鴨綠江口粉煤灰濕地中重金屬富集的植物篩選研究

李辰鑫 李雅婷 高明

摘要：隨著工業(yè)的發(fā)展，越來越多的重金屬污染進(jìn)入人類的生活；本文對鴨綠江口華能電廠粉煤灰池中植物對重金屬的富集量的測定，從而篩選出重金屬的高富集植物，為粉煤灰中重金屬的治理提供參考。植物修復(fù)土壤中重金屬是目前生態(tài)修復(fù)研究中一個重要的研究領(lǐng)域，進(jìn)行重金屬的植物富集，較為復(fù)雜，需要人工種植，時間周期長，鴨綠江口有已經(jīng)生長多年的草本植物，進(jìn)行植物篩選研究更加方便。

關(guān)鍵詞：鴨綠江口；粉煤灰；重金屬；植物富集

1.粉煤灰的來源及危害

粉煤灰是燃煤電廠排出的主要廢物， 其中的重金屬污染主要來自煤的燃燒，煤中除了一些主要的元素和次量元素以外，還含有很多痕量元素，（如B、Be、Cu、Mn、Zn、Co）等[1]。由于各種元素本身的化學(xué)性質(zhì)以及在煤中的存在形式不同，所以在燃燒過程中，部分易揮發(fā)的重金屬如Hg、Pb、Zn、Ni、Cd、Cu等極易氣化揮發(fā)進(jìn)入煙氣。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，粉煤灰的排放量將急驟增加，然而粉煤灰中含有多種金屬、重金屬成分，且重金屬非常難以被生物降解，相反卻能在食物鏈的生物放大作用下，成千百倍地富集，最后進(jìn)入人體。重金屬在人體內(nèi)能和蛋白質(zhì)及酶等發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用，使它們失去活性，也可能在人體的某些器官中累積，造成慢性中毒。

2.研究區(qū)域的概況

本次研究地點是國內(nèi)唯一一個位于河流入?？诘囊惶幟夯页兀F(xiàn)在已經(jīng)成了重要的一處人工濕地，有兩個用來儲灰的大型粉煤灰池，并且有較大明水面分布，有水棲鳥類生存，且其中生長的植物種類多，有主要植物蘆葦（每年收割），伴生植物有拂子茅、堿蓬、東方菖蒲等，同時該濕地也是鳥類繁殖的重要場所和世界鳥類遷徙的廊道。

3.研究目的

該研究將對比原生土壤和植物和鴨綠江口粉煤灰濕地中的粉煤灰中重金屬及生長其中的植物的含量差異，并且對其中生長的植物對粉煤灰中重金屬的富集能力進(jìn)行一個排序，從而確定出重金屬的高富集植物，為未來的治理和綜合利用提供依據(jù)。

4.樣品采集及處理分析

2018年在鴨綠江口濕地進(jìn)行了三次調(diào)查對象的采集、每次共計采集了蘆葦、拂子茅、堿蓬、東方菖蒲等植物共計30個樣本，檢測了土壤中重金屬的有效值及含量準(zhǔn)確稱取0.5g樣本在聚四氟乙烯坩堝中加HNO3、H2O2進(jìn)行逐步升溫三步消解【2】，將消解完成的樣品送至原子吸收儀中進(jìn)行檢測，該方法符合實驗要求，并將多次測量的樣品數(shù)據(jù)處理所得數(shù)據(jù)顯示；

蘆葦對重金屬的吸收富集表現(xiàn)出的不同形式，在蘆葦植物體內(nèi)Cu、Zn兩種重金屬的質(zhì)量高于其他兩種，且四種重金屬在蘆葦?shù)母械钠骄|(zhì)量的分?jǐn)?shù)含量最高，而莖葉組織中平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低，蘆葦同一器官的不同種類的重金屬含量也有較大差異。且在蘆葦根中重金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次為：Cu>Zn>Cd>Pb；蘆葦莖中重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次為Zn>Cu>Pb>Cd；蘆葦葉中重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次為Zn>Cu>Pb>Cd：同一種元素在不同的部位的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Cu：根>葉>莖；Zn：葉>莖>根，據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，同以植物得不同器官對重金屬的生物富集能力有顯著差異，且以根的富集能力最強(qiáng)，且富集能力最強(qiáng)的金屬為Cd，莖、葉的富集能力較弱。

選取得該濕地中具有代表性的植物進(jìn)行重金屬含量的測定其中在拂子茅中的重金屬在不同的器官中存在：Zn>Cu>Pb>Cd，且Zn、Cu的含量較高；在堿蓬中Zn、Cu的含量較高，但并未找到明顯的富集分布規(guī)律，在菖蒲中也未找到明顯的分不規(guī)律。

5.總結(jié)

結(jié)合表1、2、3我們對比得出不同植物的不同器官我們發(fā)現(xiàn)，因為Cu、Zn為構(gòu)成植物體的重要元素在每種植物的體內(nèi)含量都比較高，單一重金屬的高富集植物蘆葦對Cu的富集能力最強(qiáng)，堿蓬對Pd、Zn、Cd的富集能力最強(qiáng)，對Zn的富集能力也比較強(qiáng)，通過該次調(diào)查研究，堿蓬適合做該地區(qū)的重金屬的修復(fù)植物。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃兆龍，湛淵源.粉煤灰的物理和化學(xué)性質(zhì)[J]粉煤灰的綜合利用，2003，（4）：3-8

[2]嚴(yán)森，凌其聰，鮑征宇.微波消解-火焰原子吸收光譜法測定蘆葦中鎘[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2006，18（1）：25-26.

作者簡介：

李辰鑫，女，遼寧朝陽，本科，就讀于遼東學(xué)院城市建設(shè)學(xué)院自然地理與資源環(huán)境，研究方向：環(huán)境。

李雅婷，女，山西陽泉，本科，就讀于遼東學(xué)院城市建設(shè)學(xué)院工程管理，研究方向：工程管理。

本文通訊作者：高明，男，遼寧丹東，研究生。

高明同志為遼東學(xué)院城市建設(shè)學(xué)院自然地理與資源環(huán)境專業(yè)老師，長期從事自然科學(xué)類研究。長期從事鴨綠江河口濕地生態(tài)環(huán)境研究，2005年一直關(guān)注粉煤灰濕地中的植物演替及鳥類的繁殖狀況，并于2012年發(fā)表了‘大尾鶯繁殖與蘆葦濕地沼澤管理的SCI論文。