幾種花卉對鉛污染土壤的修復能力

崔爽+劉藝蕓+孫秀菊+等

摘要：為尋找鉛污染土壤凈化和景觀化的材料，采用盆栽方法研究了3種花卉對鉛污染土壤的修復能力。結果表明，供試花卉中瓜葉菊地上部富集鉛的量最大，積累鉛能力最強，其次為六倍利，串紅吸收鉛能力最弱。在土壤鉛濃度為1 g/kg時，瓜葉菊、六倍利耐受性較強，可用作鉛污染土壤的穩(wěn)定修復植物。

關鍵詞：土壤修復；鉛；污染；瓜葉菊；六倍利；串紅

中圖分類號： X171文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）06-0352-02

收稿日期：2013-11-05

基金項目：國家自然科學基金 （編號：31100375）；遼寧省科學技術計劃（編號：2012212001）。

作者簡介：崔爽（1978—），女，吉林長春人，博士，副教授，研究方向為污染土壤修復。E-mail： ccshuang@163.com。據(jù)粗略統(tǒng)計，過去50年中全球排放到環(huán)境中的鉛達到7.83×105 t，其中有相當部分進入土壤。目前國內外很多地區(qū)土壤受到鉛污染[1]。經(jīng)調查，遼寧、山東、河北、河南、江蘇、安徽等很多省份的土壤都受到不同程度和不同范圍的重金屬鉛污染。土壤鉛污染會產生一系列問題，使生態(tài)系統(tǒng)正常功能遭到破壞，對人類健康和生態(tài)系統(tǒng)造成巨大威脅[2]，因此對重金屬鉛污染土壤的治理和修復十分緊迫。污染土壤植物修復技術費用低廉，不破壞場地結構，不造成地下水環(huán)境二次污染[3-6]。將花卉植物應用于污染土壤修復方面具有巨大潛力。花卉可以美化環(huán)境，且種植在污染土壤后不會進入食物鏈，因此，如果其對污染物耐受性良好或能夠在體內積累某種污染物，就可以成為比較理想的修復植物，尤其是針對中等面積或大面積的土壤污染[7]。本研究探討了幾種花卉對鉛的耐性及對鉛的富集特性，旨在為鉛污染環(huán)境的凈化和景觀化提供材料。

1材料與方法

1.1花卉種類

供試植物為一年生、二年生草本花卉，其種子購自北京中國林木種子公司。供試花卉分別為瓜葉菊（Senecio cruntus）、六倍利（Lobelia erinus）、串紅（Salvia splendens）（表1）。

花卉

名稱科、屬生活型高度

（cm）習性瓜葉菊 菊科、千里光屬多年生，多作一年生栽培20～50陽性六倍利山梗菜科、山梗菜屬一年生20～30喜陽光串紅 唇形科、鼠尾草屬多年生，多作一年生栽培30～80陽性

1.2盆栽試驗

依據(jù)GB 15618—1995《土壤環(huán)境質量標準》[8]和已有資料，本研究設定土壤Pb污染處理濃度為1 g/kg，相當于GB 15618—1995《土壤環(huán)境質量標準》中土壤Pb三級標準值的2倍，這一污染水平與遼寧省土壤鉛污染平均狀況大體相符[9]。

將供試土壤風干并過4 mm篩后，與一定量的固態(tài) Pb（NO3）2 分析純試劑充分混勻，裝入塑料盆中，平衡半年后待用，并設對照處理CK（不加Pb）。選擇生長一致的幼苗，分別移栽入各處理盆中，每盆栽3棵苗，每個處理重復3次。花卉成熟后收獲植株[7]，將收獲的花卉樣品分為根、莖、葉、花等4部分，用去離子水沖洗去除泥土和污物，瀝去水分，烘至恒重，稱量植物各部分干質量，植物樣品粉碎備用。采用 HNO3-HClO4 消化法、原子吸收分光光度計（AAS，Hitachi 180-80）測定植物樣品中Pb含量[7]。

2結果與分析

2.1觀賞花卉對土壤鉛的富集特征

2.1.1花卉各器官鉛含量由表3可見，在鉛污染土壤中生長的六倍利和串紅各器官鉛含量的分布情況為根>莖>葉>花，根中鉛含量最高，花中鉛含量最低，鉛主要富集在植物根部，從根部向上部鉛含量逐漸減少。瓜葉菊鉛含量的分布情況為根>葉>莖>花。瓜葉菊地上部吸收鉛量最大，富集鉛能力最強，其次為六倍利，串紅的鉛富集能力最弱。六倍利根中Pb含量超過1 g/kg。

表3花卉的Pb積累特征

花卉名稱處理Pb含量（mg/kg）根莖葉花地上部瓜葉菊CK8.77 8.83 11.10 5.3110.75 Pb953.20 95.81 100.60 10.5399.86 六倍利CK18.90 1.25 2.87 0.60 2.14 Pb1 341.01 129.55 31.32 5.83 70.08 串紅CK26.47 7.21 12.46 6.32 9.64 Pb878.93 75.34 23.93 11.77 43.80

本研究中，3種花卉根部及地上部鉛含量均極顯著高于對照（P<0.01）。其中，鉛污染組瓜葉菊的根、莖、葉、花中鉛含量分別為對照組的108.7、10.9、9.1、2.0倍，地上部整體鉛含量為對照組的9.3倍。鉛污染組六倍利的根、莖、葉、花中鉛含量分別為對照組的71.0、103.6、10.9、9.7倍，地上部整體鉛含量為對照組的32.7倍。 鉛污染組串紅的根、莖、葉、花中鉛含量分別為對照組的33.2、10.4、1.9、1.9倍，地上部整體鉛含量為對照組的4.5倍（表3）。

2.2.2土壤鉛污染對花卉轉移系數(shù)、富集系數(shù)的影響由表4可見，瓜葉菊的Pb富集系數(shù)最大，具有較強的Pb積累能力，但這些花卉對Pb的富集系數(shù)均小于1，對Pb的超積累能力較弱。瓜葉菊的轉移系數(shù)最大，向地上部轉移Pb的能力最強，但3種花卉的轉移系數(shù)均小于1，表現(xiàn)為根部重金屬Pb含量大于地上部Pb含量。

種花卉對鉛的轉移系數(shù)及富集系數(shù)

植物種類轉移系數(shù)富集系數(shù)瓜葉菊0.100.10六倍利0.050.07串紅0.050.04

2.2土壤鉛污染對花卉生物量的影響

土壤鉛污染刺激了六倍利地上部的生長，鉛污染組的六倍利地上部生物量略高于對照；土壤鉛污染處理下瓜葉菊、串紅地上部生長受到一定抑制，鉛污染組的地上部生物量均低于對照，瓜葉菊與對照無顯著差異，但是串紅與對照間的差異達到顯著水平（P<0.05）。六倍利和瓜葉菊對鉛的耐受性較強，可用作鉛污染土壤的穩(wěn)定修復植物。

3結論

瓜葉菊、六倍利、串紅對鉛的富集系數(shù)和轉移系數(shù)均小于1。瓜葉菊地上部富集鉛的能力最強，其次為六倍利，串紅的鉛富集能力最弱。串紅對鉛污染的耐受性較差，瓜葉菊、六倍利對鉛污染的耐受性較強，可用作鉛污染土壤的穩(wěn)定修復植物。

參考文獻：

[1]孫鐵珩，周啟星，李培軍. 污染生態(tài)學[M]. 北京：科學出版社，2001.

[2]柳丹，潘凡，楊肖娥. 鉛富集植物對鉛的吸收及其耐性生理機制進展研究[J]. 池州師專學報，2007，21（5）：88-91.

[3]周啟星，宋玉芳. 植物修復的技術內涵及展望[J]. 安全與環(huán)境學報，2001，1（3）：48-53.

[4]Cui S，Zhang T A，Zhao S L，et al. Evaluation of three ornamental plants for phytoremediation of Pb-contamined soil[J]. International Journal of Phytoremediation，2013，15（4）：299-306.

[5]Turgut C，Pepe M K，Cutright T J. The effect of EDTA and citric acid on phytoremediation of Cd，Cr，and Ni from soil using Helianthus annuus[J]. Environmental Pollution，2004，131（1）：147-154.

[6]Cui S，Zhou Q X，Wei S H，et al. Effects of exogenous chelators on phytoavailability and toxicity of Pb in Zinnia elegans Jacq[J]. Journal of Hazardous Materials，2007，146（1/2）：341-346.

[7]崔爽，周啟星，李萍，等. 幾種觀賞花卉對土壤鉛的吸收特性和抗性能力研究[J]. 江西科學，2009，27（1）：157-160.

[8]夏家淇. 土壤環(huán)境質量標準詳解[M]. 北京：中國環(huán)境科學出版社，1996.

[9]周啟星，宋玉芳. 污染土壤修復原理與方法[M].

3結論

瓜葉菊、六倍利、串紅對鉛的富集系數(shù)和轉移系數(shù)均小于1。瓜葉菊地上部富集鉛的能力最強，其次為六倍利，串紅的鉛富集能力最弱。串紅對鉛污染的耐受性較差，瓜葉菊、六倍利對鉛污染的耐受性較強，可用作鉛污染土壤的穩(wěn)定修復植物。

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3結論

瓜葉菊、六倍利、串紅對鉛的富集系數(shù)和轉移系數(shù)均小于1。瓜葉菊地上部富集鉛的能力最強，其次為六倍利，串紅的鉛富集能力最弱。串紅對鉛污染的耐受性較差，瓜葉菊、六倍利對鉛污染的耐受性較強，可用作鉛污染土壤的穩(wěn)定修復植物。

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