常見園林樹種的葉片重金屬元素含量及富集特征

楊海東，鄒桂逢，李莉，朱曉武

(汕頭市林業科學研究所，廣東 汕頭 515044)

土壤是人類賴以生存的重要自然資源，也是人類生存環境的重要組成部分。隨著工業化城市化的發展加劇，工農業污染不達標排放以及生活垃圾的隨意丟棄引起的重金屬(如Pb、Cd、Ni、Cu、Hg)污染日趨嚴重，由于重金屬污染物具有長期性、隱蔽性等特點，最終經水或土壤等媒介直接或間接進入人體對人類的健康產生很大的影響[1]。同時，植物吸收重金屬元素超出一定的范圍時也會造成植物中毒，從而影響植物的正常生長發育[2,3]。

20世紀80年代末期開始，汕頭市潮陽區貴嶼鎮涉足廢棄電器電子產品的回收處理，逐步發展成為全國最大的廢舊家電回收利用基地。由于技術、資金等方面的限制，拆解戶大多采用粉碎、焚燒、酸洗等落后的拆解工藝技術進行回收利用，造成當地嚴重環境污染。近幾年通過環境污染治理已得到極大的改善，但仍然需要通過進一步的植物修復來逐步緩解污染狀況。

由于重金屬元素進入土壤后比較穩定，土壤污染后，通常比較難治理和消除，用物理化學修復方法成本高，且容易再次污染，效果不好[4,5]。而植物修復是植物通過將土壤中的重金屬吸收遷移來減少土壤中重金屬含量的有效方法[6,7]。近年來，植物修復技術取得了較大的研究進展，全世界目前已發現400多種超富集植物[8]。園林植物是城市生態系統的重要組成部分，在凈化空氣、降低噪音調節氣候、美化環境以及改善城市生態環境等方面起著重要的作用[9]。本研究以廣東省內常見的園林植物為研究對象，在汕頭市貴嶼鎮重金屬污染區栽種15種常見園林植物，對葉片的重金屬含量進行測定分析。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

貴嶼鎮位于汕頭市潮陽區西部，地理坐標116°19′—116°23′ E，23°18′—23°25′ N。地處練江平原，北依小北山，南瀕練江，東接谷饒、銅盂兩鎮，西與普寧市相連。屬南亞熱帶氣候區，年平均氣溫21.4 ℃，年均降水量1 386 mm。

1.2 研究對象

2017年9月在廣東省汕頭市貴嶼鎮電子垃圾污染區仙馬村種植小葉榕(Ficusconcinna)、水翁(Cleistochlyxoperculatus)、夾竹桃(Neriumindicum)、陰香(Cinnamonumburmanni)、山杜英(Elaeocarpussylvestris)、臺灣相思(Acaciaconfusa)、假連翹(Durantarepens)、木麻黃(Casuarinaequisetifolia)、灰莉(Fagraeaceilanica)、秋楓(Bischofiajavanica)、簕杜鵑(Bougainvilleaspectabilis)、雞冠刺桐(Erythrinacrista-galli)、高山榕(Ficusaltissima)、大葉相思(Acaciaauriculiformis)、簕仔樹(Mimosabimucronata)等15種常見園林植物。

1.3 試驗方法

樣品采集時間為2018年9月，采集葉片樣品時，測量每種植物所栽種的平均高度和胸徑，選擇樹高、胸徑最接近的一株植物，分別采集東南西北4個方向的成熟葉片，將不同方位的葉片一起混合均勻，3次重復，然后帶回實驗室，用自來水沖洗干凈，然后放入烘箱中105 ℃殺青，烘干至恒質量，烘干后的樣品用粉碎機粉碎，過篩，將樣品放于密封袋中保存，備用。

采集土壤樣品中，在樣地采用隨機布點法，采集10個樣點(0～20 cm層)的土壤，每個樣點3次重復，在取樣點2 m×2 m區域內的四個頂點和中心，分別采集0～20 cm表層土壤約1 kg， 混勻后用四分法取約1 kg作為該點的混合樣品。

1.4 樣品測定

重金屬元素(Pb、Cd、Ni、Cu)采用三酸消煮-火焰原子吸收分光光度法；Hg采用冷原子吸收分光光度法，用紫外可見分光光度計測量。

1.5 數據分析

采用Excel2007及SPSS19.0對數據進行處理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 土壤重金屬元素含量及相關性

表1 土壤層(0～20 cm)重金屬含量

與廣東省土壤背景值相比，除了Ni含量沒有超標，其余4種元素含量均不同程度的超標，Pb、Cd、Cu、Hg分別是省土壤背景值的1.32、1.61、2.99、1.10倍。

由重金屬含量的相關性則可推測出其來源是否相同。由表2可看出，Pb與Cd、Ni、Cu的相關系數分別為0.881、0.967和0.964，呈極顯著相關；Cd與Ni、Cu呈顯著相關，相關系數分別為0.772和0.750；Ni與Cu呈極顯著相關，相關系數為0.988，表明Pb、Cd、Cu、Hg以及Ni這5種元素的來源可能相同，都是受酸洗等不合理的排放所致。

2.2 植物葉片重金屬含量分布特征

表2 土壤重金屬含量的相關性

* *，* 分別表示在P<0. 01與P<0. 05水平上顯著相關。

表3 植物葉片重金屬含量 mgkg-1

2.3 植物葉片重金屬的富集系數

表4 植物葉片的重金屬富集系數

富集系數是指植物器官重金屬含量與土壤重金屬含量的比值，是衡量植物吸收重金屬能力的重要指標，富集系數越高，表明植物吸收重金屬元素的能力越強。不同植物對于各重金屬元素的富集能力因物種的差異而不同。由表4可知，這20種植物葉片對Pb的富集系數較低，范圍為0.012～0.048；各植物葉片對Cd的富集系數范圍為0.153～3.148，其中假連翹葉片的富集能力最強，富集系數達3.148，木麻黃、夾竹桃次之，富集系數分別為2.416和2.072； Ni的富集系數范圍為0.134～1.365，其中山杜英、臺灣相思和假連翹葉片富集能力較強，富集系數分別為1.365、1.092和1.043；對Cu的富集系數范圍為0.07～0.404，以大葉相思的富集能力最強，為0.404；對Hg的富集系數范圍為0.035～1.939，其中雞冠刺桐的富集系數最高，為1.939。

3 結論

貴嶼鎮的土壤重金屬含量表現為Cu>Pb>Ni>Cd>Hg，均已超出廣東省土壤背景值，達到一定程度的污染，且污染源相同，是由于長期進行電子垃圾酸洗后的不達標排放所致。

不同園林植物葉片的重金屬富集能力由于生物學特性等差異表現出不同的效果。15種植物對Pb的富集系數普遍較低；Cd富集系數最高的植物是假連翹，富集系數為3.149；Ni富集系數最高的是山杜英，為1.365；Cu富集系數最高的是大葉相思，為0.404；Hg的富集系數最高的是雞冠刺桐，為1.939。