摘要[目的]采用盆栽試驗(yàn)，考察了在新疆某石化企業(yè)污水庫周邊農(nóng)田土壤中施加不同濃度釩和EDTA后紫花苜蓿富集釩的規(guī)律。[方法]采用鉭試劑法萃取植物和土壤中的釩，以紫外可見分光光度計(jì)檢測(cè)。[結(jié)果]在加入相同釩量的條件下，向土壤中施入不同濃度的EDTA。隨著EDTA濃度的增加，紫花苜蓿吸收釩量先增加后減少，在EDTA為5 mmol/kg時(shí)達(dá)到最大值。釩在土壤中的5種形態(tài)占釩總量的比例總體大小依次為有機(jī)物結(jié)合態(tài)>交換態(tài)>鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)>碳酸鹽結(jié)合態(tài)>水溶態(tài)。經(jīng)過對(duì)比，紫花苜蓿對(duì)土壤中添加EDTA中的釩吸收量比未添加EDTA的略有增加。通過對(duì)紫花苜蓿中釩含量和土壤中釩含量的相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)種植土壤中添加和未添加EDTA后，紫花苜蓿中釩含量都與土壤中釩含量具有顯著相關(guān)性。

關(guān)鍵詞釩；紫花苜蓿；土壤；EDTA

中圖分類號(hào)S153.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）14-04275-04

Effects of Vanadium and Chemical Enhanced Contaminated Soil to Vanadium Uptake by Alfalfa in Pot Experiment

HAN Lilin， LI Lin et al （College of Chemistry and Chemical Engineering， Xinjiang University； Urumqi， Xinjiang 830046）

Abstract[Objective] Pot experiment was conducted to study the enrichment rules of alfalfa treated with different concentration of heavy metals V and EDTA. [Method] BPHA extraction vanadium plant and soil samples in the detection of vanadium， meter in the UV spectrophotometry. [Result] Under the same vanadium soil culture concentration， with increasing the concentration of EDTA in soil， it was accumulated more in alfalfa. And arrived at 5 mmol/kg is the optimal values， then high concentration began to reduce. Vanadium five forms in the soil of total proportion size in the order of OM>EX>FeMn>CARB>H2O. Under the same EDTA soil culture concentration， in different growth period and different V content， the absorption of V in plant with EDTA treatment was significantly higher than the control. V content in alfalfa and V content in the soil for properties correlation analysis. V content in alfalfa which without adding EDTA and added EDTA， V content in alfalfa and V content in the soil has significant correlation.

Key words Vanadium； Alfalfa； Soil； EDTA

重金屬釩是人體內(nèi)必須的微量元素，能促進(jìn)人體新陳代謝，有降低血糖、抑制膽固醇的作用。研究表明，釩污染與人類心血管疾病、肺炎和神經(jīng)系統(tǒng)疾病等有聯(lián)系[1]。釩又是促進(jìn)植物生長發(fā)育的元素之一。植物的某些生化作用和代謝過程均與釩有關(guān)，如葉綠素合成。但是，高濃度的釩會(huì)導(dǎo)致植物中毒，限制植物生長[2]，降低產(chǎn)量[3]。重金屬可以通過食物鏈進(jìn)入人體，威脅人體健康[4]。釩污染土壤的主要途徑有工業(yè)廢渣、廢氣等積累、化石燃料的燃燒、含釩廢水灌溉田地、金屬礦山含釩廢氣物堆積等[5-7]。

近年來，EDTA、DTPA和EDDS等螯合劑在植物修復(fù)技術(shù)中的強(qiáng)化作用受到很多研究者的關(guān)注[8-10]。向土壤中施入EDTA可以解吸與土壤固相結(jié)合的重金屬[11]，以提高植物對(duì)重金屬的吸收和富集能力，調(diào)控重金屬的吸收[12]。對(duì)在新疆種植廣泛的紫花苜蓿進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，筆者研究了新疆某石化企業(yè)污水庫周邊農(nóng)田土壤中施入不同濃度的釩和EDTA對(duì)紫花苜蓿吸收釩的影響，探討釩對(duì)紫花苜蓿及周邊土壤的影響，考察EDTA對(duì)紫花苜蓿吸收釩的促進(jìn)作用或抑制作用，為釩污染土壤的植物修復(fù)提供參考依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料 供試土壤采自烏市某石化企業(yè)污水庫周邊的農(nóng)田。采用棋盤式取樣法，將田塊均勻劃分成16塊，形如棋盤方格，0～20 cm表層取樣。供試土壤經(jīng)風(fēng)干，壓碎，充分混勻，然后進(jìn)行陳化。供試土壤基本理化性質(zhì)[13]如下：全氮53.12 mg/kg，全磷86.30 mg/kg，全鉀54.43 mg/kg，有機(jī)質(zhì)2.70 g/kg，pH 8.1。土壤某些金屬背景值[14]分別為：釩42.11 mg/kg，鈷9.73 mg/kg，鎳21.85 mg/kg，鎘3.09 mg/kg，鉛63.63 mg/kg，鋅86.41 mg/kg。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)。采用盆栽試驗(yàn)。準(zhǔn)確稱取過2 mm尼龍篩的1.00 kg土樣于口徑為16 cm的塑料花盆中，施入基肥硝酸銨250 mg、磷酸二氫鉀250 mg，充分混勻。在供試土壤中設(shè)置的釩（以偏釩酸銨的形式）添加量分別為0、20、50、80、100、200 mg/kg 6個(gè)濃度梯度。每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)。將陳化20 d的供試土壤壓碎后充分混勻，把紫花苜蓿種子直接播撒到花盆中，每盆播30粒左右，待幼苗長出3片復(fù)葉后間苗，每盆保留20株長勢(shì)一致的幼苗。在植株生長期間，保持土壤濕度為田間持水量的60%，分別在植株生長14、28、42、56、84 d時(shí)收獲，同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)分析。

1.2.2樣品處理及檢測(cè)。先用自來水沖洗干凈收獲的紫花苜蓿根部，再用蒸餾水沖洗數(shù)次，并用吸水紙吸干表面水分。將植物在干燥通風(fēng)處晾置30 min，將根、莖、葉分離，在烘箱中105 ℃殺青30 min，60 ℃下烘干至恒重[15]，測(cè)定干重。將烘干的植物樣品在研缽中研碎，備用。研磨土壤樣品，并過2 mm尼龍篩，烘干，備用。植物、土壤樣品處理均采用HClHNO3HClO4法消解[16]。溶液中釩含量的檢測(cè)按照國標(biāo)GB15503/1995進(jìn)行[17]。 數(shù)據(jù)分析采用Excel軟件、Origin軟件和SPSS軟件。

1.2.3 釩在土壤中的形態(tài)分布分析。釩在土壤中的形態(tài)分析方法為略做改進(jìn)的Tessier法[18]。依照Tessier連續(xù)提取法，把土壤中的重金屬分為水溶態(tài)（H2O）、交換態(tài)（EX）、碳酸鹽結(jié)合態(tài)（CARB）、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)（FeMn）、有機(jī)物結(jié)合態(tài)（OM）和殘?jiān)鼞B(tài)（RF）6種形態(tài)[22]。提取過程如表1所示。

3 結(jié)論

通過紫花苜蓿的盆栽試驗(yàn)，研究了新疆某石化企業(yè)污水庫周邊農(nóng)田土壤中施入不同濃度的釩和EDTA對(duì)紫花苜蓿吸收釩的影響。研究表明，隨著時(shí)間的延長，低濃度的EDTA對(duì)紫花苜蓿的生長起到一定的促進(jìn)作用，5 mmol/kg釩處理后植株吸收量達(dá)到最大值；除殘?jiān)鼞B(tài)外，釩在土壤中的各形態(tài)分布占釩總量比例大小順序依次為有機(jī)物結(jié)合態(tài)>交換態(tài)>鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)>碳酸鹽結(jié)合態(tài)>水溶態(tài)，其相關(guān)性隨種植時(shí)間的延長而越加顯著。低濃度的EDTA對(duì)紫花苜蓿的生長起到一定的促進(jìn)作用。與未添加EDTA對(duì)比，土壤中添加EDTA的紫花苜蓿對(duì)釩的吸收有所增加，添加和未添加EDTA苜蓿中釩含量都和土壤中釩含量的相關(guān)性較好。

42卷14期韓利林等EDTA強(qiáng)化紫花苜蓿對(duì)污水庫周邊農(nóng)田土中釩吸收的研究參考文獻(xiàn)

[1] RAWAL S B，SINGH M V，SALHAN A，et al.Influence of vanadium on acclimatization of humans to high altitude[J].International Joural of Biometeoroly，1997，40：95-98.

[2] KABATAPENDLAS A，PENDLAS H.Biogeochemistry of trace elements[M].Warsaw：PWN，1993.

[3] HIDALGO A，NAVAS P，CARCIAHERDUGO G.Growth inhibition induced by vanadate in onion roots[J].Environ & Exper Botany，1988，28：131-136.

[4] 殷漢琴，陳富榮，陳興仁，等.銅陵市及其周邊地區(qū)土壤重金屬元素污染評(píng)價(jià)[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2010，10（3）：98-102.

[5] 矯旭東，騰彥國.土壤中釩污染的修復(fù)與治理技術(shù)研究[J].土壤通報(bào)，2008，39（2）：448-452.

[6] World Health Organization.Vanadium pentoxide and other inorganic vanadium compounds[M].Geneva，Concise International Chemical Assessment Document，2001：29.

[7] HOPE B K.An assessment of the global impact of anthropogenic vanadium[J].Biogeochemistry，1997，37：1-13.

[8] TURGUT C，PEPE M K，TERESA J.The effect of EDTA and citric acid on phytoremediation of Cd，Cr，and Ni from soil using Helian thus annuus[J].Environmental Pollution，2004，131：147-154.

[9] WU L H，LUO Y M，XING X R.EDTAenhanced phytoremediation of heavy metal contaminated soil with Indian mustard and associated potential leaching risk[J].Agriculture，Ecosystems and Environment，2004，102：307-318.

[10] PIECHALAK A，TOMASZEWSKA B，BARALIKIEWICZ D.Enhancing phyoremediative ability of Pisum sativum by EDTA application[J].Phytochemistry，2003，64：1239-1251.

[11] HUANG J W，CHEN J，BERTI W R，et al.Phytoremediation of leadcontaminated soils：Role of synthetic chelates in lead phytoextraction[J].Sci Technol，1997，3：800-805.

[12] 宋靜，鐘繼承，吳龍華，等.EDTA與EDDS螯合誘導(dǎo)印度芥菜吸取修復(fù)重金屬復(fù)合污染土壤研究[J].土壤，2006，38（5）：619-625.

[13] 中國土壤學(xué)會(huì).土壤農(nóng)化學(xué)分析方法[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，2000.

[14] 芮玉奎，孔祥斌，秦靜.應(yīng)用ICPMS檢測(cè)不同種植制度土壤中重金屬含量[J].光譜學(xué)與光譜分析，2007，27（6）：1201-1203.

[15] 王鳳永，郭朝暉，苗旭峰，等.東方香蒲（Typha orientalis Presl）對(duì)重度污染土壤中As、Cd、Pb的耐性與累積特征[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2011，30（10）：1966-1971.

[16] 劉美青，江榮風(fēng)，趙方杰，等.Zn對(duì)Zn超積累植物遏藍(lán)菜超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2006，26（B09）：465-470.

[17] 國家環(huán)境保護(hù)局規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)處.GB/T 155031995，水質(zhì)釩的測(cè)定鉭試劑（BPHA）萃取分光光度法[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1995.

[18] 劉文長，馬玲，劉洪青，等.生態(tài)地球化學(xué)土壤樣品元素形態(tài)分析方法研究[J].巖礦測(cè)試，2005，24（3）：181-188.

[19] BLAYLOCK M J，SALT D E，DUSHENKOV S，et al.Enhanced accumulslion of Pb in Indian mustard by soilapplied chelating agenls[J].Environ Science & Technology，1997，31（3）：860-865.

[20] SALT D E，SMITH R D，RASKIN I.Phytoremediation[J].Annual Rev Plant Phys Plant Mol Bio，1998，49：643-668.

[21] 陳柳燕，張黎明，李福燕，等.螯合誘導(dǎo)植物修復(fù)技術(shù)在土壤重金屬污染中的應(yīng)用[J].華南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，13（3）：18-23.

[22] 王燕，李賢慶，宋志宏，等.土壤重金屬污染及生物修復(fù)研究進(jìn)展[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2009，9（3）：61-65.