片5 种PAHs 总浓度差异显著。在未喷施PAHs 处理下,‘中麦175’(ZM)叶片5 种PAHs 总浓度(274.10 μg·kg-1)远高于其他小麦品种。而在1.25 mg·L-1和6.00 mg·L-1的暴露浓度下,‘郑麦7698’(ZHM)叶片5种PAHs总浓度(1316.37 μg·kg-1和5365.91 μg·kg-1)最高。在对照处理冬小麦叶片中仅检测到PHE、ANT 两种PAHs。此外,在6.00 mg·L-1的暴露浓度下小麦叶片PAHs 浓度随着环数和分子量的增大而降低。叶片中PHE、ANT、PYR、BaA、BaP 浓度均在7 个小麦品种间差异显著(P<0.05)。
表1 不同多环芳烃(PAHs)暴露浓度下不同品种冬小麦叶片各类PAHs 浓度Table 1 Concentrations of five selected polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in leaf of diferent winter wheat varieties when spraying 0,1.25 or 6.00 mg·L-1 Σ5PAHsμg·kg-1
2.3 叶片绒毛和气孔对冬小麦叶片PAHs 吸收的影响
不同种类植物对PAHs 的吸收与叶片表面结构有关。本研究相关分析表明,叶片正面绒毛密度(r=0.507,P<0.01)和长度(r=0.454,P<0.05)与PHE 浓度呈现显著正相关关系,而与其他4 种PAHs 浓度相关性较弱(表2)。与此同时,冬小麦叶片Σ5PAHs 浓度与叶片正面绒毛密度(r=0.523,P<0.01)和绒毛长度(r=0.470,P<0.05)也呈现显著正相关关系,这一结果可能主要由于较高的PHE 浓度所致(表1)。此外,冬小麦叶片正面气孔密度与叶片PHE (r=0.429,P<0.05)和Σ5PAHs (r=0.419,P<0.05)浓度呈显著正相关关系,而冬小麦叶片背面气孔面积与叶片BaA 浓度呈显著负相关关系(r=-0.436,P<0.05)。
表2 叶片绒毛密度、绒毛长度、气孔密度、气孔面积与冬小麦叶片多环芳烃(PAHs)浓度的相关性Table 2 Correlation coefficients between trichome density,trichome length,stomatal density,stomatal area and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) concentration in leaf of winter wheat (n=28)
2.4 不同品种冬小麦叶片性质与PAHs 浓度的关系
从表1可以看出,双氧水脱硫技术可以适应较高烟温、较大气量、不同二氧化硫浓度的烟气治理,具有流程简单、脱硫效率高、运行费用低,可以减少二次污染等优点。因此本文主要探索双氧水脱硫在电解铝烟气治理用的应用。
图3 冬小麦叶片多环芳烃(PAHs)浓度和叶片绒毛、气孔参数的主成分分析Fig.3 PCA for variable leaf surface structure indexes and leaf polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) concentration of winter wheat
3 讨论
自然界中植物为适应不断变化的生存环境,在进化过程中会随之改变自身的形态。叶片作为植物暴露在环境中面积最大的器官,为适应各类环境胁迫而呈现出不同的形态。叶片绒毛和气孔作为叶片主要的功能器官,其中叶片毛状体不仅可以防止水分过度散失、减少水分蒸腾,对植物起保护作用[21];而且对大气环境污染物起着一定的屏障作用,但也因此为污染物在植物体的富集提供了前提条件。叶片气孔作为植物与大气进行物质交换的门户,同时也为环境污染物进入植物体提供了通道。因此,不同植物叶片绒毛和气孔分布特征有着明显差异,同一作物不同品种间叶片绒毛分布状况有着明显差异。本研究中7 个小麦品种叶片绒毛长度和密度存在较大差异,其中大多数冬小麦品种叶片背面比正面展现了较大的绒毛密度和绒毛长度(图1),这一现象与过去的研究结果[22]一致。这也表明同一叶片两面绒毛分布及长度也有着明显差异。此外,大部分冬小麦品种叶片正面气孔分布比背面更稠密,这也可能是由于水分和光照胁迫导致的。前人的研究也表明,气孔在叶片上的分布很大程度上与自身遗传物质有关,但也会受多种环境因素如温度、光照、水分以及二氧化碳浓度等的影响[23]。
采用主成分分析(PCA)对冬小麦叶片结构指标和PAHs 浓度等变量进行降维,选取特征值大于1 和因子荷载大于0.6 的变量作为主要影响变量。本研究用选择解释率较高的两个主要成分作为主要变量,其积累方差贡献率解释了总变量的64.2%,可准确地反映原始信息(图3)。第1 主成分(PC1)解释了总变量的52.0%,其较高荷载的变量包括:叶正面绒毛密度、背面绒毛密度、正面绒毛长度、背面绒毛长度、背面气孔密度。从成分矩阵的因子得分可以看出,叶片正面和背面绒毛密度得分最高。第2 主成分(PC2)的方差贡献率为总变量的12.2%。其中叶片正面气孔面积展示了较高的荷载。冬小麦叶绒毛密度、叶片正面气孔面积是小麦叶面吸收PAHs 的主要限制因子,尤其像叶片两面的绒毛密度。
叶片绒毛和气孔通过扫描电镜(SEM)结合图片处理软件Photoshop CS6 进行测量。冬小麦第2 叶和第3 叶的正面和背面用于测定绒毛和气孔,叶片样品前处理参照过去的研究方法[20],具体步骤如下:用直径为0.8 cm 的打孔器从叶片中部取叶圆片,避免中间肋骨区域,使表面相对平坦。叶样本用戊二醛(4%v/v)在室温下固定2 h,然后用0.1 mol·L-1的新鲜磷酸盐缓冲剂洗涤,再用系列浓度梯度的酒精(30%、50%、70%、80%、90%,v/v)逐级脱水,每次15 min。无水丙酮(提前2 d 加无水氯化钙)脱水3 次,每次15 min,然后用醋酸异戊酯交换两次,每次15 min。最后用超临界二氧化碳(Quorum K850,UK)干燥,干燥后的样品呈平直状,用双面胶把样品粘贴于干净的样品台上。在氩气气氛下,使用溅射镀膜器(E-1030,Hitachi,Japan)真空喷镀30 s,确保铂层完全覆盖角质层蜡的微观结构。
整体看来,大多数冬小麦品种叶片背面比正面展现了较大的绒毛密度和绒毛长度(图1)。从小麦品种来看,‘中麦175’(ZM)的叶片正面和背面绒毛密度(27.60 tomenta·mm-2,33.46 tomenta·mm-2)和长度(82.50μm,107.0μm)均显著(P<0.05)高于其他小麦品种,而‘长武521’的叶片正面绒毛密度(CW,6.04tomenta·mm-2)远低于其他小麦品种。此外,‘沧麦6005’(CM,17.20tomenta·mm-2)、‘漯麦99-7’(LM,17.48tomenta·mm-2)、‘小偃22’(XY,18.94tomenta·mm-2)、‘郑麦7698’(ZHM,21.84tomenta·mm-2)4个小麦品种的叶片正面绒毛密度无显著差异,且‘长武521’(CW,18.13tomenta·mm-2)、‘仓麦6005’(CM,19.52tomenta·mm-2)、‘漯麦99-7’(LM,20.13tomenta·mm-2)、‘小偃22’(XY,20.45tomenta·mm-2)、‘郑麦7698’(ZHM,22.48tomenta·mm-2)5个小麦品种叶背面绒毛密度之间无显著差异。‘仓麦6005’(CM,43.50μm)、‘长武521’(CW,39.67μm)、‘漯麦99-7’(LM,47.17μm)3个小麦品种叶片正面绒毛长度无显著差异,且均显著(P<0.05)低于‘焦麦266’(JM,67.50μm)、‘小偃22’(XY,61.33μm)、‘郑麦7698’(ZHM,67.33μm)和‘中麦175’(ZM,82.50μm)。叶片背面绒毛长度在‘仓麦6005’(CM,70.50μm)、‘长武521’(CW,66.17μm)、‘漯麦99-7’(LM,82.00μm)、‘小偃22’(XY,84.33μm)、‘郑麦7698’(ZHM,85.33μm)5个小麦品种之间无显著差异。
将处理好的叶片样品置于电镜扫描仪(S-3400N03040338,Hitachi,Japan)载物台上放大150 倍进行观测,将扫描图片在Photoshop CS6 软件选择叶片中心0.6 mm×0.8 mm 的区域进行观测,通过计数来记录绒毛和气孔密度,并随机选取4 个叶片,测量叶片的绒毛长度和气孔面积。
植物叶片对PAHs 的吸收和转移与PAHs 本身的理化性质有关,如环数、分子量、水溶解度、辛醇-水分配系数、辛醇-气分配系数、形态(气态/颗粒态)、亨利系数等[24]。气态的PAHs 容易在叶片角质层扩散而被吸收,而大部分颗粒态PAHs 只是嵌入到角质层,极易被脱附[16]。本研究中对照处理冬小麦叶片中仅检测到PHE、ANT 两种PAHs,少量的PHE、ANT 可能来源于大气或培养基质。此外,在高浓度PAHs 暴露下小麦叶片PAHs 浓度随着环数和分子量的增大而降低。我们过去的野外调查也发现,在返青期、扬花期、成熟期冬小麦叶中PAHs 浓度随环数的增大而呈现降低趋势[17],虽然PHE 和ANT 均含有3 个苯环,但PHE 浓度比ANT 浓度高4.0~31.8 倍。也有研究发现香樟(Cinnamomum camphora)、广玉兰(Magnolia grandiflora)、桂花(Osmanthus fragrans)、红花檵木(Redrlowered loropetalum)叶片中PHE 浓度是ANT 的17.9~22.6 倍[27]。这表明PAHs 的理化性质[环数、分子量、溶解性、辛醇水分分配系数(Kow)、辛醇空气分配系数(Koa)]也是影响叶面吸收的主要因素[28]。此外,叶片中PHE、ANT、PYR、BaA、BaP 浓度均在7 个小麦品种间差异显著,表明冬小麦叶片对具有不同理化性质PAHs 的吸收存在明显的种间差异[15]。
不同种类植物对PAHs 的吸收因叶片性质存在差异,如形态、叶面积、角质层、叶片数量、气孔大小及密度、叶毛长度与密度、疏水性等[29-30]。冬小麦叶片5 种PAHs 总浓度与叶片正面绒毛密度和绒毛长度较强的相关性可能是由于叶片较高的PHE浓度导致(表1)。叶片正面绒毛密度和绒毛长度与PHE 浓度呈现显著正相关关系,而与其他4 种PAHs的相关性较弱,可能由于PHE 较高的挥发性和较低的分子量易附着于植物叶片表面,进而被叶片吸收富集。同时也说明叶片正面绒毛分布越稠密且越长,叶片对PHE 吸收能力越强。过去的研究[31]也发现,有绒毛的叶片比无绒毛的叶片表面积更大,边界层更大,因此是影响植物吸收化学物质的重要因素。也有研究发现,与叶片正面相比,冬青栎(Quercus ilex)叶片背面绒毛对PAHs 的吸附和吸收有明显的影响[32]。但我们的研究结果并未发现冬小麦叶片背面绒毛对PAHs 浓度有明显影响,这可能是由于植物种类差异导致的。与叶片绒毛相似,冬小麦叶片正面气孔密度与叶片PHE 和总PAHs 浓度较强的相关性也由PHE 决定,这也表明叶片正面气孔分布越密集,其对PHE 吸收能力越强,这可能由于PHE 相比于其他PAHs 较低的分子量和较高的挥发性,易以气态通过叶片气孔通道直接进入叶片内部组织。过去的研究也发现,植物叶片气孔吸收途径一般只对空气中气态的化学物质有显著影响[33],而气孔的丰度和分布会影响这些物质的吸收进程[16]。此外,冬小麦叶片背面气孔面积与BaA 浓度呈显著负相关关系,这也可能是由于气孔面积较大的叶片角质层渗透能力较高,大部分脂溶性较强的PAHs 通过蜡质层渗透进入叶片。在角质层渗透性很强的植物叶片中,气孔吸收的贡献微不足道[34]。另外有研究也发现,植物叶子两面的绒毛能够有效地捕获大气及颗粒物中的PAHs[16]。我们通过主成分分析也进一步证实了冬小麦叶绒毛密度、正面气孔密度是影响小麦叶面吸收PAHs 的关键驱动因素,尤其像叶片两面的绒毛密度,这也与上述相关性分析的结果一致(表2)。这些结果不仅完善了有机污染物的叶面吸收理论,也为我们在污染区冬小麦品种选择提供了科学参考。
4 结论
1)与叶片正面相比,大多数冬小麦品种叶片背面绒毛更长且分布更稠密,而气孔面积较小且分布较稀疏。在7 个冬小麦品种中‘中麦175’叶片两面绒毛最长、分布最稠密,其叶片两面气孔分布也最稠密;‘长武521’叶两面绒毛最短、分布最稀疏,且叶片两面气孔分布也最稀疏。
采动应力对巷道底板的变形量影响很大,五阳矿76采区2号专用回风巷在相邻工作面开采超前支承应力的作用下,巷道底板载荷急剧增加。取巷道宽度b=5.0 m,埋深H=560 m,P为1.5γH,得出五阳采区2号专用回风巷底鼓破坏满足上述条件④,说明其底板会发生如图5d所示的破坏形式,即全断面挤压流动底鼓。
2)冬小麦叶片正面绒毛密度、绒毛长度、气孔面积均可影响叶片PAHs 的吸收,且叶片正面绒毛密度是影响叶片PAHs 累积的关键因子。因此,选择绒毛分布较稀疏的冬小麦品种可降低污染区冬小麦PAHs 的人体健康风险。