三種花卉植物對(duì)重金屬污染土壤的修復(fù)初探

廖天錄 廖天江 呂麟華

摘 要 通過盆栽試驗(yàn)，選擇了玉樹花、豆瓣綠和金錢兜3種觀賞性植物，研究了其積累土壤中鉛、銅、鋅和鎘的能力。試驗(yàn)證明：積累重金屬能力較強(qiáng)的是金錢兜和豆瓣綠，但重金屬濃度較高時(shí)，嚴(yán)重影響豆瓣綠的生長發(fā)育，為植物修復(fù)技術(shù)在重金污染土壤中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞 重金屬;土壤污染;植物修復(fù)

中圖分類號(hào)：X53 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-890X（2015）27--02

土壤是生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，是人類賴以生存的主要資源之一，在土壤中，重金屬含量達(dá)到一定的度，會(huì)導(dǎo)致作物減產(chǎn)和品質(zhì)降低、土壤退化，因重金屬污染每年減產(chǎn)糧食超過1 000萬t，每年有1 200萬t糧食是被重金屬污染的，年經(jīng)濟(jì)損失在200億以上[1]。另外，通過植物的吸附作用重金屬可以進(jìn)入植物體內(nèi)，最終危害人們的生命健康是過接觸和食物鏈等途徑[2]。

觀賞性植物玉樹花、豆瓣綠和金錢兜，一般只是欣賞，不做食用，假如它們能較大程度地吸收積累來源于土壤中的重金屬，就可以將它們種植在有污染的土壤中先進(jìn)行培育，修復(fù)污染土壤之后，作為盆栽觀賞。因此，試驗(yàn)選擇了玉樹花、豆瓣綠和金錢兜3種植物，研究它們吸收累積土壤中重金屬的能力。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)儀器及藥品

300型原子吸收分光光度計(jì)（美國PerkinElmer公司）;FA2004N型分析天平（上海精科天平儀器廠）;80-2離心機(jī)（大地自動(dòng)化儀器廠）;pHS-25型pH計(jì)（上海今邁）;針筒式濾膜過濾器（上海金塔醫(yī)用器材有限公司）。

乙酸鈉，鹽酸羥胺，氯化鎂，醋酸，鹽酸，鉬酸銨，硝酸，抗壞血酸，鉛、鎘、銅、鋅純?cè)噭?，以上試劑均為分析純（AR）。

試驗(yàn)所用土壤為不加藥的優(yōu)質(zhì)耕地土，采樣點(diǎn)布設(shè)采用對(duì)角線布點(diǎn)法，將土壤樣采集、混勻后，裝袋拿回實(shí)驗(yàn)室，自然風(fēng)干，研缽研磨，用四分法縮分，到土壤樣品至所需用量（樣品通過200目篩），裝入塑料袋中待試驗(yàn)使用。

1.2 樣品的采集與制備

在栽玉樹花、豆瓣綠和金錢兜盆中，先裝入試驗(yàn)用土，添加預(yù)先配制好的硝酸鹽重金屬溶液。每種花卉植物栽4盆，每個(gè)編號(hào)為1號(hào)的花盆土壤內(nèi)不添加任何重金屬鹽，為空白樣品（CK），起對(duì)照作用;其他另外標(biāo)號(hào)分別為2、3、4號(hào)的花盆土壤中，按一定濃度梯度分別加入重金屬溶液，自4-9月，7 d添加1次，共添加24次。每次澆入量為75 mL。添加濃度見表1。

表1 投加重全屬濃度

濃度/（mg/L） CK 編號(hào)2 編號(hào)3 編號(hào)4

鉛 0.00 200 100 50

銅 0.00 60 30 20

鋅 0.00 120 100 60

鎘 0.00 100 60 40

重金屬溶液按照表1濃度添加，6個(gè)月后，挖出盆栽內(nèi)的部分土壤，添加重金屬總量見表2。

表2 各植物樣品投加重全屬的總量

總投加量/mg CK 編號(hào)2 編號(hào)3 編號(hào)4

鉛 0.00 360 180 90

銅 0.00 108 54 36

鋅 0.00 216 180 108

鎘 0.00 180 108 72

9月以后，將地上部分植物剪下，洗凈，烘烤在80 ℃烘箱中，至恒質(zhì)量取出，再在干燥器中冷卻，研磨通過100目篩，混勻后，貯于試樣瓶中。玉樹花、豆瓣綠和金錢兜花卉樣品的鮮質(zhì)量和干質(zhì)量見表3。

1.3 地上部分植物中重金屬含量的測定

鉛、銅、鋅和鎘標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液的濃度均為1 000 μg/mL，所需濃度使用時(shí)，用1%的硝酸溶液稀釋，各金屬溶液的濃度梯度見表4。

表4 金屬標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度

元素 濃度/（μg/mL）

鉛 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00

銅 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00

鋅 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00

鎘 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00

元素的分析進(jìn)行測定采用原子吸收分光光度計(jì)，它的最佳工作條件見表5。

表5 不同重金屬元素對(duì)應(yīng)的原子吸收的最佳條件

元素 波長/mm 空氣流量

/（L/min） 乙炔流量

/（L/min） 燈電流

/（m/A） 狹縫寬度

/mm

鉛 217.0 6 1.5 2 0.2

銅 324.8 7 1 2 0.2

鋅 213.8 6 1 2 0.2

鎘 228.8 7 1 2 0.2

按照表5儀器工作條件，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，分別測定地上部分各種樣品植物中鉛、銅、鋅、鎘的含量，數(shù)據(jù)見表6。

2 結(jié)果與分析

在盆栽植物澆灌一段時(shí)間后，對(duì)地上部分植物進(jìn)行分析，植物的生長、發(fā)育發(fā)生變化，植物長勢正常的是沒有加重金屬溶液的，枝葉茂盛;部分葉片出現(xiàn)萎黃、脫落現(xiàn)象是投加重金屬的玉樹花2號(hào)和金錢兜2號(hào)，而種植培育一段時(shí)間，經(jīng)自身調(diào)節(jié)后，葉片脫落現(xiàn)象減少，培育6個(gè)月之后，花卉的體形比未添加的小，花卉生長較為緩慢;編號(hào)3、4的玉樹花、金錢兜生長發(fā)育正常，受添加藥品的影響不大;添加硝酸鹽的3盆豆瓣綠花卉，能夠看到葉子脫落較多，到6個(gè)月后，編號(hào)2的豆瓣綠，葉子基本全部脫落，其他2盆豆瓣綠花卉葉子也部分脫落。

通過幾個(gè)月觀察花卉的生長，發(fā)現(xiàn)豆瓣綠受重金屬溶液影響最大，添加高濃度的重金屬，會(huì)嚴(yán)重影響豆瓣綠的生長;較低濃度的重金屬情況下，玉樹花和金錢兜有一定的修復(fù)能力，對(duì)它們自身的生長影響較小。但是停止?jié)补嘀亟饘冫}溶液后，過一段時(shí)間，除豆瓣綠2號(hào)以外，所以的盆栽花卉恢復(fù)生長?；謴?fù)2個(gè)月后，玉樹花和金錢兜的長勢，跟不加藥盆栽基本一樣，豆瓣綠也長出了新葉片。

從表2和6比較對(duì)照發(fā)現(xiàn)：地上部分各種花卉中的積累量不同，地上部分3種花卉對(duì)于鉛的積累量最大，對(duì)銅、鋅的積累量最小。在3種花卉中，金錢兜對(duì)于4種重金屬的積累量最高，玉樹花的積累量最低。豆瓣綠2號(hào)對(duì)4種高濃度重金屬的積累量都較高，而金錢兜則是最較低濃度重金屬積累量較高，玉樹花對(duì)各種濃度的重金屬積累量相近。

3 結(jié)論與討論

通過試驗(yàn)研究：玉樹花、豆瓣綠和金錢兜這些花卉都能吸收土壤中過量的重金屬，然而重金屬過量，植物的健康生長會(huì)受到影響，花卉的植株比正常生長的矮小，莖葉較細(xì)。尤其豆瓣綠，雖然能吸收重金屬，但抵抗重金屬毒害能力較弱，無法正常生長，大部葉子分脫落。玉樹花和金錢兜是較好的積累重金屬的花卉植物，一定濃度內(nèi)過量的重金屬，不會(huì)影響其正常的生長和開花。而且，在停止?jié)补嘀亟饘俸?，花卉能迅速恢?fù)原來的生長速度。

參考文獻(xiàn)

[1]王紅旗.土壤環(huán)境學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2007.

[2]曲向榮.土壤環(huán)境學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.

（責(zé)任編輯：趙中正）