CN103969261A

CN103969261A - 一种草原植物含硫量的测定方法

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Publication number: CN103969261A
Application number: CN201410204417.XA
Authority: CN
Inventors: 李素英; 武晓霞; 王冉; 任丽娟; 赵园园; 樊强
Original assignee: Inner Mongolia University of Technology
Current assignee: Inner Mongolia University of Technology
Priority date: 2014-05-12
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2014-08-06

Abstract

本发明涉及一种草原植物含硫量的测定方法，该具体过程为：步骤a，采集草原植物样品；步骤b，样品处理；步骤b1，清洗；步骤b2，干燥；步骤b3，研磨；步骤b4，粉碎；步骤c，植物含硫量的测定；选用“酸性湿消化-硫酸钡比浊法”测定，将植物样品在催化剂和氧化剂的作用下，有机硫被氧化，植物中的硫全部转化为硫酸盐形式；再加入定量的酸和起浊剂，生成硫酸钡悬浮液，于440nm波长处进行比浊测定；步骤d，根据上述植物的含硫量测定结果进行分析。本发明植物含硫量的测定方法，能够对优势物/亚优势种中的植物整体含硫量状况进行测定。

Description

一种草原植物含硫量的测定方法

技术领域

本发明涉及植物检测领域，尤其涉及一种草原植物含硫量的测定方法。

背景技术

SO₂成为露天煤矿生产排放的主要污染物之一，SO₂进入大气，或降落到地面影响土壤的性质，进而对植物产生直接或间接作用。SO₂污染形成一个全新的生存环境，抗性低的敏感种逐渐消失，而抗性物种生存下来并继续进化，这种污染胁迫将改变生物群落的物种组成。一般来说，不同植物对二氧化硫的敏感性差异很大，常表现出，阔叶树比针叶树，常绿阔叶树比落叶阔叶树，木本植物比草本植物抗性强，于是，污染敏感的物种消失，使污染区的生物多样性发生改变。许多植物的大气污染敏感度要比人强，而且植物种类繁多、分布广泛，因此可以就地取材，利用植物来监测一个地区受污染的累积量和污染的历史。在这种理念下，植物用来监测大气二氧化硫的污染，已经取得了大量的研究成果。

在环境污染研究中，利用植物监测空气污染的方法主要有：(1)地衣作为生物监测器；(2)种的丰富度和多样性；(3)叶片含硫量值；(4)树木年轮分析法。

植物生活在被SO₂污染的环境中，当浓度不超过其生理极限浓度而致叶片中毒坏死时，它会通过叶片的气孔或者植物根系吸收一定数量的SO₂，吸收量的大小则因物种不同而具有明显差异。但现有技术中，偏重于对植物叶片含硫量进行测定，而不能对植物的整体含硫量状况进行测定。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种草原植物含硫量的测定方法，用以克服上述技术缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种草原植物含硫量的测定方法，该具体过程为：

步骤a，采集草原植物样品；根据预设的测定区域，选取适当的采样点和参照点，在每个测定区域内选取优势种/亚种、常见种；

步骤b，样品处理；

步骤b1，清洗；先用自来水洗2～3次，去除植物尘埃及附着物，再用去离子水或蒸馏水冲洗2次，植物清洗后用干净纱布轻轻吸干水份或晾干；

步骤b2，干燥；用鼓风干燥箱尽快烘干植物样品，先将鲜样在70℃烘2h，然后降温至60℃继续干燥直至恒重为止，时间大约24h；

步骤b3，研磨；叶柄及粗大的叶脉在研磨前预先剔除，将烘干的植物样品用研钵碾碎，过60目筛孔；

步骤b4，粉碎；过筛后的植物应充分混合均匀，然后用四分法取20～30g左右的分析样品，放入聚乙烯瓶中，再置于干燥器内或冰箱内保存；

步骤c，植物含硫量的测定；

选用“酸性湿消化-硫酸钡比浊法”测定，将植物样品在催化剂和氧化剂的作用下，有机硫被氧化，植物中的硫全部转化为硫酸盐形式；再加入定量的酸和起浊剂，生成硫酸钡悬浮液，于440nm波长处进行比浊测定；

步骤d，根据上述植物的含硫量测定结果进行分析。

进一步，在上述步骤a中，优势种，主要包括芨芨草、大针茅；常见种，包括盐生草、阿氏旋花、虎尾草。

进一步，在上述步骤b中，在夏季，一般是上午采样，中午预处理，或下午采样，当天预处理，不放置过夜；样品数过多当天难以处理完时，冷藏于冰箱中。

进一步，在上述步骤b1中，清洗过程中注意既要使植物干净，又不能用力揉搓，防止叶片损伤破裂；清洗操作宜快速进行，时间过长会造成某些成分的损失；清洗时发现不符合要求的叶片，应予剔除。

进一步，在上述步骤c中，

根据所测得的光密度值，参考标准曲线相应的硫含量，按下列公式，计算含硫量：

总硫量(mg/g)＝(Eo×Vo)/(V×W)

式中，Eo-标准曲线查得相应硫含量，mg；

Vo-定容后消化液的总体积，mL；

V-比浊测定时用的消化液体积，mL；

W-分析用的样品质量，g。

进一步，在上述步骤d中，在对矿区植物含硫量分析时，用污染区植物叶片含硫量减去相对清洁区同种植物的叶片含硫量，得到该植物的相对吸硫量，然后再行比较。

与现有技术相比较本发明的有益效果在于：本发明植物含硫量的测定方法，能够对优势物/亚优势种中的植物整体含硫量状况进行测定。选用“酸性湿消化-硫酸钡比浊法”进行结果测定与分析，操作简便，试剂、设备易购，适合大批样品的分析。

附图说明

图1为本发明草原植物含硫量的测定方法的流程图；

图2为本发明不同样地植物的平均含硫量；

图3为本发明芨芨草含硫量的距离变化示意图；

图4为芨芨草与土壤含硫量的示意图；

图5为芨芨草与大气二氧化硫浓度的示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

本发明草原植物含硫量的测定方法的具体过程为：

步骤a，采集草原植物样品；

根据预设的测定区域，选取适当的采样点和参照点，在每个测定区域内选取优势物/亚种；优势种，主要包括芨芨草、大针茅；常见种，包括盐生草、阿氏旋花、虎尾草。采集长势相差不大的植物，放入采样袋，进行编号、登记。

步骤b，样品处理；

在夏季，一般是上午采样，中午预处理，或下午采样，当天预处理，不放置过夜。如果样品数过多当天难以处理完时，冷藏于冰箱中。

步骤b1，清洗；先用自来水洗2～3次，去除植物尘埃及附着物，再用去离子水或蒸馏水冲洗2次，植物清洗后用干净纱布轻轻吸干水份或晾干。清洗过程中注意既要使植物干净，又不能用力揉搓，防止叶片损伤破裂；清洗操作宜快速进行，时间过长会造成某些成分的损失。清洗时发现不符合要求的叶片，应予剔除。

步骤b2，干燥；用鼓风干燥箱尽快烘干植物样品，先将鲜样在70℃烘2h，然后降温至60℃继续干燥直至恒重为止，时间大约24h。

步骤b3，研磨；叶柄及粗大的叶脉在研磨前预先剔除，将烘干的植物样品用研钵碾碎，过60目筛孔。

步骤b4，粉碎；过筛后的植物应充分混合均匀，然后用四分法取20～30g左右的分析样品，放入聚乙烯瓶中，再置于干燥器内或冰箱内保存。

步骤c，植物含硫量的测定；

本发明植物含硫量的测定选用“酸性湿消化-硫酸钡比浊法”，原理是植物样品在催化剂和氧化剂的作用下，有机硫被氧化，植物中的硫全部转化为硫酸盐形式；再加入定量的酸和起浊剂，生成硫酸钡悬浮液，于440nm波长处进行比浊测定。

在一定浓度范围内，形成的浊度与样品中的硫酸根浓度成正比。该方法特点：操作简便，试剂、设备易购，适合大批样品的分析。回收率93.3％～104.7％，相对偏差0.1％～3.7％。最低检出限，以0.01A光密度计读数，可估算检出样品中硫的最低含量为0.01％。

根据所测得的光密度值，参考标准曲线相应的硫含量，按下列公式(1)，计算含硫量：

总硫量(mg/g)＝(Eo×Vo)/(V×W) (1)

式中，Eo-标准曲线查得相应硫含量，mg；

Vo-定容后消化液的总体积，mL；

V-比浊测定时用的消化液体积，mL；

W-分析用的样品质量，g。

步骤d，根据上述植物的含硫量测定结果进行分析。

(1)矿区植物含硫量分析：本发明用污染区植物叶片含硫量减去相对清洁区同种植物的叶片含硫量，得到该植物的相对吸硫量，然后再行比较；

本发明采集的植物分为两大类，分别为优/亚优势种、常见种，优势种主要包括芨芨草、针茅类植物，常见种包括盐生草、阿氏旋花、虎尾草。通过测定植物叶片含硫量，得到优势种的平均含硫量为0.38mg/g，常见种的平均含硫量为3.24mg/g。

请参阅图2所示，其为本发明不同样地植物的平均含硫量；结果表明，盐生草叶片平均含硫量最高，阿氏旋花次之，而大针茅叶片平均含硫量最小。不同物种的含硫量差异显著，与植物生物学的特性有关。盐生草、虎尾草、阿氏旋花具有丰富的毛状体，吸附含有硫化物的降尘量多，或与叶量较大、气孔开度等因素有关，造成了这些植物含硫量较大。而芨芨草、针茅的叶片含硫量较小，由于大针茅的叶片形状为叶鞘粗糙、叶舌披针形，芨芨草叶片干枯粗糙，导致吸附含硫物质比较小。可见，不同植物对SO₂的吸收能力不同，盐生草的吸硫能力最高，大针茅的吸硫能力最小。

植物通过其叶片上的气孔和植物根系，将污染物吸收入体内，在体内通过氧化还原过程进行中和而成无毒物质(即降解作用)、或通过根系排出体外、或积累贮藏于某一器官内。植物对大气污染物的这种吸收、降解和积累、排出，实际上起到了对大气污染的净化作用。不同植物种类，生态功能上的差异，使其环境保护功能有显著的不同。通过比较不同植物吸收污染物质的能力，可以选择出抗性强和吸收净化能力强的绿化植物，建立不同类型的人工绿化生态工程体系，可有效地改善生态环境。

(2)不同采样点的芨芨草含硫量；

由于芨芨草为优势种，所以以芨芨草为例进行分析。为了弄清不同采样点芨芨草含硫量的变化规律，本发明以距离为X轴，芨芨草含硫量为Y轴，对10个含有芨芨草的采样点进行线性拟合。

请参阅图3所示，其为本发明芨芨草叶片含硫量的距离变化示意图；结果表明，芨芨草含硫量与矿区的距离呈现出负关系，即随着距离的增加，芨芨草的含硫量呈下降的趋势，但是相关性不是很显著。

(3)植物含硫量与大气二氧化硫浓度、土壤含硫量的相关性；由于芨芨草为草原常见种，所以本文以芨芨草为样品进行试验分析。

请参阅图4和5所示，其为芨芨草与大气二氧化硫浓度以及芨芨草与土壤含硫量的示意图；结果表明，芨芨草含硫量与其生境中的大气含硫量、土壤含硫量均呈现正相关，即随着大气、土壤介质中硫浓度的增加，芨芨草的含硫量呈上升的趋势，由此可见，露天煤矿大气、土壤介质中的含硫量能够影响草原植物体的含硫量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种草原植物含硫量的测定方法，其特征在于，该具体过程为：

步骤b，样品处理；

步骤c，植物含硫量的测定；

步骤d，根据上述植物的含硫量测定结果进行分析。

2.根据权利要求1所述的草原植物含硫量的测定方法，其特征在于，在上述步骤a中，优势种，主要包括芨芨草、大针茅；常见种，包括盐生草、阿氏旋花、虎尾草。

3.根据权利要求1所述的草原植物含硫量的测定方法，其特征在于，在上述步骤b中，在夏季，一般是上午采样，中午预处理，或下午采样，当天预处理，不放置过夜；样品数过多当天难以处理完时，冷藏于冰箱中。

4.根据权利要求3所述的草原植物含硫量的测定方法，其特征在于，在上述步骤b1中，清洗过程中注意既要使植物干净，又不能用力揉搓，防止叶片损伤破裂；清洗操作宜快速进行，时间过长会造成某些成分的损失；清洗时发现不符合要求的叶片，应予剔除。

5.根据权利要求1所述的草原植物含硫量的测定方法，其特征在于，在上述步骤c中，

总硫量(mg/g)＝(Eo×Vo)/(V×W)

式中，Eo-标准曲线查得相应硫含量，mg；

Vo-定容后消化液的总体积，mL；

V-比浊测定时用的消化液体积，mL；

W-分析用的样品质量，g。

6.根据权利要求5所述的草原植物含硫量的测定方法，其特征在于，在上述步骤d中，在对矿区植物含硫量分析时，用污染区植物叶片含硫量减去相对清洁区同种植物的叶片含硫量，得到该植物的相对吸硫量，然后再行比较。