繆誠(chéng)遠(yuǎn)等

摘 要：礦區(qū)重金屬污染十分嚴(yán)重，尋找并篩選適合當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)植物成為推廣礦區(qū)植物修復(fù)技術(shù)的前提。銅綠山礦區(qū)土壤重金屬銅含量高，在礦區(qū)發(fā)現(xiàn)4種優(yōu)勢(shì)植物。通過(guò)測(cè)定植物根際土壤及植物各器官銅含量，得出在此4種植物對(duì)銅的積累與遷移特點(diǎn)，評(píng)估其在礦區(qū)土地恢復(fù)與植被重建方面的作用與價(jià)值。

關(guān)鍵詞：土壤；植物；礦區(qū)；重金屬；銅

中圖分類號(hào)：X173

Abstract：The mining area of heavy metal pollution is very serious， searching and selecting advantage plants which are suitable for the local area becomes the premise of phytoremediation technology to promote mining area. The content of heavy metal Cu is high in soil from Tonglushan copper mining area.There were four advantaged plants found in the mining area.Through the determination of the Cu content in plant rhizosphere and in different organs， it is concluded that accumulation and migration of Cu in the four plants，assessmenting their role and value in the mining areas land and vegetation recovery and rebuilding.

Key words：soil； plant； mining area；heavy metal； copper

礦區(qū)開(kāi)采造成土壤重金屬污染，使土地失去耕作價(jià)值。將重金屬耐性植物和超富集植物用于礦區(qū)土地恢復(fù)和植被重建，已成為國(guó)際研究前沿。人們利用植物對(duì)重金屬的耐性和超富集能力，并結(jié)合其共生的微生物體系可以實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬污染環(huán)境的修復(fù)。

調(diào)查礦區(qū)土壤重金屬污染狀況，尋找并篩選適合當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)植物成為推廣礦區(qū)植物修復(fù)技術(shù)的前提。這些優(yōu)勢(shì)植物可能是重金屬的耐性植物甚至是超富集植物。本文通過(guò)對(duì)湖北省大冶市銅綠山礦區(qū)進(jìn)行野外調(diào)查，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)貎?yōu)勢(shì)植物，分析其根際土壤和植物體內(nèi)的重金屬含量，評(píng)價(jià)優(yōu)勢(shì)植物的土壤修復(fù)潛力。

1前言

銅綠山礦區(qū)是我國(guó)重要的銅礦所在地和有色金屬冶煉基地。由于開(kāi)采歷史悠久以及大面積露天開(kāi)采，造成礦區(qū)以及周邊土地嚴(yán)重的土壤重金屬銅污染。該礦區(qū)現(xiàn)基本處于停工狀態(tài)[1]。10月中旬在銅綠山礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)有4種優(yōu)勢(shì)植物，數(shù)量多，分布廣，分別是海州香薷，狼把草，小飛蓬和白茅。

礦區(qū)從地面逐漸向底部延伸，大致呈螺旋狀，有明顯的三個(gè)開(kāi)采層，分別稱為內(nèi)層、中層和外層。在每層?xùn)|南西北4個(gè)方位各布置一個(gè)采樣點(diǎn)，通過(guò)縮分法采集各樣點(diǎn)1平方米內(nèi)的0～20cm厚度的土壤。在每一開(kāi)采層上，采集數(shù)量豐富、有群落結(jié)構(gòu)的植物與其根部周?chē)?～20cm的土壤。共采集17個(gè)植物樣本（含根際土壤）和12個(gè)土壤樣本。

2材料與方法

采用干灰化—原子吸收分光光度法測(cè)定植株根、莖、葉、花四部分（白茅分為根、莖、葉三部分）的重金屬Cu含量（儀器GBC AVANTA M型）[2]。測(cè)定前先用自來(lái)水沖洗植株表面污物，再用去離子水洗凈，晾干備用。采用原子吸收分光光度法測(cè)定土壤Cu總量（儀器Analytic Jena 型號(hào)ZEEmit700P）[3]。測(cè)定前土壤樣本在室內(nèi)風(fēng)干，除去土壤中的石塊、植物根系和凋落物等，充分研磨，過(guò)100目標(biāo)準(zhǔn)篩，用HNO3+HCl+HClO4消化，定容，保存?zhèn)溆谩?/p>

3 結(jié)果與討論

3.1 土壤重金屬污染特征

表1列出了各樣點(diǎn)的土壤重金屬銅含量。有以下幾個(gè)特點(diǎn)：一、總體銅含量高，與土壤環(huán)境質(zhì)量國(guó)家3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值[4]相比，最高含量為國(guó)家3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的11.5倍。二、銅的變化范圍較大，為285.8～4580.5mg/kg，平均含量為1711.9mg/kg，是國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的4.3倍，是湖北省紅土壤背景值的65.3倍（26.2mg/kg）。（表1），三、內(nèi)層到外層土壤銅含量逐漸增大。

3.2 植物體內(nèi)重金屬含量特征

地上部（干重）Cu大于1 000mg/kg， [6]地上部和根部銅含量之比大于1 [7]的植物稱為銅的超富集植物。這批樣品均不屬于銅超富集植物。

已有文獻(xiàn)表明，[8]高Cu污染區(qū)小飛蓬的耐受性要強(qiáng)于低Cu污染區(qū)，兩者又均強(qiáng)于非污染區(qū)小飛蓬。不同生態(tài)型小飛蓬的耐受性呈現(xiàn)出了明顯的種間差異。編號(hào)PW-6、編號(hào)PZ-3根際土壤銅含量分別高達(dá)4580.5 mg/kg、 612.8 mg/kg，可見(jiàn)高Cu污染區(qū)小飛蓬的耐受性強(qiáng)于相對(duì)較低的Cu污染區(qū)。

在植物地上部各部分中，銅含量高低依次是花>葉>莖。其中小飛蓬體內(nèi)銅含量花>葉>根>莖。海州香薷體內(nèi)銅含量根>花>葉>莖。狼把草體內(nèi)銅含量根>花>葉>莖。這可能是植物重金屬耐性的一種對(duì)策，可以通過(guò)落葉、落花而將金屬排出體外[9，10]。在植物提取方式中[11]，僅將植物地上部的葉與花收獲，保留莖，莖凋亡后留在土壤中可改善土壤狀況，加快植被恢復(fù)的進(jìn)程。

4 結(jié)論

礦區(qū)土壤污染嚴(yán)重，銅綠山礦區(qū)優(yōu)勢(shì)植物有海州香薷、狼把草、小飛蓬和白茅。在植物地上部各部分中，銅含量高低依次是花>葉>莖。莖內(nèi)的銅含量在地上部中所占比例很小。這對(duì)土地恢復(fù)和植被重建中有實(shí)際意義，在收獲地上部時(shí)保留莖，既維持植被大部的完整，又汲取了多數(shù)的銅元素，同時(shí)有利于植被恢復(fù)和土壤銅含量的降低。endprint

參考文獻(xiàn)

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基金項(xiàng)目：武漢理工大學(xué)國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃資助（20141049708002）

作者簡(jiǎn)介：楊紅剛（1971- ），男，湖南花垣縣人，武漢理工大學(xué)副教授、碩士生導(dǎo)師?，F(xiàn)為武漢理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系主任。endprint