陳莎+黃碧捷+劉詩琪+林雪瑩

摘要：利用不同的浸提方式對高鋅除塵灰進行了浸提，將得到的浸提液用于綠豆種子的培養(yǎng)，根據(jù)綠豆種子的發(fā)芽及根生長情況來判定除塵灰浸提液對綠豆種子的影響。實驗結(jié)果表明：高鋅除塵灰在酸性浸提下，綠豆種子呈現(xiàn)的是低（1%）促高抑現(xiàn)象；高鋅除塵灰在中性浸提下，綠豆種子呈現(xiàn)的是抑制現(xiàn)象；高鋅除塵灰在堿性浸提下，綠豆種子呈現(xiàn)的是低（1%）促高抑現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：除塵灰；浸提；綠豆；發(fā)芽；根生長

中圖分類號：X701

文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）24-0009-02

1 引言

隨著科技的發(fā)展，重金屬行業(yè)越來越受到重視，大量的冶金企業(yè)正在興起，燃煤鍋爐的使用也越來越多，而燃煤鍋爐煙氣除塵灰是冶金工序中使用燃煤鍋爐產(chǎn)生的一種固體廢物[1]。

國內(nèi)對除塵灰的處理發(fā)展比較緩慢，導(dǎo)致每年除塵灰產(chǎn)量大于處理量[2]。于是大量的除塵灰因為得不到合理的處置而被堆積，有的甚至露天放置，這對周圍的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了很嚴(yán)重的污染。這些除塵灰里大多含有鐵、碳、鋅、氧化鈣、氧化鎂、二氧化硅和一些其他的物質(zhì)[3]，如長期堆積，對于植物來說也是毀滅性的傷害。

特別是那些有自然災(zāi)害的地區(qū)，比如酸雨[4]，酸雨淋到除塵灰上，與除塵灰發(fā)生反應(yīng)，提取出除塵灰里的某部分物質(zhì)，再流入附近的農(nóng)田土壤或河流中，對其中的動植物構(gòu)成傷害，最后通過食物鏈傳遞到人體中，對人體造成傷害。所以，本次研究可作為生態(tài)污染的一種參考。

國內(nèi)對綠豆種子受各種外來影響的生長狀況的研究有很多[5]，比如研究重金屬離子、pH值、靜電場、極端溫度等等外界因素對綠豆種子發(fā)芽生長的影響。通過這些研究[6]可以看出，國內(nèi)在根據(jù)綠豆種子的生長狀況判斷各種外界因素對植物的生長狀況的這一技術(shù)是相對來說比較成熟的。而判斷綠豆種子的生長狀況主要根據(jù)發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和根長這幾個生長指標(biāo)?；诖碎_展相關(guān)研究具有一定的實際意義。

2 實驗材料和方法

2.1 實驗材料

2.1.1 除塵灰

研究中所選用的除塵灰的化學(xué)成分分析的數(shù)據(jù)列于表1中。

2.1.2 浸提劑

研究中選用3種浸提劑。酸性浸提劑為0.25 mol/L醋酸銨+0.25 mol/L醋酸+0.01 mol/L乙二胺四乙酸二鈉+0.0125 mol/L硫酸+0.0038 mol/L硝酸的組合溶液；堿性浸提劑為0.01 mol/L的氫氧化鈉溶液；中性浸提劑為蒸餾水。

2.1.3 種子

供試綠豆品種是賽銀薄皮綠豆。在開始實驗的前一天，選取有色澤，顆粒飽滿，大小均勻，無蟲眼的綠豆種子為試驗材料。10粒為一組放入培養(yǎng)皿中，每次實驗每種濃度為5組，用清水浸泡一晚，備用。

2.2 浸提實驗

研究中總共有3種浸提方式，分別為酸性浸提、中性浸提和堿性浸提。每次浸提時，取5 g除塵灰于錐形瓶中，加入50 mL對應(yīng)的浸提劑，加塞密封，放入水平振蕩儀中，調(diào)節(jié)至轉(zhuǎn)速為200 r/min，振蕩1h之后取出，過濾留下濾液。之后取5個干燥的培養(yǎng)皿，分別放入兩層濾紙備用。綠豆的編號為A1、A2、A3、A4、A5；A2為1%濾液+99%水；A3為5%濾液+95%水；A4為10%濾液加90%水；A5為15%+85%水。進行浸提實驗時，酸性浸提編號為A酸1-A酸5，中性浸提編號為A中1-A中5，堿性浸提編號為A堿1-A堿5，之后用濾液配制對應(yīng)的濃度。

2.3 種子在浸提液下的培養(yǎng)實驗

將實驗前一天泡好的綠豆種子分別放入各種編號的培養(yǎng)皿中，每個培養(yǎng)皿中10粒種子，之后分別按編號加入配制好的浸提液。將種子放入浸提液中的第一天算起，每天更換浸提液，每天統(tǒng)計種子的發(fā)芽數(shù)，5 d后統(tǒng)計種子的最終發(fā)芽數(shù)及測量根長。

3 結(jié)果與分析

3.1 酸性浸提液對種子生長的影響

將高鋅除塵灰酸性浸提液對種子的生長影響數(shù)據(jù)記錄于表2中。

由表2根長數(shù)據(jù)可以看出，綠豆種子生根有低促高抑的現(xiàn)象。與對照組A酸1相比，酸性浸提液對綠豆種子的根長在一定的范圍內(nèi)具有促進作用。而超過了某一范圍之后，酸性浸提液對綠豆種子就表現(xiàn)出明顯的抑制作用，而且抑制作用隨浸提液的濃度增大而變大。

由表2發(fā)芽率等數(shù)據(jù)可以看出，綠豆種子的發(fā)芽也顯示出低促高抑的現(xiàn)象。隨著浸提液濃度的增加，綠豆種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)在隨之減少，但從活力指數(shù)來看，A酸2組中的浸提液對綠豆種子有55.3%的促進作用，而活力指數(shù)是表示種子活力的綜合指標(biāo)，所以可以看出A酸2組中的酸性浸提液對綠豆種子的發(fā)芽是有促進作用的，而其他濃度則表現(xiàn)出對綠豆種子的抑制作用。

3.2 中性浸提液對種子生長的影響

將高鋅除塵灰中性浸提液對種子的生長影響數(shù)據(jù)記錄于表3中。

由表3根長的數(shù)據(jù)可以看出，綠豆種子的根長受浸提液濃度影響波動較大，與濃度不存在很明顯的線性關(guān)系，但總體來說都呈現(xiàn)抑制作用，在A中2組中時抑制作用最強，達到43.7%，而在A中5組中時抑制作用反而最弱，只有7.7%，這說明中性浸提的過程中可能浸提出了某些綠豆根伸長需要的成分，濃度高時綠豆需要的成分充足，因此才呈現(xiàn)出高濃度根長高于低濃度根長。

由表3發(fā)芽率等數(shù)據(jù)可以看出，根據(jù)綠豆種子的發(fā)芽率來看，A中5組中時綠豆發(fā)芽率最高，但是發(fā)芽指數(shù)低于對照組，說明中性浸提液對綠豆種子的發(fā)芽也存在一定的抑制作用。其次，根據(jù)活力指數(shù)來看，A中2組的活力指數(shù)最低，抑制率最大，而A中5組時，活力指數(shù)最大，抑制率最低，說明中性浸提液對綠豆種子發(fā)芽有低抑高促的作用。

3.3 堿性浸提液對種子生長的影響

將高鋅除塵灰中性浸提液對種子的生長影響數(shù)據(jù)記錄于表4中。

由表4根長的數(shù)據(jù)可以看出，綠豆種子在A堿2組中時，促進率達到了最大31.9%，到A堿3組中時，呈現(xiàn)的是微弱的促進作用，之后當(dāng)濃度繼續(xù)增大，堿性浸提液依然對綠豆種子的根伸長呈現(xiàn)的是促進作用，但當(dāng)?shù)紸堿5組中時，呈現(xiàn)的是26.3%的抑制作用，說明在低濃度時，堿性浸提液對綠豆種子的根伸長在低濃度時呈現(xiàn)的是促進作用，雖然促進作用不隨濃度的變化而變化，而在高濃度時則直接呈現(xiàn)的是抑制作用，且抑制率達到26.3%。

由表4發(fā)芽率等數(shù)據(jù)可以看出，綠豆種子的發(fā)芽率在A堿2組中是最高的，發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)也是最高的，此時浸提液對綠豆種子發(fā)芽呈現(xiàn)的是促進作用，但是后來促進作用變?yōu)橐种谱饔?，且抑制率越來越大，在A堿5組中時變得最大，達到60.6%，說明堿性浸提液對綠豆種子的發(fā)芽呈現(xiàn)的是低促高抑的現(xiàn)象，在A堿2組中時為促進，之后都為抑制，且抑制作用越來越強。

4 不同浸提液對種子生長的影響

研究了各種浸提方式對綠豆種子的影響，側(cè)重點在于浸提方式，根據(jù)有關(guān)浸提方面的文獻可以知道每種浸提液里大概存在的元素種類[7]，之后對現(xiàn)象的分析也是以此為依據(jù)。而各種浸提液導(dǎo)致綠豆種子產(chǎn)生不同生長現(xiàn)象的直接原因，即浸提液里含有的真正離子種類和含量則有待進一步分析。

高鋅除塵灰在酸性浸提下，綠豆種子呈現(xiàn)的是低（1%）促高抑現(xiàn)象。高鋅除塵灰中在加入模擬酸雨[8]即硝酸和硫酸，再加入醋酸、醋酸銨和乙二胺四乙酸二鈉之后，其中的一些元素鋅、鉀、鈣、鎂、鐵等特別是鋅，容易被浸提出來，再加上可能還有一部分有毒離子例如鉛，于是浸提液中就含有一部分的鋅，之后用于種子培養(yǎng)時，綠豆種子在低濃度時生長狀況最好，且此時還有促進作用，說明此時的鋅含量時綠豆種子生長所需要的，而且此時毒性離子濃度較小。之后隨著濃度增大，鋅的含量也在增大，超過了綠豆種子的承受范圍，于是出現(xiàn)了低促高抑的現(xiàn)象。

高鋅除塵灰在中性浸提下，綠豆種子呈現(xiàn)的都是抑制現(xiàn)象。高鋅除塵灰被中性溶液也就是水浸提時。綠豆種子的現(xiàn)象是根長無規(guī)則，但是發(fā)芽率還比較高，這說明中性水浸提液對綠豆種子的發(fā)芽率沒什么影響但是對根長的影響比較大，導(dǎo)致最后對種子的生長抑制率變大。

高鋅除塵灰在堿性浸提下，綠豆種子呈現(xiàn)的是低（1%）促高抑現(xiàn)象。綠豆種子的根長有明顯的促進作用，發(fā)芽率在浸提液低濃度時也不錯，后來隨著浸提液濃度濃度的逐漸增大，溶液中離子的濃度和也會隨之增加，所以導(dǎo)致綠豆種子出現(xiàn)低促高抑的現(xiàn)象。

5 不同生長環(huán)境對種子生長的影響

通過分析除塵灰所含有的成分可知，除塵灰為堿性，其中含有許多堿金屬離子，那么這些堿金屬離子在遇到酸、堿、鹽時分別會產(chǎn)生不同的變化。在酸性浸提下，除塵灰中的大部分堿金屬離子會與酸反應(yīng)，從而被提取出來融入浸提劑中最后變成浸提液，而用此種浸提液去培養(yǎng)種子，對種子造成的傷害就是堿金屬離子的原因，溶液中含有大量從除塵灰中帶出的堿金屬離子，但是由于種子對堿金屬離子的吸收并不好，所以酸性浸提下種子的生長狀況還比較良好。而在堿性浸提下，由于除塵灰本身就含有堿性，所以浸提出的浸提液堿上加堿，導(dǎo)致種子周圍的培養(yǎng)環(huán)境鹽堿化，從對培養(yǎng)的種子觀察可知，用堿性浸提液培養(yǎng)的種子種皮都被侵蝕得很嚴(yán)重，有的甚至腐爛發(fā)霉。在中性浸提下與在堿性浸提下是一樣的效果，只是種子的種皮沒有堿性浸提液培養(yǎng)時被侵蝕得嚴(yán)重。所以這3種方式的意義就在于研究除塵灰對環(huán)境進行污染的不同方式，從而可以讓我們找出相對應(yīng)的解決辦法或者讓除塵灰直接資源化利用。

參考文獻：

[1]楊逢庭，趙樹民，徐國慶，等.高爐除塵灰的綜合利用[J].山東冶金，2015，37（1）：48～51.

[2]王 瑋，孟令和.除塵灰綜合利用技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用[J].中國資源綜合利用，2011，29（2）： 23～26.

[3]郭文春.錳礦高爐除塵灰的利用[J].湖南冶金，1998（5）：28～33.

[4]郭朝暉，黃昌勇，廖柏寒.模擬酸雨對污染土壤中Cd、Cu和Zn釋放及其形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2003，14（9）：1547～1550.

[5]陳照喜，王曉蓉，田笠卿，等.模擬酸雨下土壤中稀土元素的環(huán)境化學(xué)行為和植物可利用性研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報，1995，15（1）：32～37.

[6]于秋良，楊志賢，李忠芳，等.pH值對綠豆萌發(fā)和幼苗生長的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012（10）：40～43.

[7]姜 敏，黃碧捷，陳 莎，等.典型浸提劑的應(yīng)用及其影響因素研究[J].綠色科技，2015（11）：187～188.

[8]彭彩霞，彭長連，林桂珠，等.模擬酸雨對農(nóng)作物種子萌發(fā)和幼苗生長的影響[J].熱帶亞熱帶植物學(xué)報，2003，11（4）：400～404.