兩種挺水植物對水中砷的吸收轉運及形態轉化差異

中圖分類號：X52 文獻標志碼：A 文章編號：1674-3075（2025）03-0001-12

砷及其化合物是一類常見的有毒污染物，砷的毒性依賴于其化學形態，通?？扇苄詿o機砷的毒性遠大于有機砷（Hasegawaetal，2019）。在天然水體中，砷主要以無形態下的砷酸鹽[As（V]、亞砷酸鹽[As（III）]存在（Jiangetal，2024）。其中，As（V）在富氧水體中占優勢，As（III）則主要存在于缺氧水體（如地下水）中（車霏霏等，2021）。水體中的砷大部分會由水相轉入懸浮物（包括藻類、原生動物、細菌、粘土、泥沙等），再隨懸浮物的沉降進入沉積物，沉積物中的砷在一定環境條件影響下可重新釋放進入水相（涂可為等，2024）。水體中的砷亦可在水生生物中累積，并隨食物鏈傳遞至人體產生毒性作用（再茂霞等，2024）。As（V與磷酸鹽在化學結構上具有極高的相似性，干擾磷酸鹽的代謝，As（III）則易與蛋白質的巰基（-SH）結合而影響蛋白質的結構和功能，As（III）的生物毒性是As（V）的60倍（Navarroetal，2021;Singhetal，2021）。長期接觸被砷污染的水和食物易誘發皮膚病變、心血管疾病以及多種癌癥（Khanetal，2019）。目前，世界衛生組織（WHO）和我國規定砷在飲用水中的限值為 0.01mg/L（GB5749-2022） 。

隨著采礦、冶煉、農藥及顏料生產等人類活動的加劇，云南陽宗海、岳陽新墻河和商丘大沙河等地出現過砷濃度嚴重超標問題，極大地威脅著當地生態環境和居民生命安全（吳萬富等，2015）。面對嚴峻的砷污染態勢，研究人員開展了大量除砷技術的研究。吸附、混凝沉淀、離子交換、化學氧化等方法雖然各有優勢，但存在處理成本高、易產生二次污染等問題，不適于天然水體砷污染修復。相較之下，植物修復技術具有環境友好、成本低廉以及美觀等優點，對于受砷污染河流湖泊的治理無疑更具有優勢。一般而言，水生植物可通過植物提取、植物固定、根系過濾和植物揮發等途徑固定或轉化水體中的重金屬（李鋒民等，2021）。但不同的水生植物對重金屬的固定或轉化能力存在差異，因此有必要對用于砷污染水體修復的水生植物進行篩選，開發出適宜于砷污染水體修復的水生植物資源。

作為湖濱帶濕地生態系統的重要組成部分，挺水植物的根及根狀莖生長在底泥中，莖和葉挺出水面，對賦存在水相和沉積物（固相）中的重金屬具有富集能力，在陸源污染物的傳輸攔截和污染水體的水質凈化等方面發揮重要作用（任偉等，2019）。香蒲（T.orientalis）和千屈菜（L.salicaria）均是我國湖濱帶濕地水生植物的常見物種，能夠有效去除水中的氮、磷，同時具有較好的重金屬抗性（張詩雯等，2021；夏桐桐等，2024）。香蒲生長快、抗逆性強，能夠富集鉛、鎘、銅、鉻、鎳、錳等重金屬（Dumanetal，2015）。它不僅對鉛和錳的富集能力高于黃菖蒲（Irispseudacorus）、兩棲蓼（Polygonumamphibium）、穗狀狐尾藻（Myriophyllumspicatum）和鼓凸浮萍（Lemnagibba）（Miloskovicetal，2013），而且可以在神含量為 600mg/kg 的濕地底泥中完成生命周期（陳天等，2020）。千屈菜是一種廣泛分布的多年生草本植物，其根系十分發達，能夠吸收水中的重金屬，能在含有銅、鋅、鉻等重金屬的廢水中正常生長（Sunetal，2013；Marchand etal，2014）。千屈菜在 10.0mg/kg 處理時的鎘積累量高于蒲草（T.angustifolia）、水生鳶尾（I.tectorum）和再力花（Thaliadealbata）（周慧和寇太記，2021）。目前，關于挺水植物凈化天然水體的研究多集中于控制富營養化水體中營養鹽含量，但其對不同形態無機砷的吸收、轉運及轉化機制研究還較少。本研究以香蒲和千屈菜為對象，分析其營養器官對不同濃度As（V）、As（III的吸收轉運和形態轉化差異，以期為挺水植物在砷污染水體修復工程中的應用提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

香蒲（Torientalis）和千屈菜（L.salicaria）購買自江蘇省宿遷市某水生植物園。帶回實驗室后，用自來水沖洗干凈，再用超純水沖洗3遍，保證植株表面不含其他雜質離子。將清洗干凈的植株插入 15% 改良Hoagland's營養液 （pH6.5±0.5） 號（Chenetal，2015）中馴化7d備用。培養條件如下：日間溫度（ 26±1 ） ^°C ，夜間溫度（ 22±1 ） ^°C ，光照強度112μmol/（m²?s） ，光暗周期比為 12h：12h 。

1.2試驗設計

馴化培養后，挑選出大小一致且生長狀態良好的香蒲和千屈菜（其初始生長狀態見表1），分別移栽于 800mL 含有 As（ΔV）（Na₃AsO₄） 或As（II） 的 15% 改良Hoagland's營養液中。本試驗根據廣西河池錫多金屬礦區（ 128.16μg/L 和云南文山州砷渣處理場 （780.48μg/L 兩個典型砷污染場地的監測數據，設置 As（V） 和As（II）的濃度梯度。As（V）和As（III）分別設200、500和 1000μg/L3 個處理濃度，并設空白對照組。每個處理設置3個平行，每個平行種植3株植物。香蒲的生長周期為 31d 千屈菜的生長周期為 45d 。實驗過程中，每隔2d向營養液中加入一定量的超純水，用來補充因蒸騰作用失去的水分，以保持營養液的體積不變。

表1香蒲和千屈菜的初始生長狀態

1.3總砷的測定

1.3.1溶液中總砷的測定取水樣 3mL ，經 0.22μm 醋酸纖維素膜過濾兩次，收集的濾液用 10%HNO₃ 酸化，再用電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS，Agilent7700×） 測定水樣中的總砷含量。植物對溶液中砷的去除率（Removalefficiency，RE）通過公式 ① 計算：

R_E=[（C₀-C_t）/C₀]×100%

式中： C₀ 表示溶液中砷的初始濃度（ Π_|ug/L| ）， C_t 表示取樣時溶液中砷的濃度 （μg/L） 。

1.3.2植物樣品中總砷的測定植物樣品收獲后，用超純水沖洗干凈。再將植物根系浸泡于磷酸鹽洗脫液中超聲 10min ，用超純水再次沖洗后，吸水紙擦干表面水分。所有植物鮮樣分離成根、莖和葉3部分，經冷凍干燥后研磨成粉。準確稱量干燥粉末樣品0.1g （根）或 0.2g （莖、葉），置于聚四氟乙烯消解罐中，加入 4.0mL 濃 HNO₃ 和 1.0mLH₂O₂ ，使用微波消解儀對其進行消解。消解液冷卻至室溫后，用0.22μm 醋酸纖維素膜過濾，收集的濾液用ICP-MS（Agi-lent 7700× 進行植物樣品中總砷含量測定。生物富集系數（BCF）用于量化植物體中砷含量與水中砷濃度的比值，轉運系數（TF）表征植物地上部分（莖和葉）與地下部分（根）中的砷含量比值。BCF和TF的計算方法如下：

B_CF=C_p/C_W

T_F=C_A/C_U

式中： C_P 表示植物體內砷含量 （mg/kg） ）， C_w 表示培養液中砷濃度 （μg/L），C_A 表示植物莖和葉中砷含量 表示植物根中砷含量 （mg/kg） 。

1.4植物樣品中砷形態的測定

準確稱量干燥粉末樣品 0.2g ，置于聚四氟乙烯消解罐中，加入 10.0mL1%HNO₃ 溶液 下微波萃取 90min 。萃取液冷卻至室溫后， 9000r/min 離心 30min ，取上清液過 0.22μm 醋酸纖維素膜。使用高效液相色譜儀（HPLC，Agilent1260）和ICP-MS（Agilent 7700× 同時分離和測定植物樣品中不同形態的砷。

1.5數據統計分析

使用 SPSS 26.0進行單因素方差分析（one-wayANOVA），檢驗各組數據之間是否存在顯著性差異（Plt;0.05 為具有顯著性差異）。使用Origin2022繪圖，圖中不同英文字母（ 表示同一植物器官中不同砷處理組間存在顯著差異 （Plt;0.05） ，不同拉丁字母（a，β 和 γ 表示同一砷處理組中不同植物器官間存在顯著差異 （Plt;0.05） 。

2結果與分析

2.1香蒲和千屈菜對水中As的去除率

香蒲和千屈菜均對水中As（V）、As（III）有較好的去除作用，但對不同濃度的兩種無機砷形態的去除效果存在較大差異。香蒲對As（V）和As（II）的去除率均在 1000μg/L 處理濃度下最低，但整體而言，香蒲對As（II）的去除率均低于 As（V） ，即200、500和 1000μg/L 條件下As（V）去除率可達到80.84%.79.63%.72.14% ，但對200、500和 1000μg/L 條件下As（II）去除率僅為 71.93%.65.51%.48.22% （圖1）。與香蒲不同，千屈菜對As（II）的去除率在1000μg/L 處理濃度下最高，且在500和 處理濃度下，千屈菜對As（ⅡI）的去除率均高于香蒲；千屈菜對 As（V） 的去除率在 500μg/L 處理濃度下最高，但千屈菜對 As（?V） 的去除率均低于香蒲（圖2）。

2.2香蒲和千屈菜對水中As的吸收轉運特征

香蒲和千屈菜對水中As（V）和As（III）均有吸收作用，但二者具有顯著差異。在 0.200，500，1000μg/L 的As（V）或As（II）處理下，香蒲根、莖和葉中的總As含量均表現為：根 gt; 莖、葉。隨著As處理水平的遞增，香蒲各個營養器官的As含量均明顯提高 _{（Plt;0.05）} 。

但在相近的處理濃度下，香蒲對As（V）的吸收作用更強（圖3）。千屈菜根、莖和葉中總As含量的變化趨勢與香蒲相似，也表現為：根 gt; 莖、葉，并在 1000μg/ L處理水平下最大 （Plt;0.05） 。不同的是，在相近的處理濃度下，千屈菜對As（V）和As（II）的吸收能力相當（圖4）。

由表2可見，在 0.200，500，1000μg/L 的As（V）或As（II）處理下，香蒲中As的生物富集系數大小與As處理水平無關，但受無機砷形態的影響。在As（V）處理下，香蒲中As的BCF值均大于1，分別為1.32（200μg/L），1.44（500μg/L），1.02（1000μg/L） ；而在As（II）處理下，香蒲中As的BCF值均小于1，僅為0.24（200μg/L），0.24（200μg/L），0.20（200μg/L） 。香蒲對外源As（V）的BCF是As（II）的5＼～6倍。由此進一步說明，香蒲對As（V）的吸收累積能力強于As（II）。與香蒲不同，千屈菜中As的BCF值大小與As處理水平、無機砷形態均有關聯。除 200μg/LAs （Ⅲ）處理組外，千屈菜中As的BCF值均大于1，并在""處理水平下最大，且As（V）處理組的BCF值均高于As（Ⅲ）處理組（約為2＼～6倍）。另在As（V）處理下，香蒲和千屈菜植株中As從根系向莖葉的轉運系數不存在顯著差異 （Pgt;0.05） ，且均小于0.1。在As（ⅢI）處理中的香蒲和千屈菜中As的TF值略大于As（V）處理組，但其數值均未超過0.28，且TF值在不同的As（Ⅲ）處理水平下存在一定差異。

英文字母a、b、c、d表示同一植物器官中不同砷處理組間存在的顯著差異 （Plt;0.05） ；拉丁字母 α，β，γ 表示同一砷處理組中不同植物器官間十十上□

The English lettersa，b，c，and d denote significant differences （Plt;0.05） of the same plant organ among different arsenic treatment groups. Fig.3 Total arsenic in the roots，stemsand leaves of T_? .orientalisunderdifferentarsenicconcentration

英文字母a、b、c、d表示同一植物器官中不同砷處理組間存在的顯著差異 （Plt;0.05） ；拉丁字母 α，β，γ 表示同一砷處理組中不同植物器官間左在的顯著美異 （Plt;0.05）

The English letters a， b，c，and d denote significant differences _{（Plt;0.05）} of the same plant organ among different arsenic treatment groups; the Latin letters α， β and γ denote significant differences _{（Plt;0.05）} of the same arsenic treatment group among different plant tissues. Fig.4 Total arsenic in the roots，stems and leaves of ，salicaria underdifferentarsenic concentrations

2.3香蒲和千屈菜對水中As形態轉化特征

無機砷被植物吸收后經代謝轉化為不同的化學形態，分布于各組織器官。由圖5可知，在As（V）處理下，香蒲根部固定的As（V）大部分被還原成As（II），且As（Ⅲ）的百分比在 1000μg/L 處理濃度下最大；莖和葉中的As（V）僅 10%～30% 被還原成As（II），且莖中部分As（II）被進一步甲基化為二甲基砷（DMA），其占比分別為 3.63%（200μg/L）.3.66%（500μg/L）.2.88% （1000μg/L） 。在As（II）處理下，香蒲根部固定的As（Ⅲ）不足 30% 被氧化成 As（V） ，且 As（V 的百分比在1000μg/L 處理濃度下最小;莖和葉中的As（III）則大部分被氧化成As（V），尤其在葉中As（V）的比例可達到90%（200μg/L） 。與香蒲相比，千屈菜對水中無機砷的形態轉化差異較大（圖6。在As（V）處理下，千屈菜根部大約90% 的 ）還原成As（II），莖中超過 40% 的As（V被還原成As（II），葉中As（II的比例達到 80% 以上。千屈菜的各個營養器官對As（V）的還原率遠高于香蒲。在As（I）處理下，千屈菜根部僅將 11.20%～20.75% 的As（II）氧化成As（V），莖和葉中的 As（V） 占比分別在 50% 和20% 左右。千屈菜對As（Ⅲ的氧化率遠低于香蒲。

英文字母a、b、c、d表示同一植物器官中不同砷處理組間存在的顯著差異 （Plt;0.05） ；拉丁字母 α，β，γ 表示同一砷處理組中不同植物器官間存在的顯著差異 （Plt;0.05） ;（a）、（c）為As（V）處理;（b）、（d）為As（III）處理。

The English lettersa，b，c，andd denote significant differences （Plt;0.05） of the same plant tissue among different arsenic treatment groups; the Latin letters a β ，and γ denote significant differences _{（Plt;0.05）} of the same arsenic treatment group among different plant tissues; （a） and （c） represent As（V） treatment; （b） and （d） represent As（III） treatment.

Fig.5 Arsenicspeciationsand percentagesinT.orientalis

3討論

3.1香蒲和千屈菜對水中As去除性能比較

一般認為，除pH、氧化還原電位和溫度等環境因素外，植物自身因素（包括植物種類、植株不同部位等）也是影響植物對重金屬去除效果的重要因素（徐文義等，2018；冉艷淋和陳國梁，2020）。目前已發現多種水生植物能夠去除環境介質中的重金屬，如歐亞苦草（Vallisneriaspiralis）、鳳眼蓮（Eichhorniacrassipes）、水燭（T.angustifolia）、輪葉黑藻（Hydrillaverticillata）等（侯著霞等，2024）。但不同種類的水生植物對不同重金屬的去除效果存在顯著差異?；比~萍（Salvinianatans）對鋅和銅的去除率（分別為84.8%.73.8% 顯著高于鎳和鉻（Dhiramp;Srivastava，2011）。蘆葦對鉛、鎘、汞的去除率均遠高于鳳眼蓮與睡蓮（Nymphaea tetragona）（徐愛峰，2024）。本研究證明，在相同環境條件下，不同種類的挺水植物對As（V）和As（II）的去除效果存在一定的差異。

在As處理的第31天，千屈菜對水中 200，500 和1000μg/L As（V）的去除率分別為 45.40%.67.95% 和 62.61% 。千屈菜需要延續兩周處理時間可達到香蒲對As（V）的去除效果。而對水中200、500和1000μg/L 的As（ⅡI），千屈菜在第31天的去除率為53.39%.72.19% 和 88.21% ，并隨著處理時間的延長持續增大至 72.11%.92.67% 和 97.11% 。由此可見，千屈菜對As（ⅢI）的處理性能優于香蒲。同時也說明，砷的化學形態變化會影響同種挺水植物對砷的吸收效率。 As（V） 與 PO₄^3- 具有相似的化學性質，植物對As（V）的吸收主要是通過磷酸鹽轉運蛋白實現的（Tripathietal，2007）。千屈菜對水中As（V）的吸收效率不及香蒲，可能與千屈菜中磷酸鹽轉運蛋基因的表達低于香蒲有關。As（Ⅱ）則通過水通道蛋白進入植物體內，再與谷胱甘肽、植物絡合素等形成絡合物存儲于液泡中，以降低As（II）的毒性（Mosaetal，2012；Tangetal，2019）。千屈菜根系發達，其根細胞膜上的水通道蛋白數量可能多于香蒲，使得水中的As（ⅢI）更高效地進入根細胞內。綜上所述，香蒲可適用于As（V）污染水體的修復，而千屈菜更適用于高濃度As（ⅡI）污染水體的處理。

英文字母a、b、c、d表示同一植物器官中不同砷處理組間存在的顯著差異 （Plt;0.05） ；拉丁字母 α，β，γ 表示同一碑處理組中不同植物器官間存在的顯著差異 （Plt;0.05） ;（a）、（c）為As（V）處理;（b）、（d）為As（III）處理。

The English letters a，b，c，and d denote significant differences _{（Plt;0.05）} of the same plant tissue among different arsenic treatment groups; The Latin letters α， β and γ denote significant differences _{（Plt;0.05）} of the same arsenic treatment group among different plant tissues; （a） and （c）represent As（V） treatment; （b） and （d） represent As（II） treatment.

Fig.6ArsenicspeciationsandpercentagesinL.salicaria

3.2香蒲和千屈菜對水中As吸收轉運性能差異

生物富集系數（BCF）可反映挺水植物從水中吸收累積無機砷的能力。一般地，BCF值越大，說明植物對重金屬的累積能力越強（范拴喜等，2024）。當BCF值大于1時，表明該植物具有修復重金屬的潛力（魯金春子等，2023）。由于香蒲對As（V）的富集系數略大于1，千屈菜對As（V）和As（II）的富集系數均大于1，說明香蒲和千屈菜達到了As富集植物的標準，可以被選育作為砷污染水體修復植物種類。

轉運系數（TF）可體現挺水植物組織或器官內As的分布和運輸能力。眾所周知，挺水植物的莖葉大部分挺立于水面以上，根和根狀莖生長于水下。因此，挺水植物吸收累積砷的主要部位在根系。本研究表明，香蒲和千屈菜根中的總As含量與水中

As（V）或As（II）處理濃度呈正相關，而其莖葉中的總As含量并沒有顯著的濃度依賴性，說明吸收進入挺水植物組織或器官內的As主要累積于地下部分，地上部分對As的累積受植物轉運性能的限制。香蒲和千屈菜對As（V）和As（I）的轉運系數均小于1，證明其根系優先累積As，因大部分As被截留在根系，由根系向地上部分轉運的As含量較小。相似的現象也發現于狹葉香蒲（T.angustifoliaL.）和長苞香蒲（T.domingensisPers.）。不同物候期的狹葉香蒲對As的轉運存在差異，但植株間轉運系數均小于1（陳天等，2020；Yangetal，2020）。長苞香蒲對As從根系到莖葉的轉運能力更弱，生長75d后，其轉運系數僅為0.01（Compaoreetal，2020）。一般認為，部分進入植物根部的As可經過跨膜轉運穿過凱氏帶進入木質部導管向莖葉運輸并累積（汪京超等，2015）。香蒲和千屈菜可能由于其根部的組織結構限制了As（V）和As（II）向莖葉遷移，使得絕大部分As存儲在根部。葉是植物進行光合作用、制造養分的主要器官。As（V）或As（Ⅲ）可引發光合色素降解、葉綠體結構破壞，光合系統損傷（李佳駿等，2024）。香蒲和千屈菜表現出較弱的As（V和As（II）轉運能力，避免了高砷濃度對植物光合系統的潛在影響。限制As從根系向莖葉的轉運可能是香蒲和千屈菜的無機砷耐受策略。

3.3香蒲和千屈菜對水中As形態轉化性能差異

本研究表明，As（V）和As（II）是挺水植物體內主要的砷形態，但二者的比例在不同植物種類間有所不同。砷在植物體內代謝轉運的個體間差異可能是導致As（V）與As（I）比例不同的原因之一。植物體內砷的代謝過程主要包括：As（V）被砷酸還原酶（ACR）還原成As（II），As（II）外排、或與帶巰基的植物螯合肽（PCs）結合被區隔儲存在液泡中、或在甲基轉移酶（ArsM）作用下轉化為有機砷（汪京超等，2015；Jainetal，2024）。無論As（V）還是As（Ⅲ）處理，香蒲和千屈菜根系中均以As（III）為主要的砷形態，說明二者從水中吸收的As（V）大部分被還原為As（II），進而與PCs結合儲存在根系細胞的液泡中，以降低其對自身的損傷。這與黑藻（Xueamp;Yan，2011）、苦草（Lietal，2018）等沉水植物根部砷形態的分析結果相對，它們以As（V）為主。但也有研究發現，蘆葦（Ghassemzadehetal，2008）和草莓（GONZALEZetal，2020）根部As（I）占比較高。由于挺水植物的生長方式與沉水植物完全不同，它的莖葉伸出水面，只有根和地下莖埋在底泥中，故砷在挺水植物根中的形態轉化可能與陸生植物更為相似。植物具有較強的As（V）還原能力是大多數非砷超積累植物解除無機砷毒害的重要機制（汪京超等，2015）。盡管香蒲和千屈菜莖葉中各砷形態的含量較低，但二者的As（V）與As（ⅡI）占比出現了相反的趨勢。香蒲莖葉應對As（V）脅迫時，小部分As（V）被還原為As（II），其中，莖中的As（II）繼續被甲基化為毒性較低的DMA。香蒲莖葉應對As（ⅢI）脅迫的方式與其根系不同，選擇了將大部分As（Ⅲ）氧化為As（V），以降低砷毒性。千屈菜莖葉解除無機砷毒害作用方式與其根系相同。由此可見，香蒲和千屈菜對無機砷形態轉化差異主要反映在莖葉中：As（II）的氧化在香蒲中占優勢，而As（V）的還原在千屈菜中處于優勢地位。香蒲和千屈菜表現出的砷形態轉化差異還可從砷代謝相關功能基因的多態性展開深入研究。

本研究還發現香蒲莖中發生了無機砷的甲基化反應，在一定程度上降低了砷的環境風險，這為解析挺水植物的砷解毒機制提供了新的證據。一般認為，As（II）的毒性約是DMA的70倍（李令儀等，2023）。As（II）的甲基化通常被視為砷在生物體內最重要的解毒途徑。目前已發現多種微生物（包括細菌、真菌、微藻等）能夠將無機砷轉化為有機砷，As（II）甲基化過程包括：As（II）由甲基轉移酶催化接收S-腺苷甲硫氨酸提供的甲基形成一甲基砷（MMA），MMA繼續接收甲基形成DMA（Dietal，2019）。但“高等植物是否具有砷甲基化能力”尚未有定論，有研究人員認為陸生植物本身不具有將無機砷甲基化的能力，植物中的甲基砷來自土壤中的微生物（Huangetal，2011）。三七（PanaxNotoginseng）根系中的MMA和DMA含量與土壤中arsM基因的豐度呈正相關，故推測MMA和DMA可能來源于土壤（Zhu等，2017）。Lomax等（2012）將水稻、番茄和紅車軸草暴露于無菌的無機砷環境，3種植物均不能將無機砷甲基化。蘆葦，作為典型的挺水植物，可從外界環境中吸收As（V），并將其還原為As（II），但其體內未檢測出有機碑（Ghassemzadehetal，2008）。與此同時，也有研究人員在向日葵、簇毛草（Holcuslanatus）和水稻谷粒中檢測到甲基砷（Quaghebeur＆Rengel，2003；Raabetal，2007；Araoetal，2011）。因此，仍需更多的數據來判斷高等植物自身具有砷甲基化能力。

4結論

（1）兩種挺水植物對水中的As（V）和As（II）均表現出較好的吸收作用，但二者差異顯著。在相近的處理濃度下，香蒲對As（V）的吸收作用強于As（II）；千屈菜對As（V）和As（II）的吸收能力相當，但其對As（II）的去除率高于香蒲、對As（V）的去除率卻低于香蒲。

（2）香蒲和千屈菜對中As（V）和As（II）的富集能力存在差異。As（V）處理下，二者的BCF均大于1;As（II）處理下，香蒲的BCF小于1，千屈菜的BCF大于1，香蒲對As（II）的富集能力弱于千屈菜。香蒲和千屈菜對As（V）和As（II）的轉運系數均小于1，吸收的As主要累積于根部。

（3）無論是As（V）還是As（II）處理，香蒲和千屈菜根部的砷形態以As（ⅢI）為主。香蒲和千屈菜對無機砷形態轉化差異主要反映在莖葉中。As（I）的氧化在香蒲中占優勢，而As（V）的還原在千屈菜中處于優勢地位。香蒲莖中部分As（ⅢI）還被進一步甲基化為DMA。

（4）香蒲可用于修復As（V）污染水體，而千屈菜更適宜于As（ⅢI）污染水體的生物修復。

參考文獻

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（責任編輯 鄭金秀 崔莎莎）

Absorption， Translocation and Speciation of Arsenic in Two Macrophytes

LI Lizhen， LI Shuhui， ZHANG Ting

（College of Chemistry and Chemical Engineering， Central South University， Changsha 410083，P.R. China）

Abstract： Typha orientalis and Lythrum salicaria are common species of aquatic vegetation in lakeshore wetlands and can effectively remove nitrogen and phosphorous from water. In this study，T. orientalis and L. salicaria were selected as test plants，and we explored the differences in removal efficiency and in the absorption， translocation， and transformation of arsenic in water by the different tissues （roots，stems and leaves） of the two test plants using hydroponic experiments. Our objective was to assess the feasibility of using T. orientalis and L. salicaria for remediation of arsenic-contaminated waterbodies. Two inorganic arsenic speciation treatments were set for each plant， including arsenate and arsenite ， with three concentration groups for each arsenic species （2Oo， 500， and 1000μg/L ） and a control group. Each concentration treatment was conducted in triplicate with three plants for each trial.The growth cycle was 31d for T. orientalis and 45d for L . salicaria. T. orientalis and L .salicaria both effectively removed As（V）and As（II） from water， but there were large differences in the removal extents of inorganic arsenic in the different concentration treatment groups. The removal rates of As（V） and As（I） by T. orientalis were lowest in the high concentration （ 1000μg/L ） treatment groups. The removal rates of As（I） by T. orientalis in the 200， 500， and 1000μg/L treatment groups were， respectively， 71.93% ， 65.51% ， 48.22% ， all lower than in the As（V） treatment groups that were， respectively， 80.84% ， 79.63% ， 72.14% .With L. salicaria， the removal rates of As（Ill） were higher than those of As（V） ， and the removal rate ofAs（III） was the highest （97%） inthe 1000μg/L treatment. The removal rates of As（V） by L .salicaria in all concentration treatment were lower than that by T. orientalis.Most of the inorganic arsenic removed by the emergent macrophytes was absorbed by the roots.The total arsenic concentrations in the roots of T. orientalisand L . salicaria were significantly higher than those in the stems and leaves.The translocation coefficients of arsenic were less than O.1 in both plants.There were significant differences in the chemical form of arsenic and in speciation transformation in the two plants.As（II） was the dominant form in the roots of T. orientalis and L . salicaria in both the As（V） and As（III） treatments. The proportion of As（III） in roots of T. orientalis ranged from 41% to 86% ，while it was in the range of 84%-94% in L . salicaria. In the stems and leaves，As（V）was the main species in T. orientalis，while As（II） was the main species in L.salicaria.A small amount of dimethylarsinic acid （DMA） （2.9%-3.6%） ）wasdetectedin thestems of T. orientalis. In conclusion， T. orientalis is best for phytoremediation of As（V）-contaminated waterbodies and L .salicaria is best for phytoremediation of As（III）-contaminated waterbodies.

Key words： Typha orientalis; Lythrum salicaria; arsenic pollution; phytoremediation