胡靜姝

（東莞理工學(xué)院城市學(xué)院，廣東東莞 523106）

我國土壤污染總體形勢相當(dāng)嚴(yán)峻，其中又以重金屬污染最為嚴(yán)重。土壤中的重金屬會不斷累積，伴隨著植物的生長重金屬會進行遷移，最后通過食物鏈危害人體健康。本研究通過盆栽試驗，研究改性納米碳黑（OCB）對黃瓜生長、黃瓜對銅和鋅的吸收和富集的影響，為OCB在重金屬污染土壤植物修復(fù)中提供參考依據(jù)[1]。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

試劑：MES、硝酸鋅、納米碳黑、硝酸鈉、硝酸銅、氫氧化鈉、硝酸、冰醋酸。

儀器：AA-6300C型原子吸收分光光度計、DHG-9240型電熱鼓風(fēng)干燥箱、BSA-124S型電子天平。

1.2 實驗方法

1.2.1 納米碳黑的氧化改性

將納米碳黑清洗去雜質(zhì)，在105℃下烘干3 h備用。稱取8組，每組10 g于250 mL錐形瓶中加熱，加熱過程中加入200 mL濃硝酸，140℃反應(yīng)2 h，反復(fù)離心清洗反應(yīng)產(chǎn)物，直至上清液pH穩(wěn)定，轉(zhuǎn)移到燒杯。105℃下烘干至恒重，置于干燥器中備用（本文以O(shè)CB表示氧化改性后的納米碳黑，以CB表示未改性的納米碳黑）[2]。

1.2.2 黃瓜盆栽試驗設(shè)計

盆栽試驗用土采自工業(yè)區(qū)重金屬污染泥土，土壤分為4個樣品：不加OCB的對照CK和分別添加1%、3%、5%的OCB與污染土混合。將混合材料500 g裝入餐館圓形透明塑料打包盒中，基肥保持一致，再稱取尿素30 g和磷酸二氫鉀66 g共溶于15 L水中，每個處理澆水120 mL，鈍化一周后播種，供試植物為黃瓜，每盆3顆，試驗期為1個月。在實驗進行過程中適當(dāng)給土壤補充水分，使土壤持水量控制在70%左右。待盆栽試驗結(jié)束，黃瓜收割并分離出根后取部分根際土風(fēng)干，磨細(xì)過10目尼龍篩，分析添加OCB對黃瓜生長的影響[3]。

1.2.3 土壤重金屬有效態(tài)分析

根據(jù)土壤酸堿度和緩沖量的不同而制定出的2種不同pH的緩沖液作為提取液，因此當(dāng)土壤pH小于5時，加入試劑1（5.7 mL冰醋酸500 mL蒸餾水中，再加入64.3 mL1 mol/L NaOH，用蒸餾水定容至1 L，保證試劑pH值在4.93±0.05）；當(dāng)土壤pH大于5時，加入試劑2（5.7 mL冰醋酸于蒸餾水中，定容至1L，保證試劑的pH值在2.88±0.05），緩沖液的pH用1 mol/L的HNO3和1 mol/L的NaOH來調(diào)節(jié)，緩沖液的用量與土壤稱樣量的比例是20∶1，提取液在常溫下振蕩（18±2）h，離心，濾液用0.2 μm濾膜過濾，再用1 mol/L的HNO3調(diào)節(jié)提取液pH至2以長時間保存，待測液中的重金屬濃度用火焰原子吸收分光光度計法測定[4]。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加OCB對黃瓜生長的影響

由圖1分析可知，隨著OCB的添加會使黃瓜苗上部的生物量增加，對比CK分別增加了28.89%、53.33%、84.44%。黃瓜苗地下部生物量大致趨勢是增加的，對比CK增加了0%、34.21%、83.58%，添加1%OCB和CK對比地下部生物量的干重幾乎無變化。

圖1 工業(yè)區(qū)土壤添加OCB后對黃瓜苗生物量干重的影響

許多重金屬（Cu和Zn等）都是植物必需的微量元素，對植物的生長發(fā)育起著十分重要的作用。但是，當(dāng)環(huán)境中重金屬的數(shù)量超過植物本身所需的量，就會使植物中毒，輕則導(dǎo)致植物生長發(fā)育受到抑制，重則導(dǎo)致植物死亡。綜上所述，對照CK在未添加OCB的情況下，黃瓜苗的生長受到了抑制，而加入了改性的OCB之后能夠在黃瓜苗生長過程中很大程度降低重金屬對其影響，從實驗結(jié)果看添加OCB的處理黃瓜苗生物干重在逐漸增加，雖然變化不是很大，但是OCB還是對土壤中的重金屬起到了一定的作用。

2.2 施用OCB對黃瓜苗種植土壤中Cu和Zn的影響

圖2 添加OCB后對黃瓜苗種植土壤中Cu和Zn的影響

如圖2分析黃瓜苗種植土壤中添加1%、3%、5%OCB后Cu和Zn濃度含量，結(jié)果表明：與CK相對比，1%OCB土壤中Cu的含量幾乎未發(fā)生變化，但是當(dāng)OCB添加量增大到3%、5%時土壤中Cu的含量明顯下降。土壤中Zn的含量也是隨著OCB的添加而降低，但是在添加1%和3%OCB的時候，土壤中Zn的含量變化差異不大。4個處理黃瓜苗種植土壤中Zn含量都明顯高于Cu含量。

導(dǎo)致該試驗結(jié)果的原因主要是OCB能很好地降低土壤中有效態(tài)Cu，但相比有效態(tài)Zn的降低能力會弱一些，另外也和植物自身對重金屬的吸收特性有關(guān)系。

3 結(jié)論

通過土壤添加OCB對黃瓜吸收Cu和Zn影響的實驗，獲得以下結(jié)論：①添加了OCB的土壤中的有效態(tài)Cu和Zn的含量有所降低；②黃瓜是經(jīng)一個星期的鈍化，再經(jīng)過一個多月的時間進行種植培養(yǎng)，土壤中的有效態(tài)Cu和Zn的含量都降低了，且黃瓜苗地上生物量干重有所增加，但是對照CK的黃瓜生長明顯比其他施加了OCB的要慢一點，說明Cu比Zn更容易被OCB吸附鈍化失去活性[5]。