園林植物中重金屬元素檢測(cè)及其對(duì)重金屬污染土壤修復(fù)綜述

王夢(mèng)軍 ，韓張雄 ，董抒浩 ，張 成 ，陳 恕

（1.西安市綠化養(yǎng)護(hù)管理處，陜西 西安 710032；2.國(guó)土資源部 西安礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心，陜西 西安 710054）

1 重金屬富集園林植物的選擇

重金屬對(duì)周?chē)h(huán)境及環(huán)境中的生物均有毒害作用，目前對(duì)重金屬污染的研究已在多個(gè)領(lǐng)域開(kāi)展。重金屬對(duì)生物的毒害作用主要是由于環(huán)境中重金屬元素超過(guò)生物生理或生長(zhǎng)所能承受的量時(shí)，重金屬影響生物正常生長(zhǎng)發(fā)育的的作用[1-2]。城市工業(yè)區(qū)屬于重金屬污染的重點(diǎn)區(qū)域，重金屬主要通過(guò)工業(yè)生產(chǎn)及廢棄物處理等途徑產(chǎn)生，如果處理不當(dāng)，則會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成污染。

城市工業(yè)區(qū)用于綠化的植物，需要長(zhǎng)期生長(zhǎng)在重金屬脅迫的環(huán)境下，因此，受到重金屬的影響較大，隨著土壤中重金屬含量的增加，以及時(shí)間的延長(zhǎng)，植物受到重金屬的毒害作用也會(huì)增大[3-4]。同時(shí)由于城市工業(yè)區(qū)污染重金屬種類(lèi)較多，因此在選擇園林綠化植物時(shí)，需考慮不同重金屬所能帶來(lái)的脅迫作用。

植物體內(nèi)重金屬元素大部分積累于植物根部，主要結(jié)合方式為蛋白質(zhì)結(jié)合態(tài)，只有少部分通過(guò)植物的吸收作用，傳輸至地上部分[5]。但對(duì)于重金屬富集植物來(lái)說(shuō)，則可以通過(guò)吸收，將大量重金屬?gòu)耐寥乐修D(zhuǎn)運(yùn)至植物地上部分，并通過(guò)植株死亡起到將重金屬?gòu)耐寥乐腥コ淖饔谩?/p>

大部分重金屬在植物整個(gè)生長(zhǎng)期屬于非必需元素，其在植物體內(nèi)大量積累，達(dá)到一定含量時(shí)，則會(huì)降低植物的生理指標(biāo)，造成植物生長(zhǎng)困難，進(jìn)而造成植物生長(zhǎng)緩慢，生產(chǎn)量降低[6-7]。而在城市工業(yè)區(qū)園林植物選育過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)選擇對(duì)生長(zhǎng)地塊重金屬耐性較高的植物。

2 園林植物中重金屬元素檢測(cè)方法

在城市工業(yè)區(qū)種植園林植物主要目的一方面在美化環(huán)境的同時(shí)修復(fù)土壤中重金屬污染，另一方面也可作為重金屬生物毒性預(yù)警。在這一過(guò)程中需要對(duì)園林植物中重金屬進(jìn)行監(jiān)測(cè)，因此，利用合適的檢測(cè)方法，可以快速準(zhǔn)確地獲得園林植物中重金屬的含量。

2.1 原子吸收分光光度法（AAS法）

原子吸收分光光度法是比較傳統(tǒng)的重金屬檢測(cè)方法，也是應(yīng)用最早，使用最廣泛的分析方法[8]。其主要包括火焰原子吸收和石墨爐原子吸收兩種。在利用火焰原子吸收測(cè)定植物中重金屬時(shí)，儀器靈敏度相對(duì)較高，且抗干擾能力強(qiáng)，費(fèi)用較低等特點(diǎn)；而利用石墨爐原子吸收檢測(cè)時(shí)，對(duì)樣品要求相對(duì)較高，需要去干擾，但檢測(cè)結(jié)果精度較高。利用火焰原子吸收一般可以測(cè)定植物中鐵、錳、銅、鉛、鋅、鎘等元素，而利用石墨爐原子吸收可以測(cè)定鉛、鋅、鎘、銀等元素，其精密度和準(zhǔn)確度均較高[9]。

2.2 氫化物發(fā)生-原子熒光法（HG-AFS法）

將植物樣品消解后，經(jīng)還原后，利用氫化物發(fā)生使待測(cè)元素以還原態(tài)的共價(jià)氫化物存在，然后以氬氣為載氣，在原子化器中進(jìn)行原子熒光測(cè)定[10]，一般情況下，利用氫化物發(fā)生-原子熒光分光光度法可以對(duì)植物樣品中砷、銻、鉍、汞、硒、碲、鍺等元素進(jìn)行測(cè)定。

2.3 紫外-可見(jiàn)光分光光度法

紫外-可見(jiàn)光分光光度法相對(duì)比較傳統(tǒng)[11]，在測(cè)定植物樣品中重金屬含量主要是利用合適的絡(luò)合劑將重金屬絡(luò)合顯色，然后利用分光光度計(jì)測(cè)定。利用本法檢測(cè)重金屬操作簡(jiǎn)便、儀器靈敏度高，且儀器運(yùn)行成本相對(duì)較低，因此在早期植物樣品檢測(cè)過(guò)程中也應(yīng)用較為普遍，但隨著儀器的發(fā)展，由于其絡(luò)合劑選擇相對(duì)較為繁瑣，且大都為劇毒試劑，逐漸被淘汰[12]。

3 園林植物對(duì)重金屬污染土壤的修復(fù)

植物對(duì)土壤中重金屬的修復(fù)技術(shù)主要包括植物固定作用、植物提取作用、植物揮發(fā)作用以及植物促進(jìn)作用等[13-14]。植物固定作用主要指植物利用其對(duì)重金屬吸收或吸附作用，使重金屬元素固定于植物體內(nèi)或體表的一種修復(fù)方法，主要利用植物對(duì)重金屬脅迫具有一定的閾值范圍，適用于輕度重金屬污染；植物提取作用主要利用超富集植物，將土壤中重金屬富集，然后通過(guò)工業(yè)提取，達(dá)到綜合利用的目的，適用于重金屬污染較為嚴(yán)重，且已知污染重金屬，利用特定植物修復(fù)的一種方法；植物揮發(fā)作用則是利用植物強(qiáng)大的蒸騰作用以及某些特殊重金屬的易揮發(fā)性，將植物從土壤中去除，排入周?chē)h(huán)境的一種方法，如土壤中汞的修復(fù)，此法雖能暫時(shí)降低土壤中重金屬含量，但又會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成污染；植物促進(jìn)作用主要通過(guò)植物根系分泌有機(jī)酸對(duì)土壤中重金屬進(jìn)行微環(huán)境毒性改變或活化處理，再通過(guò)植物吸收以達(dá)到去除土壤中重金屬污染的一種方法。園林植物對(duì)城市工業(yè)區(qū)重金屬的修復(fù)作用主要包括其利用對(duì)土壤中重金屬元素的吸收、積累，并將其固定于植物體內(nèi)或葉表面，通過(guò)植物更新去除已吸附重金屬的植物，通過(guò)長(zhǎng)期更替，從而有效的降低周?chē)h(huán)境中重金屬元素含量。

園林植物對(duì)城市工業(yè)區(qū)土壤中重金屬的修復(fù)作用主要通過(guò)收割植物，更替栽培實(shí)現(xiàn)降低土壤中重金屬含量，因此在植物生長(zhǎng)期間，應(yīng)當(dāng)盡量讓植物吸收土壤中重金屬，通過(guò)施加螯合劑或絡(luò)合劑可以有效地提高土壤中重金屬的有效態(tài)含量[15-16]，因此，在園林植物栽培和生長(zhǎng)過(guò)程中，應(yīng)盡量施加具有螯合或絡(luò)合作用的肥料，促進(jìn)植物對(duì)土壤重金屬的吸收。

4 園林植物修復(fù)重金屬污染土壤研究展望

一般研究認(rèn)為，園林植物的主要功能在于美化周?chē)司迎h(huán)境，但是隨著城市工業(yè)化發(fā)展，以及人們對(duì)生態(tài)安全的重視[17]，園林植物的功能多樣性日漸顯現(xiàn)，尤其是在城市工業(yè)區(qū)。由于城市工業(yè)區(qū)的特殊性，其存在的污染危害更大，因此城市工業(yè)區(qū)的園林植物既要滿(mǎn)足美化環(huán)境的要求，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)具有修復(fù)污染的功能。重金屬污染不僅破壞土壤的生態(tài)環(huán)境，同時(shí)通過(guò)食物鏈攝入及人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)攝入，威脅到人類(lèi)生存安全，所以在城市工業(yè)區(qū)進(jìn)行園林綠化的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮其土壤污染狀況，選擇合適的植被類(lèi)型，盡量做到既美化環(huán)境，同時(shí)又能夠治理污染。