ライグラス（Lolium perenne L.）による空気中の鉛（Pb）の季節的格差とそれに伴う葉面への取り込み。鉛同位体分析によるアプローチ

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Sci. Total Environ..2020 Mar;708:134734. S0048-9697(19)34725-4. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.134734.Epub 2019-11-05.

ライグラス（Lolium perenne L.）による空気中の鉛（Pb）の季節的格差とそれに伴う葉面への取り込み。鉛同位体分析によるアプローチ

Seasonal disparities in airborne lead (Pb) and associated foliar uptake by ryegrass (Lolium perenne L.): A Pb isotopic approach.

Jiaming Fan
Wei Dai
Yiyi Wang
Baofeng Zhang
Jing Fang
Liping Lou
Qi Lin

PMID: 31780143 DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.134734.

抄録

空気中の鉛（Pb）の葉面への取り込みは、植物器官における鉛の蓄積に特に重要であると考えられる。しかし、季節ごとのエアロゾル生物濃縮係数（BCF）はほとんど報告されていない。本研究では、ライグラス（Lolium perenne L.）とサイズ分離エアロゾル（SSA）を対応する生育期に採取し、Pb濃度と同位体比の両方について分析した。空気中の鉛濃度は季節によって変化し、冬の方が春よりも約20％高かった。しかし、バイオアベイラビリティー指数は春の方が高かった。安定同位体法とエアロゾルの生物学的利用可能なPbとの組み合わせは、全量測定よりも葉への空気中のPb蓄積を特定する上でより信頼性が高く、ライグラスにおけるPbの葉面への取り込みは親水性吸収経路がおそらく支配的であることを示唆している。屋外で生育している水洗ライグラスでは、空気中の鉛蓄積の寄与度は88%～92%であり、野外での鉛の葉面への取り込みは主に大気沈着によるものであることが示唆された。ライグラスのエアゾールBCFは、冬期に6.4～11.4m/g、春期に22.9～31.5m/gであった。春のエアロゾルBCFの増加は、適切な温度、豊富な降雨、及びエアロゾルのPb溶解度の増加によるものであった。したがって、我々の結果は、葉面への鉛の取り込みには、エアロゾルの鉛濃度、組成、および季節的な影響の両方を考慮する必要があることを示している。

Foliar uptake of airborne lead (Pb) may be particularly important for Pb accumulation in plant organs. However, the aerosol bioconcentration factor (BCF) in different seasons has seldom been reported. In the present study, we collected ryegrass (Lolium perenne L.) and size-segregated aerosols (SSA) during the corresponding growing seasons, and analyzed these for both Pb concentrations and isotopic ratios. Airborne Pb showed a seasonally varying concentration that was approximately 20% higher in winter than in spring. The bioavailability index, however, was higher in spring. Coupling the stable isotope technique with the bioavailable Pb of aerosol was more reliable in identifying airborne Pb accumulation in leaves than the total determination, suggesting that the hydrophilic absorption pathway was probably dominant for the foliar uptake of Pb in ryegrass. Contributions of airborne Pb accumulation were 88%-92% for washed ryegrass growing outdoors, indicating that the foliar uptake of Pb in the field was mainly from atmospheric deposition. The aerosol BCF of Pb for ryegrass was 6.4-11.4 m/g in winter and 22.9-31.5 m/g in spring. The increased aerosol BCF in spring was due to the suitable temperature, abundant rainfall, and increased Pb solubility of the aerosol. Therefore, our results indicate that, for the foliar uptake of Pb, both the aerosol Pb concentration, composition, and seasonal influence should be considered.