1. 研究目的与意义
1.1 pcbs和pahs的污染及其危害
土壤中的pcbs和pahs可挥发进入大气，随地表径流污染附近的地表水、吸附于土壤表面或有机质中、随降雨或灌溉水向下迁移、通过土壤剖面形成垂直分布，直接渗透到地下水造成地下水污染，而且会通过生物富集等作用直接危害人体健康。据调查，在许多重点地区土壤及地下水污染而导致癌症等疾病和死亡率明显高于被污染的对照区数倍到10倍；但是由于土壤污染具有隐蔽性和稳定性，容易被忽略，因此为确保中国土壤环境质量安全、食品安全和生态健康，改善人民生活质量状况，农田区域土壤pcbs和pahs污染应得到足够的关注[1]。目前，如何有效的去除土壤中pcbs和pahs及其复合污染已成为研究热点，寻求能够广泛应用、安全、低成本、具有环境友好型的土壤污染环境修复技术也成为环境工作者的关注点。[2]
1.2 土壤植物修复技术
2. 研究内容和预期目标
2.1 研究内容
2.1.1 关于种子发芽情况的研究
通过研究黄瓜和毛豆种子在不同pcbs和pahs污染物溶液浸泡之后的露白情况，初步判断种子的萌发情况，进而计算种子的发芽率、发芽指数和发芽势。这三者可以表征种子具体的发芽情况，进而证明pcbs和pahs污染物是否对种子的萌发存在影响。
3. 研究的方法与步骤
3.1 实验组和PCBs和PAHs浓度梯度的设定
3.1.1 实验组设定
实验设定为三个实验组和一个空白对照组。两个实验组的添加物如下：
TI：等量多环芳烃菲（PAHs） 等量营养液 蒸馏水
T2：等量多氯联苯（PCB28） 等量营养液 蒸馏水
T3: 多氯联苯和多环芳烃菲混合液 等量营养液 蒸馏水
实验中采用直径10cm培养皿，两个实验组在每个培养皿中添加的液体体积相同。
3.1.2浓度梯度设定
每个实验组设三个平行样。
对于前两个实验组，根据李叶等人的研究[7],当加入的PCBs和PAHs浓度为0.1mg/L时，PCBs和PAHs已经对植物的生长产生明显影响，以0.1mg/L作为基准量设定浓度梯度，且每个平行样间浓度梯度相差十倍。具体如下：
高浓度平行样：1mg/L
正常浓度平行样：0.1mg/L
低浓度平行样：0.01mg/L
对于混合样实验组，保持PCBs浓度0.1mg/L不变，分别加入PAHs浓度为0.01,0.1,1 mg/L组成三个平行样[8]。
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空白对照组的设定
另外设置一个空白对照组，编号CK1T，只添加蒸馏水，添加液体总体积同实验组。
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营养液的配备
配备种子萌发和种子培养过程中使用到的营养液。分别配置实验组需要的营养液，营养液采用川崎营养液。营养液配方为：
表3.3.1 川崎营养液配方
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| 化合物 | 浓度（mg/L） |
| 大量元素 | Ca(NO3)2·4H2O | 472 |
| KNO3 | 404 | |
| KH2PO4 | 100 | |
| MgSO4·7H2O | 246 | |
| 铁 | FeSO4·7H2O | 13.9 |
| EDTA-2Na | 18.4 | |
| 微量元素 | H3BO3 | 2.86 |
| MnSO4·4H2O | 2.13 | |
| ZnSO4·7H2O | 0.22 | |
| CuSO4·5H2O | 0.08 | |
| (NH4)6Mo7O24·4H2O | 0.02 |
每一种营养液配制1000ml备用，其中硫酸铁和EDTA混合溶液须用锡纸包裹后放入冰箱冷藏，防止沉淀。
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种子的萌发和发芽率测定
3.4.1种子的前处理
分别挑选饱满、均匀一致的黄瓜/毛豆种子若干，用清水浸泡24小时；用１%次氯酸钠溶液或双氧水浸泡20min，并用清水冲洗３次，完成种子表面消毒处理[9]。
3.4.2 PCBs和PAHs的梯度配备
取经过氮吹之后的用甲醇溶解的PCBs和PAHs溶液，按照3.1.2所述配置，形成浓度梯度，加入蒸馏水配制成10ml溶液[10]~[11]。
3.4.3 种子的萌发
对于一种种子的一个平行样，处理方法如下：在培养皿中放入三层滤纸，后将十颗种子均匀的放置在培养皿中，培养皿内加入已经配置好的分梯度的PCBs和PAHs溶液，并继续加入蒸馏水至滤纸完全被润湿，盖上培养皿，将医用棉花润湿后包裹在培养皿外，在阴暗无光温暖处分开放置于托盘中。空白对照组除不加入PCBs和PAHs外和其余培养皿保持相同培养条件。通过医用棉花的包裹来模拟类似于土壤的缺氧环境，并每天打开透气一次，观察发芽情况，记录发芽数量。等到种子露白，说明成功萌发。连续两天种子发芽数不变，则视为发芽结束。[12]
3.4.4计算种子发芽率和发芽势
发芽标准为胚根长度达到种子长度的1/2。[12]~[13]
依据公式计算发芽势、发芽率和发芽指数。计算公式如下：
发芽势（Gv） =n/N×100%（n 为规定天数内（3d）发芽种子数， N 为种子总数)；发芽率（Gp） =n1/N1× 100%（n1为发芽种子数， N1 为种子总数）；
发芽指数 =∑ （DG/DT）。DG 为逐日发芽数， DT 为相应 DG 的发芽天数；
相对发芽率（%） = 营养液处理发芽率 / 对照发芽率×100%。
3.5 种子的培养
3.5.1 种子的萌发
采用和3.4.1以及3.4.3相同办法处理种子，但不加入任何营养液或PCBs和PAHs，只用蒸馏水保持润湿，等待发芽[14]。
3.5.2 培养皿的准备
对于一种种子的一个平行样，处理方法如下：取等体积营养液加入到培养皿之中。将已经萌发的种子放入培养皿中，之后放入人工气候培养箱培养。
3.5.2 种子培养
人工气候培养箱设定：温度设定为25℃，湿度设定为85%，光照设定为20000Lx。
通过连接加湿器保证培养箱中的湿度，并每天为培养皿加水，保持滤纸湿润，等待种子成长。当种子至少出现两片叶子之后，进行曝毒。 [15]
3.5.4 PCBs和PAHs投加
采用和3.4.2相同方法向培养皿中加入PCBs和PAHs，并开始测定种子的基本性质。在加入PCBs和PAHs溶液后，在培养皿中取部分液体使用气相色谱质谱联用仪测定培养皿中PCBs和PAHs的初始含量。
3.5.3 种子生长量和长度的测量
每天采用称重的方式测定种子的生长量，和前一次数据进行对比，计算种子生长重量。同时测量种子的胚芽长度和胚根长度，采用尺子测量，并记录种子表征，包括叶子颜色。
3.6 取样和测定
3.6.1种子的取样
培养至少五天之后，取出培养的种子，并分别摘取种子的叶子和胚根。其中叶子用于测定叶片荧光参数，种子整体都用于测定PCBs和PAHs的含量。
3.6.2 测定叶片荧光参数
使用叶绿素荧光仪测定各个组之中叶子的叶片荧光参数，以反映植物光合作用的能力[17]。
3.6.3 测定PCBs和PAHs含量
将种子的胚根、胚芽和茎部分开，经过冷冻干燥后研磨成粉末，溶解后使用气相色谱质谱联用仪测定种子各个成分之中PCBs和PAHs的含量[18]。
4. 参考文献
[1]王秋娟,唐韬,李启蓝,郑荣周,黄晓荣.pcbs和pahs污染土壤植物修复技术[j].能源与节能,2017(04):96-97.
[2]潘澄,滕应,骆永明,涂晨,马文亭,李振高,吴龙华,李秀芬,宋静.紫花苜蓿、海州香薷及伴矿景天对多氯联苯与重金属复合污染土壤的修复作用[j].土壤学报,2012,49(05):1062-1067.
[3]haibo chen,chen wang,hui li,ruixue ma,ziling yu,liangzhong li,mingdeng xiang,xichao chen,xin hua,yunjiang yu. a review of toxicity induced by persistent organic pollutants (pops) and endocrine-disrupting chemicals (edcs) in the nematode caenorhabditis elegans[j]. journal of environmental management,2019,237.
5. 计划与进度安排
| 序号 | 起迄日期 | 工作内容 |
| 1 | 2022.2.25-3.10 | 查阅和研究文献资料, 完成英文翻译； |
| 2 | 3.11-3.24 | 撰写开题报告；制定实验方案，进行开题。 |
| 3 | 3.25-5. 9 | 开展实验，完成论文的各项实验研究。 其中中期检查时间暂定4月17日，分组PPT报告研究计划和进度 |
| 4 | 5.10-6.10 | 撰写和修改论文，制作答辩PPT，查重；完善修改论文 |
| 7 | 6.13（暂定） | 毕业论文答辩 |
