12种道路绿化树木叶片重金属含量比较

程玉良，张家洋，任 敏

（新乡学院 生命科学与技术系，河南 新乡 453003）

12种道路绿化树木叶片重金属含量比较

程玉良，张家洋，任 敏

（新乡学院 生命科学与技术系，河南 新乡 453003）

对新乡市12种道路绿化树木叶片重金属铅、镉和锌的含量进行分析。结果表明，同种道路绿化树木叶片的重金属含量表现为污染区＞清洁区，不同树种道路绿化树木叶片的重金属含量具有明显差异，铅含量的大小排序为榆树＞栾树＞雪松＞刺槐＞悬铃木＞夹竹桃＞毛白杨＞柳树＞卫矛＞圆柏＞臭椿＞核桃； 镉含量的大小排序为毛白杨＞雪松＞栾树＞悬铃木＞夹竹桃＞臭椿＞柳树＞榆树＞悬刺槐＞圆柏＞卫矛＞核桃，锌含量的大小排序为夹竹桃＞榆树＞臭椿＞柳树＞刺槐＞栾树＞雪松＞毛白杨＞核桃＞圆柏＞卫矛＞悬铃木。运用隶属函数法对12种道路绿化树木叶片重金属含量进行归类，榆树和栾树归为第1类，夹竹桃、雪松、毛白杨、刺槐、柳树、悬铃木和臭椿为第2类，卫矛、圆柏和核桃归为第3类。

道路绿化；绿化树木；重金属污染物；吸收净化能力

随着社会的不断的发展，工业生产中排放的各种重金属污染物不断增加，且重金属污染具有隐蔽期性、在一定程度上威胁着人类的健康，大气中重金属污染物通过绿化树木叶片上的气孔进入叶片内部，经过叶片内一系列的化学反应，这些重金属离子最终被转化为无毒物质[1-2]。近年来，一些学者利用植物来监测大气环境的报道较多，他们对不同城市绿化树木富积重金属的能力进行研究，试图筛选一批抗污吸污能力强的树种[3-7]。还有学者研究表明植物叶片重金属的累积与大气中重金属污染物浓度成一定的正相关[8-10]。然而，针对新乡市绿化树木叶片对大气重金属污染物铅、镉和锌的吸收、积累鲜有报道，鉴于此，通过对新乡市污染区和清洁区进行调查，选择12种绿化树木，对其叶片3种重金属含量进行测定，以期筛选出抗污吸污能力强的绿化树木，为城市生态绿化工程提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 绿化树木材料的选择及设计

根据据新乡市区污染程度选择3个功能区12种绿化树木，即清洁区（新乡学院及河南科技学院）、污染区（化工路和发电厂附件）和市区，于2012年10月即秋季对道路绿化树木叶片铅、镉和锌的含量进行测定，所采集的树木叶片为较老叶片，因其铅、镉和锌含量相对较为稳定。12种绿化树木分别为栾树、卫矛、核桃、臭椿、刺槐、榆树、柳树、毛白杨、夹竹桃、悬铃木、雪松和圆柏。

1.2 样品采集与制备

于2012年10月上午8:00～12:00，下午2:00～5:00，在不同的功能区，选择生长健康的绿化树木，在各采样点对每个树种采集3株，所选择同一树种树高、树龄、生长情况等相似性极高，采样位置选择树冠外围东西南北4个方向，将采集后的叶片小心封存于自封塑料袋中并带回实验室处理，具体操作过程：将采集的叶片用蒸馏水浸泡叶片6 h，然后洗净叶片上的滞尘等杂物，放在烘箱中杀青1 h，并设置温度为102 ℃，最后在温度70 ℃下烘干至恒重，将烘干的样品用电动粉碎机粉碎，过50目筛，得到粉末状样品，即为分析样品，置于清洁密封袋中备用。

1.3 样品的测定

用美国PE公司生产Optima 2100DV电感耦合等离子体发射光谱仪测重金属含铅、镉和锌量。

2 结果与分析

2.1 树木叶片含铅量功能区变化分析

不同功能区绿化树木叶片含铅量存在一定变异（见表1），就绿化树木叶片含铅量而言，所有绿化树木叶片含铅量（除臭椿和毛白杨外）均是污染区高于闹市区和清洁区；在污染区其含量排序为栾树＞雪松＞榆树＞悬铃木＞刺槐＞夹竹桃＞柳树＞毛白杨＞卫矛＞圆柏＞臭椿＞核桃。在闹市区其含量排序为栾树＞雪松＞榆树＞夹竹桃＞刺槐＞毛白杨＞悬铃木＞柳树＞卫矛＞圆柏＞臭椿＞核桃，在清洁区其含量排序为榆树＞栾树＞悬铃木＞刺槐＞雪松＞夹竹桃＞毛白杨＞柳树＞卫矛＞圆柏＞核桃＞臭椿。而同一种树木叶片含铅量在不同的功能区呈现倍数差异，如柳树、圆柏、悬铃木、刺槐、卫矛、核桃、栾树、夹竹桃、榆树、雪松、毛白杨和臭椿在污染区的树木叶片含铅量分别是闹市区树木叶片含铅量的2.191、2.070、1.889、1.401、1.226、1.205、1.152、1.149、1.093、1.061、0.934和0.835倍；是清洁区树木叶片含铅量的2.649、2.286、1.854、1.756、1.510、1.614、2.257、1.977、1.285、2.593、1.919和2.785倍。总之，绿化树木在污染严重的地方树木其叶片铅量高，反之低。其可能的原因是绿化树木叶片含铅量与大气污染物浓度密切相关。

表1 不同功能区绿化树木叶片含铅量变化Table 1 Changes of Pb content in greening tree species leaves in different functional areas mg/kg

2.2 树木叶片含镉量功能区变化分析

不同功能区绿化树木叶片含镉量存在一定变异（见表2），就绿化树木叶片含镉量而言，所有绿化树木叶片含铅量（榆树和悬铃木除外）均是污染区＞闹市区＞清洁区；而同一种树木叶片含镉量在不同的功能区也呈现倍数差异，如栾树、卫矛、核桃、臭椿、刺槐、榆树、柳树、毛白杨、夹竹桃、悬铃木、雪松和圆柏在污染区的树木叶片含镉量分别是闹市区树木叶片含镉量的1.260、1.171、1.182、1.025、1.062、0.915、2.053、1.221、1.006、0.883、2.552和2.077倍；是清洁区树木叶片含镉量的2.680、2.158、1.238、1.471、2.029、4.167、1.855、3.486、1.393、3.031、2.744和3.600倍，在污染区其含量排序为毛白杨＞雪松＞栾树＞悬铃木＞夹竹桃＞柳树＞臭椿＞榆树＞刺槐＞圆柏＞卫矛＞核桃；在闹市区其含量排序为毛白杨＞悬铃木＞栾树＞夹竹桃＞雪松＞臭椿＞榆树＞柳树＞刺槐＞卫矛＞圆柏＞核桃；在清洁区其含量排序为毛白杨＞雪松＞夹竹桃＞栾树＞臭椿＞柳树＞悬铃木＞刺槐＞核桃＞卫矛＞榆树＞圆柏。总而言之，绿化树木在污染严重的地方树木其叶片含镉量高，反之污染较轻的地方树木叶片含镉量就低，另外绿化树木叶片含镉量与大气污染物浓度密切相关。

表2 绿化树木叶片含镉量功能区变化Table 2 Changes of Cd content in greening tree species leaves in different functional areas mg/kg

2.3 树木叶片含锌量功能区变化分析

不同功能区绿化树木叶片含锌量存在一定变异（见表3），就绿化树木叶片含锌量而言，所有绿化树木叶片含锌量（柳树、夹竹桃和圆柏除外）均是污染区＞闹市区＞清洁区；而同一种树木叶片含锌量在不同的功能区也呈现倍数差异不同，就栾树和圆柏来说污染区是闹市区的2.487和0.876倍，其余树木含锌量也在0.906～1.325倍之间，而污染区于清洁区而言，最大的如刺槐4.964倍，最小的榆树1.916倍，其余均在2.130～4.734倍之间，在污染区其含量排序为夹竹桃＞榆树＞臭椿＞刺槐＞栾树＞柳树＞雪松＞核桃＞毛白杨＞卫矛＞圆柏＞悬铃木；在闹市区其含量排序为夹竹桃＞榆树＞柳树＞臭椿＞刺槐＞雪松＞毛白杨＞圆柏＞核桃＞卫矛＞栾树＞悬铃木；在清洁区其含量排序为榆树＞栾树＞夹竹桃＞毛白杨＞臭椿＞柳树＞圆柏＞刺槐＞雪松＞卫矛＞核桃＞悬铃木。总而言之，绿化树木在污染严重的地方树木其叶片含锌量高，反之污染较轻的地方树木叶片含锌量就低，另外绿化树木叶片含锌量与大气污染物浓度密切相关。

表3 绿化树木叶片含锌量功能区变化Table 3 Changes of Zn content in greening tree species leaves in different functional areas mg/kg

2.4 树木叶片铅、镉和锌含量综合分析

为了综合分析12种道路绿化树木叶片含铅、镉和锌量，对其进行比较，结果表明（见表4），绿化树木叶片铅含量的大小排序为榆树＞栾树＞雪松＞刺槐＞悬铃木＞夹竹桃＞毛白杨＞柳树＞卫矛＞圆柏＞臭椿＞核桃； 镉含量的大小排序为毛白杨＞雪松＞栾树＞悬铃木＞夹竹桃＞臭椿＞柳树＞榆树＞悬刺槐＞圆柏＞卫矛＞核桃，锌含量的大小排序为夹竹桃＞榆树＞臭椿＞柳树＞刺槐＞栾树＞雪松＞毛白杨＞核桃＞圆柏＞卫矛＞悬铃木。根据新乡12种道路绿化树木叶片污染元素隶属函数累积值大于2，或小于2且大于1，或小于1，将其分为3类，榆树和栾树归为第一类；夹竹桃、雪松、毛白杨、刺槐、柳树、悬铃木和臭椿归为第二类；卫矛、圆柏和核桃归为第三类。

表4 树木叶片含铅、镉和锌量隶属函数分析Table 4 Membership function analyses on Pb, Cd and Zn contents in greening tree species leaves

3 结论与讨论

(1)同种绿化树木叶片含铅、镉和锌重金属污染物量大小不同，表现为铅＞镉、铅＞锌、镉＜锌；不同种绿化树木叶片含铅、镉、锌重金属污染物也有很大差异，含铅量高的绿化树木有榆树、栾树和雪松，含镉量高的绿化树木有毛白杨和雪松，锌含量高的绿化树木有夹竹桃和榆树。存在这种差异性的原因可能与树木叶片表面结构、湿润程度、树木叶片距地高度、重金属元素的性质、土壤及气候条件等多种因素有关。

(2)12种道路绿化树木叶片含铅、镉、锌的量由于季节的改变和污染源的不同而存在差异。如在不同污染源条件下的同一种树木叶片含铅、镉、锌量存在差异，表现为污染区大于清洁区。

(3)根据12种道路绿化树木叶片重金属铅、镉和锌的含量进行分类， 将其分为3类，榆树和栾树叶片3种污染物含量相对较高，归为第1类；夹竹桃、雪松、毛白杨、刺槐、柳树、悬铃木和臭椿归为第2类，其叶片3种污染物含量居中；卫矛、圆柏和核桃叶片3种污染物含量相对较低，归为第3类。

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Comparisons of heavy metal contents in leaves of 12 roadside greening afforestation tree species

CHENG Yu-liang, ZHANG Jia-yang, REN Min
(School of Life Science and Technology, Xinxiang University, Xinxiang 453003, Henan, China)

The heavy metals (Pb, Cd and Zn) contents in leaves of 12 roadside greening trees in Xinxiang city of Henan province were investigated and analyzed. The results indicate that the same roadside afforestation tree species showed different heavy metal contents in their leaves, the leaf heavy metal content in the polluted area was bigger than that in the clear area, simultaneously the leaf heavy metal contents of different tree species in same area showed signif i cant differences, the content of Pb was in the order ofUlmus pumila＞Koelreuteria paniculata＞Cedrus deodara＞Robinia pseudoacacia＞Platanus hispanica＞Nerium indicum＞Populus tomentosa＞Salix babylonica＞Euonymus alatus＞Sabina chinensis＞Ailanthus altissima＞Juglans regia; the content of Cd was in the order ofPopulus tomentosa＞Cedrus deodara＞Koelreuteria paniculata＞Platanus hispanica＞Ailanthus altissima＞Salix babylonica＞Ulmus pumila＞Robinia pseudoacacia＞Sabina chinensis＞Euonymus alatus＞Juglans regia; the content of Zn was in the order ofNerium indicum＞Ulmus pumila＞Ailanthus altissima＞Salix babylonica＞Robinia pseudoacacia＞Koelreuteria paniculata＞Cedrus deodara＞Populus tomentosa＞Juglans regia＞Sabina chinensis＞Euonymus alatus＞Platanus hispanica; the afforest trees were classified three at the basis of the content of Pb, Cd and Zn, the first category includedUlmus pumilaandKoelreuteria paniculata;Nerium indicum,Cedrus deodara,Populus tomentosa,Robinia pseudoacacia,Salix babylonica,Platanus hispanicaandAilanthus altissimabelong to the second category; the third category includedEuonymus alatus,Sabina chinensisandJuglans regia.

roadside greening; afforestation tree species; heavy metal pollutants; absorption and purif i cation ability

S718

A

1673-923X(2014)11-0052-04

2014-01-12

新乡学院创新基金(12ZB15)，国家科技支撑项目（2009BADB2B0601）

程玉良（1961-），男，河南新乡人，副教授，主要从事环境化学研究；E-mail：njlydxzyyhj@163.com

[本文编校：吴 毅]