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        三種花卉植物對重金屬污染土壤的修復(fù)初探

        2015-10-26 04:41:04廖天錄廖天江呂麟華
        南方農(nóng)業(yè)·下旬 2015年9期
        關(guān)鍵詞:植物修復(fù)土壤污染重金屬

        廖天錄 廖天江 呂麟華

        摘 要 通過盆栽試驗(yàn),選擇了玉樹花、豆瓣綠和金錢兜3種觀賞性植物,研究了其積累土壤中鉛、銅、鋅和鎘的能力。試驗(yàn)證明:積累重金屬能力較強(qiáng)的是金錢兜和豆瓣綠,但重金屬濃度較高時(shí),嚴(yán)重影響豆瓣綠的生長發(fā)育,為植物修復(fù)技術(shù)在重金污染土壤中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

        關(guān)鍵詞 重金屬;土壤污染;植物修復(fù)

        中圖分類號(hào):X53 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1673-890X(2015)27--02

        土壤是生態(tài)環(huán)境的重要組成部分,是人類賴以生存的主要資源之一,在土壤中,重金屬含量達(dá)到一定的度,會(huì)導(dǎo)致作物減產(chǎn)和品質(zhì)降低、土壤退化,因重金屬污染每年減產(chǎn)糧食超過1 000萬t,每年有1 200萬t糧食是被重金屬污染的,年經(jīng)濟(jì)損失在200億以上[1]。另外,通過植物的吸附作用重金屬可以進(jìn)入植物體內(nèi),最終危害人們的生命健康是過接觸和食物鏈等途徑[2]。

        觀賞性植物玉樹花、豆瓣綠和金錢兜,一般只是欣賞,不做食用,假如它們能較大程度地吸收積累來源于土壤中的重金屬,就可以將它們種植在有污染的土壤中先進(jìn)行培育,修復(fù)污染土壤之后,作為盆栽觀賞。因此,試驗(yàn)選擇了玉樹花、豆瓣綠和金錢兜3種植物,研究它們吸收累積土壤中重金屬的能力。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)儀器及藥品

        300型原子吸收分光光度計(jì)(美國PerkinElmer公司);FA2004N型分析天平(上海精科天平儀器廠);80-2離心機(jī)(大地自動(dòng)化儀器廠);pHS-25型pH計(jì)(上海今邁);針筒式濾膜過濾器(上海金塔醫(yī)用器材有限公司)。

        乙酸鈉,鹽酸羥胺,氯化鎂,醋酸,鹽酸,鉬酸銨,硝酸,抗壞血酸,鉛、鎘、銅、鋅純試劑,以上試劑均為分析純(AR)。

        試驗(yàn)所用土壤為不加藥的優(yōu)質(zhì)耕地土,采樣點(diǎn)布設(shè)采用對角線布點(diǎn)法,將土壤樣采集、混勻后,裝袋拿回實(shí)驗(yàn)室,自然風(fēng)干,研缽研磨,用四分法縮分,到土壤樣品至所需用量(樣品通過200目篩),裝入塑料袋中待試驗(yàn)使用。

        1.2 樣品的采集與制備

        在栽玉樹花、豆瓣綠和金錢兜盆中,先裝入試驗(yàn)用土,添加預(yù)先配制好的硝酸鹽重金屬溶液。每種花卉植物栽4盆,每個(gè)編號(hào)為1號(hào)的花盆土壤內(nèi)不添加任何重金屬鹽,為空白樣品(CK),起對照作用;其他另外標(biāo)號(hào)分別為2、3、4號(hào)的花盆土壤中,按一定濃度梯度分別加入重金屬溶液,自4-9月,7 d添加1次,共添加24次。每次澆入量為75 mL。添加濃度見表1。

        表1 投加重全屬濃度

        濃度/(mg/L) CK 編號(hào)2 編號(hào)3 編號(hào)4

        鉛 0.00 200 100 50

        銅 0.00 60 30 20

        鋅 0.00 120 100 60

        鎘 0.00 100 60 40

        重金屬溶液按照表1濃度添加,6個(gè)月后,挖出盆栽內(nèi)的部分土壤,添加重金屬總量見表2。

        表2 各植物樣品投加重全屬的總量

        總投加量/mg CK 編號(hào)2 編號(hào)3 編號(hào)4

        鉛 0.00 360 180 90

        銅 0.00 108 54 36

        鋅 0.00 216 180 108

        鎘 0.00 180 108 72

        9月以后,將地上部分植物剪下,洗凈,烘烤在80 ℃烘箱中,至恒質(zhì)量取出,再在干燥器中冷卻,研磨通過100目篩,混勻后,貯于試樣瓶中。玉樹花、豆瓣綠和金錢兜花卉樣品的鮮質(zhì)量和干質(zhì)量見表3。

        1.3 地上部分植物中重金屬含量的測定

        鉛、銅、鋅和鎘標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液的濃度均為1 000 μg/mL,所需濃度使用時(shí),用1%的硝酸溶液稀釋,各金屬溶液的濃度梯度見表4。

        表4 金屬標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度

        元素 濃度/(μg/mL)

        鉛 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00

        銅 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00

        鋅 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00

        鎘 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00

        元素的分析進(jìn)行測定采用原子吸收分光光度計(jì),它的最佳工作條件見表5。

        表5 不同重金屬元素對應(yīng)的原子吸收的最佳條件

        元素 波長/mm 空氣流量

        /(L/min) 乙炔流量

        /(L/min) 燈電流

        /(m/A) 狹縫寬度

        /mm

        鉛 217.0 6 1.5 2 0.2

        銅 324.8 7 1 2 0.2

        鋅 213.8 6 1 2 0.2

        鎘 228.8 7 1 2 0.2

        按照表5儀器工作條件,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,分別測定地上部分各種樣品植物中鉛、銅、鋅、鎘的含量,數(shù)據(jù)見表6。

        2 結(jié)果與分析

        在盆栽植物澆灌一段時(shí)間后,對地上部分植物進(jìn)行分析,植物的生長、發(fā)育發(fā)生變化,植物長勢正常的是沒有加重金屬溶液的,枝葉茂盛;部分葉片出現(xiàn)萎黃、脫落現(xiàn)象是投加重金屬的玉樹花2號(hào)和金錢兜2號(hào),而種植培育一段時(shí)間,經(jīng)自身調(diào)節(jié)后,葉片脫落現(xiàn)象減少,培育6個(gè)月之后,花卉的體形比未添加的小,花卉生長較為緩慢;編號(hào)3、4的玉樹花、金錢兜生長發(fā)育正常,受添加藥品的影響不大;添加硝酸鹽的3盆豆瓣綠花卉,能夠看到葉子脫落較多,到6個(gè)月后,編號(hào)2的豆瓣綠,葉子基本全部脫落,其他2盆豆瓣綠花卉葉子也部分脫落。

        通過幾個(gè)月觀察花卉的生長,發(fā)現(xiàn)豆瓣綠受重金屬溶液影響最大,添加高濃度的重金屬,會(huì)嚴(yán)重影響豆瓣綠的生長;較低濃度的重金屬情況下,玉樹花和金錢兜有一定的修復(fù)能力,對它們自身的生長影響較小。但是停止?jié)补嘀亟饘冫}溶液后,過一段時(shí)間,除豆瓣綠2號(hào)以外,所以的盆栽花卉恢復(fù)生長?;謴?fù)2個(gè)月后,玉樹花和金錢兜的長勢,跟不加藥盆栽基本一樣,豆瓣綠也長出了新葉片。

        從表2和6比較對照發(fā)現(xiàn):地上部分各種花卉中的積累量不同,地上部分3種花卉對于鉛的積累量最大,對銅、鋅的積累量最小。在3種花卉中,金錢兜對于4種重金屬的積累量最高,玉樹花的積累量最低。豆瓣綠2號(hào)對4種高濃度重金屬的積累量都較高,而金錢兜則是最較低濃度重金屬積累量較高,玉樹花對各種濃度的重金屬積累量相近。

        3 結(jié)論與討論

        通過試驗(yàn)研究:玉樹花、豆瓣綠和金錢兜這些花卉都能吸收土壤中過量的重金屬,然而重金屬過量,植物的健康生長會(huì)受到影響,花卉的植株比正常生長的矮小,莖葉較細(xì)。尤其豆瓣綠,雖然能吸收重金屬,但抵抗重金屬毒害能力較弱,無法正常生長,大部葉子分脫落。玉樹花和金錢兜是較好的積累重金屬的花卉植物,一定濃度內(nèi)過量的重金屬,不會(huì)影響其正常的生長和開花。而且,在停止?jié)补嘀亟饘俸?,花卉能迅速恢?fù)原來的生長速度。

        參考文獻(xiàn)

        [1]王紅旗.土壤環(huán)境學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2007.

        [2]曲向榮.土壤環(huán)境學(xué)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2010.

        (責(zé)任編輯:趙中正)

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