香根草對土壤中不同深度銅富集的研究

曹紅梅　羅月紅　楊守仁

摘 要：對土壤中銅含量及香根草對銅離子的富集作用進行了研究。結果表明，隨著污染年份的增長，土壤銅顯著增加，銅離子在土壤中的含量從上而下先逐漸增大，然后達到一個高峰后又逐漸減少；香根草種植2a后土壤中銅離子的含量從450mg/kg降到了154mg/kg，可作為治理清遠石角地區治理銅污染的首選植物。

關鍵詞：香根草；土壤；銅富集

中圖分類號 X173 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）12-26-03

香根草是禾本科巖蘭草屬多年生草本植物，產于我國東南部及印度、巴西等熱帶亞熱帶地區，具有發達呈網狀的須根，一般入土深達2～3m，最長可達5.5m。近年來，香根草除了用于傳統的農業水土保持，公路和鐵路邊坡的保護，水庫、堤壩、河岸的穩固，風沙地的防風固沙，還在金屬尾礦和采石場的復墾，污染水體的凈化，垃圾場和工業污染區的生態恢復等方面也得到了廣泛應用，并取得了良好的效果。目前，香根草對受重金屬污染整理修復環境主要研究在重金屬鉛、鎘、鎳等方面的進行，而對銅污染治理方面的報道較少。本文通過對清遠石角地區受銅污染的土壤及香根草的研究，對銅離子在土壤深處進行滲透的情況進行分析，對種植香根草后根系與不同深度土壤中的銅離子含量變化比較，分析香根草對不同深度的重金屬銅離子吸富作用大小，以期為清遠石角地區的銅污染治理提供理論依據。

1 儀器與方法

1.1 儀器及試劑 烘干箱；分析天平（FA1004N）；原子吸收分光光度計（WFX-310/320）。空氣—乙炔火焰原子化器，銅空心陰極燈；硝酸；氫氟酸；高氯酸均為優級純；銅標準溶液（市售標準液）。

1.2 測定方法

1.2.1 土壤樣品的處理 把采集的土樣均勻地攤開在一張比較厚的牛皮紙上；用四分法棄取土壤；將土壤樣品用研缽研碎后用100目的尼龍篩反復過篩。

1.2.3 土壤樣品的前處理 稱取土壤樣本于聚四氟乙烯坩堝中，加入HNO3，在電熱板上加熱消化至溶解；再加入HF，加熱分解SiO2及膠態硅酸鹽；最后加入HCl，加熱至消解物呈淡黃色；打開蓋，先蒸至近干，然后取下冷卻；加入HNO3微熱溶解殘渣，移入容量瓶中定容。用同法制作空白樣品。

1.2.4 香根草樣本處理 把香根草全株包括根莖葉洗干凈（用水-鹽酸-離子水）后烘干，研磨消化（用高氯酸、硝酸混合液），容量瓶定容。

1.3 測定方法

1.3.1 土壤表層銅含量與污染年份的關系 在污染不同年份的地方取0～5cm土壤作為表層土壤，測定各土壤中的銅離子含量。

1.3.2 銅滲透深度的測定 選取受銅污染程度不同的地方分別用鉆探打孔的方法取地下0.1m、0.5m、1m、1.5m、2m土壤作為樣品，測定各深度的土壤中銅離子的含量。

1.3.3 香根草生長與根系的關系 選擇由廣州市香根草業科技有限公司提供的香根草作樣本，測定同一規格、同一根長的香根草（根長0.35m）經過3、6、9、12、24個月的生長后根系的長度。

1.3.4 香根草生長時間與土壤銅的含量關系 測定香根草在受污染4a的土壤中生長了3、6、9、12、24個月后縱深1m的土壤中銅離子含量變化。

1.3.5 香根草中銅的含量與土壤的銅含量關系 測定香根草在受污染4a的土壤上種植不同時間后，土壤中含銅離子的量和香根草中銅離子含量變化。

2 結果與分析

2.1 土壤表層銅含量與污染年份的關系 圖1表明：土壤表層銅離子的含量隨著受銅污染年份的增長而升高。其中，受銅污染1～2a土壤表層中銅離子含量升幅較少，在受污染3～4a土壤表層中銅離子含量升幅較大，而5～6a后土壤表層銅離子含量升幅又變得平緩。這說明隨著受銅污染年份的增長，土壤表層中的銅離子增多，時間越長，越趨飽和。

2.2 銅滲透深度測定 表1和圖2表明銅離子含量隨著土壤縱深的增大，呈先上長后下降的趨勢，剛開始隨著縱深的增長而增大，在一個深度達到一個高峰，隨后隨著縱深的加大反而下降。這表明了銅離子隨著銅離子污染年份的增大而向土壤深處進行滲透，滲透到一定的深度時達到高峰，年份越長，高峰出現得更深處，然后在更深處銅離子含量反而變小。

2.3 香根草生長時間與根系關系 圖3數據顯示：香根草的根系數長度隨著生長時間不同一直呈上升趨勢。根系在地下生長主要是須根呈網狀生長，沒有主根，須根發達，隨著生長時間的延長根系越長越長，在24個月后更達到2.65m。

2.4 香根草生長時間與土壤銅含量關系 圖4說明，土壤中銅含量隨著香根草生長時間的增長而下降。受污染的土壤中銅的含量隨著滲透的深入，銅的含量漸增大，從表1得知受銅傳染4a的土壤在1m處是滲透濃度最大的地方，種植了香根草后土壤中銅離子的含量隨著香根草的生長時間越長，土壤中銅離子含量逐漸減少，在24個月后達到最低156mg/kg。這說明了隨著香根草的不斷生長，根系不斷延伸，對土壤中的銅離子不斷富集，使土壤中的銅離子含量逐漸減少。

2.5 香根草中銅的含量與土壤的銅含量關系 表2顯示香根草中銅的富集含量隨著生長時間的延長越來越多，把土壤中所含的銅離子大部分富集，而土壤中所含的銅離子卻逐漸減少。

3 結果與討論

研究結果顯示，土壤表層的銅離子的含量隨著受銅污染年份增長而升高，受污染的土壤中銅離子隨著污染年份的增大而向土壤深處進行滲透，在一定的深度達到最大值，最大銅離子含量隨著受污染的年份時間的久遠而出現在土壤的更深處，隨后銅含量又逐漸減少。因而，在對受銅污染的土壤的治理時，應了解銅離子滲透的深度，在進行生物降解時應選擇根系發達的植物進行治理，而香根草恰好具備這個特點，可以作為首選植物。香根草種植2a后土壤中銅離子的含量從450mg/kg降至154mg/kg，有望在把種植2a的香根草挖取后再種植1～2輪后受污染的土壤的含銅量達到國家農田標準（100mg/kg）。從本次研究所得結果分析得知，香根草可作為治理清遠石角地區銅污染的首選植物。

參考文獻

[1]陳凱，胡國謙，饒輝茂，等.紅壤坡地柑桔園栽培香根草的生態效應[J].生態學報，1994，14（3）：249-254.

[2]史春瓊，黃光團.利用香根草吸收水體底泥中重金屬Cu的效能分析[J].凈水技術，2013，3（3）：82-84.

[3]夏漢平，束文圣.香根草和百喜草對鉛鋅尾礦金屬的抗性與吸收差異研究[J].生態學報，2001（21）：1 121-1 129.

[4]韓露，張小平，劉必融，等.香根草對土壤中幾種重金屬離子富集能力的比較研究[J].生物學雜志，2005，10（3）：20-23.

[5]龍健，黃昌勇，滕應，等.天臺鉛鋅礦區香根草（Vetiveriaziz anioides）等幾種草本植物的重金屬耐性[J].應用與環境生物學報，2003，9（3）：226-229.

[6]楊兵，藍崇鈺，束文圣.香根草在鉛鋅尾礦上生長及其對重金屬的吸收[J].生態學報，2005，10：45-50.

[7]徐德聰，詹婧，陳政，等.種植香根草對銅尾礦廢棄地基質化學和生物學性質的影響[J].生態學報，2012，9（8）：5 683-5 690.

[8]廖芳芳，葛皓，王海霞，等.香根草對煤矸石山砷富集作用初探[J].福建熱作科技，2013，1（4）：9-12.

[9]李文慶，張民，束懷瑞，等.蘋果園土壤中銅的含量及形態特征研究[J].園藝學報，2005.32（5）：769-772.

（責編：張宏民）

摘 要：對土壤中銅含量及香根草對銅離子的富集作用進行了研究。結果表明，隨著污染年份的增長，土壤銅顯著增加，銅離子在土壤中的含量從上而下先逐漸增大，然后達到一個高峰后又逐漸減少；香根草種植2a后土壤中銅離子的含量從450mg/kg降到了154mg/kg，可作為治理清遠石角地區治理銅污染的首選植物。

關鍵詞：香根草；土壤；銅富集

中圖分類號 X173 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）12-26-03

香根草是禾本科巖蘭草屬多年生草本植物，產于我國東南部及印度、巴西等熱帶亞熱帶地區，具有發達呈網狀的須根，一般入土深達2～3m，最長可達5.5m。近年來，香根草除了用于傳統的農業水土保持，公路和鐵路邊坡的保護，水庫、堤壩、河岸的穩固，風沙地的防風固沙，還在金屬尾礦和采石場的復墾，污染水體的凈化，垃圾場和工業污染區的生態恢復等方面也得到了廣泛應用，并取得了良好的效果。目前，香根草對受重金屬污染整理修復環境主要研究在重金屬鉛、鎘、鎳等方面的進行，而對銅污染治理方面的報道較少。本文通過對清遠石角地區受銅污染的土壤及香根草的研究，對銅離子在土壤深處進行滲透的情況進行分析，對種植香根草后根系與不同深度土壤中的銅離子含量變化比較，分析香根草對不同深度的重金屬銅離子吸富作用大小，以期為清遠石角地區的銅污染治理提供理論依據。

1 儀器與方法

1.1 儀器及試劑 烘干箱；分析天平（FA1004N）；原子吸收分光光度計（WFX-310/320）。空氣—乙炔火焰原子化器，銅空心陰極燈；硝酸；氫氟酸；高氯酸均為優級純；銅標準溶液（市售標準液）。

1.2 測定方法

1.2.1 土壤樣品的處理 把采集的土樣均勻地攤開在一張比較厚的牛皮紙上；用四分法棄取土壤；將土壤樣品用研缽研碎后用100目的尼龍篩反復過篩。

1.2.3 土壤樣品的前處理 稱取土壤樣本于聚四氟乙烯坩堝中，加入HNO3，在電熱板上加熱消化至溶解；再加入HF，加熱分解SiO2及膠態硅酸鹽；最后加入HCl，加熱至消解物呈淡黃色；打開蓋，先蒸至近干，然后取下冷卻；加入HNO3微熱溶解殘渣，移入容量瓶中定容。用同法制作空白樣品。

1.2.4 香根草樣本處理 把香根草全株包括根莖葉洗干凈（用水-鹽酸-離子水）后烘干，研磨消化（用高氯酸、硝酸混合液），容量瓶定容。

1.3 測定方法

1.3.1 土壤表層銅含量與污染年份的關系 在污染不同年份的地方取0～5cm土壤作為表層土壤，測定各土壤中的銅離子含量。

1.3.2 銅滲透深度的測定 選取受銅污染程度不同的地方分別用鉆探打孔的方法取地下0.1m、0.5m、1m、1.5m、2m土壤作為樣品，測定各深度的土壤中銅離子的含量。

1.3.3 香根草生長與根系的關系 選擇由廣州市香根草業科技有限公司提供的香根草作樣本，測定同一規格、同一根長的香根草（根長0.35m）經過3、6、9、12、24個月的生長后根系的長度。

1.3.4 香根草生長時間與土壤銅的含量關系 測定香根草在受污染4a的土壤中生長了3、6、9、12、24個月后縱深1m的土壤中銅離子含量變化。

1.3.5 香根草中銅的含量與土壤的銅含量關系 測定香根草在受污染4a的土壤上種植不同時間后，土壤中含銅離子的量和香根草中銅離子含量變化。

2 結果與分析

2.1 土壤表層銅含量與污染年份的關系 圖1表明：土壤表層銅離子的含量隨著受銅污染年份的增長而升高。其中，受銅污染1～2a土壤表層中銅離子含量升幅較少，在受污染3～4a土壤表層中銅離子含量升幅較大，而5～6a后土壤表層銅離子含量升幅又變得平緩。這說明隨著受銅污染年份的增長，土壤表層中的銅離子增多，時間越長，越趨飽和。

2.2 銅滲透深度測定 表1和圖2表明銅離子含量隨著土壤縱深的增大，呈先上長后下降的趨勢，剛開始隨著縱深的增長而增大，在一個深度達到一個高峰，隨后隨著縱深的加大反而下降。這表明了銅離子隨著銅離子污染年份的增大而向土壤深處進行滲透，滲透到一定的深度時達到高峰，年份越長，高峰出現得更深處，然后在更深處銅離子含量反而變小。

2.3 香根草生長時間與根系關系 圖3數據顯示：香根草的根系數長度隨著生長時間不同一直呈上升趨勢。根系在地下生長主要是須根呈網狀生長，沒有主根，須根發達，隨著生長時間的延長根系越長越長，在24個月后更達到2.65m。

2.4 香根草生長時間與土壤銅含量關系 圖4說明，土壤中銅含量隨著香根草生長時間的增長而下降。受污染的土壤中銅的含量隨著滲透的深入，銅的含量漸增大，從表1得知受銅傳染4a的土壤在1m處是滲透濃度最大的地方，種植了香根草后土壤中銅離子的含量隨著香根草的生長時間越長，土壤中銅離子含量逐漸減少，在24個月后達到最低156mg/kg。這說明了隨著香根草的不斷生長，根系不斷延伸，對土壤中的銅離子不斷富集，使土壤中的銅離子含量逐漸減少。

2.5 香根草中銅的含量與土壤的銅含量關系 表2顯示香根草中銅的富集含量隨著生長時間的延長越來越多，把土壤中所含的銅離子大部分富集，而土壤中所含的銅離子卻逐漸減少。

3 結果與討論

研究結果顯示，土壤表層的銅離子的含量隨著受銅污染年份增長而升高，受污染的土壤中銅離子隨著污染年份的增大而向土壤深處進行滲透，在一定的深度達到最大值，最大銅離子含量隨著受污染的年份時間的久遠而出現在土壤的更深處，隨后銅含量又逐漸減少。因而，在對受銅污染的土壤的治理時，應了解銅離子滲透的深度，在進行生物降解時應選擇根系發達的植物進行治理，而香根草恰好具備這個特點，可以作為首選植物。香根草種植2a后土壤中銅離子的含量從450mg/kg降至154mg/kg，有望在把種植2a的香根草挖取后再種植1～2輪后受污染的土壤的含銅量達到國家農田標準（100mg/kg）。從本次研究所得結果分析得知，香根草可作為治理清遠石角地區銅污染的首選植物。

參考文獻

[1]陳凱，胡國謙，饒輝茂，等.紅壤坡地柑桔園栽培香根草的生態效應[J].生態學報，1994，14（3）：249-254.

[2]史春瓊，黃光團.利用香根草吸收水體底泥中重金屬Cu的效能分析[J].凈水技術，2013，3（3）：82-84.

[3]夏漢平，束文圣.香根草和百喜草對鉛鋅尾礦金屬的抗性與吸收差異研究[J].生態學報，2001（21）：1 121-1 129.

[4]韓露，張小平，劉必融，等.香根草對土壤中幾種重金屬離子富集能力的比較研究[J].生物學雜志，2005，10（3）：20-23.

[5]龍健，黃昌勇，滕應，等.天臺鉛鋅礦區香根草（Vetiveriaziz anioides）等幾種草本植物的重金屬耐性[J].應用與環境生物學報，2003，9（3）：226-229.

[6]楊兵，藍崇鈺，束文圣.香根草在鉛鋅尾礦上生長及其對重金屬的吸收[J].生態學報，2005，10：45-50.

[7]徐德聰，詹婧，陳政，等.種植香根草對銅尾礦廢棄地基質化學和生物學性質的影響[J].生態學報，2012，9（8）：5 683-5 690.

[8]廖芳芳，葛皓，王海霞，等.香根草對煤矸石山砷富集作用初探[J].福建熱作科技，2013，1（4）：9-12.

[9]李文慶，張民，束懷瑞，等.蘋果園土壤中銅的含量及形態特征研究[J].園藝學報，2005.32（5）：769-772.

（責編：張宏民）

摘 要：對土壤中銅含量及香根草對銅離子的富集作用進行了研究。結果表明，隨著污染年份的增長，土壤銅顯著增加，銅離子在土壤中的含量從上而下先逐漸增大，然后達到一個高峰后又逐漸減少；香根草種植2a后土壤中銅離子的含量從450mg/kg降到了154mg/kg，可作為治理清遠石角地區治理銅污染的首選植物。

關鍵詞：香根草；土壤；銅富集

中圖分類號 X173 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）12-26-03

香根草是禾本科巖蘭草屬多年生草本植物，產于我國東南部及印度、巴西等熱帶亞熱帶地區，具有發達呈網狀的須根，一般入土深達2～3m，最長可達5.5m。近年來，香根草除了用于傳統的農業水土保持，公路和鐵路邊坡的保護，水庫、堤壩、河岸的穩固，風沙地的防風固沙，還在金屬尾礦和采石場的復墾，污染水體的凈化，垃圾場和工業污染區的生態恢復等方面也得到了廣泛應用，并取得了良好的效果。目前，香根草對受重金屬污染整理修復環境主要研究在重金屬鉛、鎘、鎳等方面的進行，而對銅污染治理方面的報道較少。本文通過對清遠石角地區受銅污染的土壤及香根草的研究，對銅離子在土壤深處進行滲透的情況進行分析，對種植香根草后根系與不同深度土壤中的銅離子含量變化比較，分析香根草對不同深度的重金屬銅離子吸富作用大小，以期為清遠石角地區的銅污染治理提供理論依據。

1 儀器與方法

1.1 儀器及試劑 烘干箱；分析天平（FA1004N）；原子吸收分光光度計（WFX-310/320）。空氣—乙炔火焰原子化器，銅空心陰極燈；硝酸；氫氟酸；高氯酸均為優級純；銅標準溶液（市售標準液）。

1.2 測定方法

1.2.1 土壤樣品的處理 把采集的土樣均勻地攤開在一張比較厚的牛皮紙上；用四分法棄取土壤；將土壤樣品用研缽研碎后用100目的尼龍篩反復過篩。

1.2.3 土壤樣品的前處理 稱取土壤樣本于聚四氟乙烯坩堝中，加入HNO3，在電熱板上加熱消化至溶解；再加入HF，加熱分解SiO2及膠態硅酸鹽；最后加入HCl，加熱至消解物呈淡黃色；打開蓋，先蒸至近干，然后取下冷卻；加入HNO3微熱溶解殘渣，移入容量瓶中定容。用同法制作空白樣品。

1.2.4 香根草樣本處理 把香根草全株包括根莖葉洗干凈（用水-鹽酸-離子水）后烘干，研磨消化（用高氯酸、硝酸混合液），容量瓶定容。

1.3 測定方法

1.3.1 土壤表層銅含量與污染年份的關系 在污染不同年份的地方取0～5cm土壤作為表層土壤，測定各土壤中的銅離子含量。

1.3.2 銅滲透深度的測定 選取受銅污染程度不同的地方分別用鉆探打孔的方法取地下0.1m、0.5m、1m、1.5m、2m土壤作為樣品，測定各深度的土壤中銅離子的含量。

1.3.3 香根草生長與根系的關系 選擇由廣州市香根草業科技有限公司提供的香根草作樣本，測定同一規格、同一根長的香根草（根長0.35m）經過3、6、9、12、24個月的生長后根系的長度。

1.3.4 香根草生長時間與土壤銅的含量關系 測定香根草在受污染4a的土壤中生長了3、6、9、12、24個月后縱深1m的土壤中銅離子含量變化。

1.3.5 香根草中銅的含量與土壤的銅含量關系 測定香根草在受污染4a的土壤上種植不同時間后，土壤中含銅離子的量和香根草中銅離子含量變化。

2 結果與分析

2.1 土壤表層銅含量與污染年份的關系 圖1表明：土壤表層銅離子的含量隨著受銅污染年份的增長而升高。其中，受銅污染1～2a土壤表層中銅離子含量升幅較少，在受污染3～4a土壤表層中銅離子含量升幅較大，而5～6a后土壤表層銅離子含量升幅又變得平緩。這說明隨著受銅污染年份的增長，土壤表層中的銅離子增多，時間越長，越趨飽和。

2.2 銅滲透深度測定 表1和圖2表明銅離子含量隨著土壤縱深的增大，呈先上長后下降的趨勢，剛開始隨著縱深的增長而增大，在一個深度達到一個高峰，隨后隨著縱深的加大反而下降。這表明了銅離子隨著銅離子污染年份的增大而向土壤深處進行滲透，滲透到一定的深度時達到高峰，年份越長，高峰出現得更深處，然后在更深處銅離子含量反而變小。

2.3 香根草生長時間與根系關系 圖3數據顯示：香根草的根系數長度隨著生長時間不同一直呈上升趨勢。根系在地下生長主要是須根呈網狀生長，沒有主根，須根發達，隨著生長時間的延長根系越長越長，在24個月后更達到2.65m。

2.4 香根草生長時間與土壤銅含量關系 圖4說明，土壤中銅含量隨著香根草生長時間的增長而下降。受污染的土壤中銅的含量隨著滲透的深入，銅的含量漸增大，從表1得知受銅傳染4a的土壤在1m處是滲透濃度最大的地方，種植了香根草后土壤中銅離子的含量隨著香根草的生長時間越長，土壤中銅離子含量逐漸減少，在24個月后達到最低156mg/kg。這說明了隨著香根草的不斷生長，根系不斷延伸，對土壤中的銅離子不斷富集，使土壤中的銅離子含量逐漸減少。

2.5 香根草中銅的含量與土壤的銅含量關系 表2顯示香根草中銅的富集含量隨著生長時間的延長越來越多，把土壤中所含的銅離子大部分富集，而土壤中所含的銅離子卻逐漸減少。

3 結果與討論

研究結果顯示，土壤表層的銅離子的含量隨著受銅污染年份增長而升高，受污染的土壤中銅離子隨著污染年份的增大而向土壤深處進行滲透，在一定的深度達到最大值，最大銅離子含量隨著受污染的年份時間的久遠而出現在土壤的更深處，隨后銅含量又逐漸減少。因而，在對受銅污染的土壤的治理時，應了解銅離子滲透的深度，在進行生物降解時應選擇根系發達的植物進行治理，而香根草恰好具備這個特點，可以作為首選植物。香根草種植2a后土壤中銅離子的含量從450mg/kg降至154mg/kg，有望在把種植2a的香根草挖取后再種植1～2輪后受污染的土壤的含銅量達到國家農田標準（100mg/kg）。從本次研究所得結果分析得知，香根草可作為治理清遠石角地區銅污染的首選植物。

參考文獻

[1]陳凱，胡國謙，饒輝茂，等.紅壤坡地柑桔園栽培香根草的生態效應[J].生態學報，1994，14（3）：249-254.

[2]史春瓊，黃光團.利用香根草吸收水體底泥中重金屬Cu的效能分析[J].凈水技術，2013，3（3）：82-84.

[3]夏漢平，束文圣.香根草和百喜草對鉛鋅尾礦金屬的抗性與吸收差異研究[J].生態學報，2001（21）：1 121-1 129.

[4]韓露，張小平，劉必融，等.香根草對土壤中幾種重金屬離子富集能力的比較研究[J].生物學雜志，2005，10（3）：20-23.

[5]龍健，黃昌勇，滕應，等.天臺鉛鋅礦區香根草（Vetiveriaziz anioides）等幾種草本植物的重金屬耐性[J].應用與環境生物學報，2003，9（3）：226-229.

[6]楊兵，藍崇鈺，束文圣.香根草在鉛鋅尾礦上生長及其對重金屬的吸收[J].生態學報，2005，10：45-50.

[7]徐德聰，詹婧，陳政，等.種植香根草對銅尾礦廢棄地基質化學和生物學性質的影響[J].生態學報，2012，9（8）：5 683-5 690.

[8]廖芳芳，葛皓，王海霞，等.香根草對煤矸石山砷富集作用初探[J].福建熱作科技，2013，1（4）：9-12.

[9]李文慶，張民，束懷瑞，等.蘋果園土壤中銅的含量及形態特征研究[J].園藝學報，2005.32（5）：769-772.

（責編：張宏民）