香根草对土壤中不同深度铜富集的研究

曹红梅　罗月红　杨守仁

摘 要：对土壤中铜含量及香根草对铜离子的富集作用进行了研究。结果表明，随着污染年份的增长，土壤铜显著增加，铜离子在土壤中的含量从上而下先逐渐增大，然后达到一个高峰后又逐渐减少；香根草种植2a后土壤中铜离子的含量从450mg/kg降到了154mg/kg，可作为治理清远石角地区治理铜污染的首选植物。

关键词：香根草；土壤；铜富集

中图分类号 X173 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）12-26-03

香根草是禾本科岩兰草属多年生草本植物，产于我国东南部及印度、巴西等热带亚热带地区，具有发达呈网状的须根，一般入土深达2～3m，最长可达5.5m。近年来，香根草除了用于传统的农业水土保持，公路和铁路边坡的保护，水库、堤坝、河岸的稳固，风沙地的防风固沙，还在金属尾矿和采石场的复垦，污染水体的净化，垃圾场和工业污染区的生态恢复等方面也得到了广泛应用，并取得了良好的效果。目前，香根草对受重金属污染整理修复环境主要研究在重金属铅、镉、镍等方面的进行，而对铜污染治理方面的报道较少。本文通过对清远石角地区受铜污染的土壤及香根草的研究，对铜离子在土壤深处进行渗透的情况进行分析，对种植香根草后根系与不同深度土壤中的铜离子含量变化比较，分析香根草对不同深度的重金属铜离子吸富作用大小，以期为清远石角地区的铜污染治理提供理论依据。

1 仪器与方法

1.1 仪器及试剂 烘干箱；分析天平（FA1004N）；原子吸收分光光度计（WFX-310/320）。空气—乙炔火焰原子化器，铜空心阴极灯；硝酸；氢氟酸；高氯酸均为优级纯；铜标准溶液（市售标准液）。

1.2 测定方法

1.2.1 土壤样品的处理 把采集的土样均匀地摊开在一张比较厚的牛皮纸上；用四分法弃取土壤；将土壤样品用研钵研碎后用100目的尼龙筛反复过筛。

1.2.3 土壤样品的前处理 称取土壤样本于聚四氟乙烯坩埚中，加入HNO3，在电热板上加热消化至溶解；再加入HF，加热分解SiO2及胶态硅酸盐；最后加入HCl，加热至消解物呈淡黄色；打开盖，先蒸至近干，然后取下冷却；加入HNO3微热溶解残渣，移入容量瓶中定容。用同法制作空白样品。

1.2.4 香根草样本处理 把香根草全株包括根茎叶洗干净（用水-盐酸-离子水）后烘干，研磨消化（用高氯酸、硝酸混合液），容量瓶定容。

1.3 测定方法

1.3.1 土壤表层铜含量与污染年份的关系 在污染不同年份的地方取0～5cm土壤作为表层土壤，测定各土壤中的铜离子含量。

1.3.2 铜渗透深度的测定 选取受铜污染程度不同的地方分别用钻探打孔的方法取地下0.1m、0.5m、1m、1.5m、2m土壤作为样品，测定各深度的土壤中铜离子的含量。

1.3.3 香根草生长与根系的关系 选择由广州市香根草业科技有限公司提供的香根草作样本，测定同一规格、同一根长的香根草（根长0.35m）经过3、6、9、12、24个月的生长后根系的长度。

1.3.4 香根草生长时间与土壤铜的含量关系 测定香根草在受污染4a的土壤中生长了3、6、9、12、24个月后纵深1m的土壤中铜离子含量变化。

1.3.5 香根草中铜的含量与土壤的铜含量关系 测定香根草在受污染4a的土壤上种植不同时间后，土壤中含铜离子的量和香根草中铜离子含量变化。

2 结果与分析

2.1 土壤表层铜含量与污染年份的关系 图1表明：土壤表层铜离子的含量随着受铜污染年份的增长而升高。其中，受铜污染1～2a土壤表层中铜离子含量升幅较少，在受污染3～4a土壤表层中铜离子含量升幅较大，而5～6a后土壤表层铜离子含量升幅又变得平缓。这说明随着受铜污染年份的增长，土壤表层中的铜离子增多，时间越长，越趋饱和。

2.2 铜渗透深度测定 表1和图2表明铜离子含量随着土壤纵深的增大，呈先上长后下降的趋势，刚开始随着纵深的增长而增大，在一个深度达到一个高峰，随后随着纵深的加大反而下降。这表明了铜离子随着铜离子污染年份的增大而向土壤深处进行渗透，渗透到一定的深度时达到高峰，年份越长，高峰出现得更深处，然后在更深处铜离子含量反而变小。

2.3 香根草生长时间与根系关系 图3数据显示：香根草的根系数长度随着生长时间不同一直呈上升趋势。根系在地下生长主要是须根呈网状生长，没有主根，须根发达，随着生长时间的延长根系越长越长，在24个月后更达到2.65m。

2.4 香根草生长时间与土壤铜含量关系 图4说明，土壤中铜含量随着香根草生长时间的增长而下降。受污染的土壤中铜的含量随着渗透的深入，铜的含量渐增大，从表1得知受铜传染4a的土壤在1m处是渗透浓度最大的地方，种植了香根草后土壤中铜离子的含量随着香根草的生长时间越长，土壤中铜离子含量逐渐减少，在24个月后达到最低156mg/kg。这说明了随着香根草的不断生长，根系不断延伸，对土壤中的铜离子不断富集，使土壤中的铜离子含量逐渐减少。

2.5 香根草中铜的含量与土壤的铜含量关系 表2显示香根草中铜的富集含量随着生长时间的延长越来越多，把土壤中所含的铜离子大部分富集，而土壤中所含的铜离子却逐渐减少。

3 结果与讨论

研究结果显示，土壤表层的铜离子的含量随着受铜污染年份增长而升高，受污染的土壤中铜离子随着污染年份的增大而向土壤深处进行渗透，在一定的深度达到最大值，最大铜离子含量随着受污染的年份时间的久远而出现在土壤的更深处，随后铜含量又逐渐减少。因而，在对受铜污染的土壤的治理时，应了解铜离子渗透的深度，在进行生物降解时应选择根系发达的植物进行治理，而香根草恰好具备这个特点，可以作为首选植物。香根草种植2a后土壤中铜离子的含量从450mg/kg降至154mg/kg，有望在把种植2a的香根草挖取后再种植1～2轮后受污染的土壤的含铜量达到国家农田标准（100mg/kg）。从本次研究所得结果分析得知，香根草可作为治理清远石角地区铜污染的首选植物。

参考文献

[1]陈凯，胡国谦，饶辉茂，等.红壤坡地柑桔园栽培香根草的生态效应[J].生态学报，1994，14（3）：249-254.

[2]史春琼，黄光团.利用香根草吸收水体底泥中重金属Cu的效能分析[J].净水技术，2013，3（3）：82-84.

[3]夏汉平，束文圣.香根草和百喜草对铅锌尾矿金属的抗性与吸收差异研究[J].生态学报，2001（21）：1 121-1 129.

[4]韩露，张小平，刘必融，等.香根草对土壤中几种重金属离子富集能力的比较研究[J].生物学杂志，2005，10（3）：20-23.

[5]龙健，黄昌勇，滕应，等.天台铅锌矿区香根草（Vetiveriaziz anioides）等几种草本植物的重金属耐性[J].应用与环境生物学报，2003，9（3）：226-229.

[6]杨兵，蓝崇钰，束文圣.香根草在铅锌尾矿上生长及其对重金属的吸收[J].生态学报，2005，10：45-50.

[7]徐德聪，詹婧，陈政，等.种植香根草对铜尾矿废弃地基质化学和生物学性质的影响[J].生态学报，2012，9（8）：5 683-5 690.

[8]廖芳芳，葛皓，王海霞，等.香根草对煤矸石山砷富集作用初探[J].福建热作科技，2013，1（4）：9-12.

[9]李文庆，张民，束怀瑞，等.苹果园土壤中铜的含量及形态特征研究[J].园艺学报，2005.32（5）：769-772.

（责编：张宏民）

摘 要：对土壤中铜含量及香根草对铜离子的富集作用进行了研究。结果表明，随着污染年份的增长，土壤铜显著增加，铜离子在土壤中的含量从上而下先逐渐增大，然后达到一个高峰后又逐渐减少；香根草种植2a后土壤中铜离子的含量从450mg/kg降到了154mg/kg，可作为治理清远石角地区治理铜污染的首选植物。

关键词：香根草；土壤；铜富集

中图分类号 X173 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）12-26-03

香根草是禾本科岩兰草属多年生草本植物，产于我国东南部及印度、巴西等热带亚热带地区，具有发达呈网状的须根，一般入土深达2～3m，最长可达5.5m。近年来，香根草除了用于传统的农业水土保持，公路和铁路边坡的保护，水库、堤坝、河岸的稳固，风沙地的防风固沙，还在金属尾矿和采石场的复垦，污染水体的净化，垃圾场和工业污染区的生态恢复等方面也得到了广泛应用，并取得了良好的效果。目前，香根草对受重金属污染整理修复环境主要研究在重金属铅、镉、镍等方面的进行，而对铜污染治理方面的报道较少。本文通过对清远石角地区受铜污染的土壤及香根草的研究，对铜离子在土壤深处进行渗透的情况进行分析，对种植香根草后根系与不同深度土壤中的铜离子含量变化比较，分析香根草对不同深度的重金属铜离子吸富作用大小，以期为清远石角地区的铜污染治理提供理论依据。

1 仪器与方法

1.1 仪器及试剂 烘干箱；分析天平（FA1004N）；原子吸收分光光度计（WFX-310/320）。空气—乙炔火焰原子化器，铜空心阴极灯；硝酸；氢氟酸；高氯酸均为优级纯；铜标准溶液（市售标准液）。

1.2 测定方法

1.2.1 土壤样品的处理 把采集的土样均匀地摊开在一张比较厚的牛皮纸上；用四分法弃取土壤；将土壤样品用研钵研碎后用100目的尼龙筛反复过筛。

1.2.3 土壤样品的前处理 称取土壤样本于聚四氟乙烯坩埚中，加入HNO3，在电热板上加热消化至溶解；再加入HF，加热分解SiO2及胶态硅酸盐；最后加入HCl，加热至消解物呈淡黄色；打开盖，先蒸至近干，然后取下冷却；加入HNO3微热溶解残渣，移入容量瓶中定容。用同法制作空白样品。

1.2.4 香根草样本处理 把香根草全株包括根茎叶洗干净（用水-盐酸-离子水）后烘干，研磨消化（用高氯酸、硝酸混合液），容量瓶定容。

1.3 测定方法

1.3.1 土壤表层铜含量与污染年份的关系 在污染不同年份的地方取0～5cm土壤作为表层土壤，测定各土壤中的铜离子含量。

1.3.2 铜渗透深度的测定 选取受铜污染程度不同的地方分别用钻探打孔的方法取地下0.1m、0.5m、1m、1.5m、2m土壤作为样品，测定各深度的土壤中铜离子的含量。

1.3.3 香根草生长与根系的关系 选择由广州市香根草业科技有限公司提供的香根草作样本，测定同一规格、同一根长的香根草（根长0.35m）经过3、6、9、12、24个月的生长后根系的长度。

1.3.4 香根草生长时间与土壤铜的含量关系 测定香根草在受污染4a的土壤中生长了3、6、9、12、24个月后纵深1m的土壤中铜离子含量变化。

1.3.5 香根草中铜的含量与土壤的铜含量关系 测定香根草在受污染4a的土壤上种植不同时间后，土壤中含铜离子的量和香根草中铜离子含量变化。

2 结果与分析

2.1 土壤表层铜含量与污染年份的关系 图1表明：土壤表层铜离子的含量随着受铜污染年份的增长而升高。其中，受铜污染1～2a土壤表层中铜离子含量升幅较少，在受污染3～4a土壤表层中铜离子含量升幅较大，而5～6a后土壤表层铜离子含量升幅又变得平缓。这说明随着受铜污染年份的增长，土壤表层中的铜离子增多，时间越长，越趋饱和。

2.2 铜渗透深度测定 表1和图2表明铜离子含量随着土壤纵深的增大，呈先上长后下降的趋势，刚开始随着纵深的增长而增大，在一个深度达到一个高峰，随后随着纵深的加大反而下降。这表明了铜离子随着铜离子污染年份的增大而向土壤深处进行渗透，渗透到一定的深度时达到高峰，年份越长，高峰出现得更深处，然后在更深处铜离子含量反而变小。

2.3 香根草生长时间与根系关系 图3数据显示：香根草的根系数长度随着生长时间不同一直呈上升趋势。根系在地下生长主要是须根呈网状生长，没有主根，须根发达，随着生长时间的延长根系越长越长，在24个月后更达到2.65m。

2.4 香根草生长时间与土壤铜含量关系 图4说明，土壤中铜含量随着香根草生长时间的增长而下降。受污染的土壤中铜的含量随着渗透的深入，铜的含量渐增大，从表1得知受铜传染4a的土壤在1m处是渗透浓度最大的地方，种植了香根草后土壤中铜离子的含量随着香根草的生长时间越长，土壤中铜离子含量逐渐减少，在24个月后达到最低156mg/kg。这说明了随着香根草的不断生长，根系不断延伸，对土壤中的铜离子不断富集，使土壤中的铜离子含量逐渐减少。

2.5 香根草中铜的含量与土壤的铜含量关系 表2显示香根草中铜的富集含量随着生长时间的延长越来越多，把土壤中所含的铜离子大部分富集，而土壤中所含的铜离子却逐渐减少。

3 结果与讨论

研究结果显示，土壤表层的铜离子的含量随着受铜污染年份增长而升高，受污染的土壤中铜离子随着污染年份的增大而向土壤深处进行渗透，在一定的深度达到最大值，最大铜离子含量随着受污染的年份时间的久远而出现在土壤的更深处，随后铜含量又逐渐减少。因而，在对受铜污染的土壤的治理时，应了解铜离子渗透的深度，在进行生物降解时应选择根系发达的植物进行治理，而香根草恰好具备这个特点，可以作为首选植物。香根草种植2a后土壤中铜离子的含量从450mg/kg降至154mg/kg，有望在把种植2a的香根草挖取后再种植1～2轮后受污染的土壤的含铜量达到国家农田标准（100mg/kg）。从本次研究所得结果分析得知，香根草可作为治理清远石角地区铜污染的首选植物。

参考文献

[1]陈凯，胡国谦，饶辉茂，等.红壤坡地柑桔园栽培香根草的生态效应[J].生态学报，1994，14（3）：249-254.

[2]史春琼，黄光团.利用香根草吸收水体底泥中重金属Cu的效能分析[J].净水技术，2013，3（3）：82-84.

[3]夏汉平，束文圣.香根草和百喜草对铅锌尾矿金属的抗性与吸收差异研究[J].生态学报，2001（21）：1 121-1 129.

[4]韩露，张小平，刘必融，等.香根草对土壤中几种重金属离子富集能力的比较研究[J].生物学杂志，2005，10（3）：20-23.

[5]龙健，黄昌勇，滕应，等.天台铅锌矿区香根草（Vetiveriaziz anioides）等几种草本植物的重金属耐性[J].应用与环境生物学报，2003，9（3）：226-229.

[6]杨兵，蓝崇钰，束文圣.香根草在铅锌尾矿上生长及其对重金属的吸收[J].生态学报，2005，10：45-50.

[7]徐德聪，詹婧，陈政，等.种植香根草对铜尾矿废弃地基质化学和生物学性质的影响[J].生态学报，2012，9（8）：5 683-5 690.

[8]廖芳芳，葛皓，王海霞，等.香根草对煤矸石山砷富集作用初探[J].福建热作科技，2013，1（4）：9-12.

[9]李文庆，张民，束怀瑞，等.苹果园土壤中铜的含量及形态特征研究[J].园艺学报，2005.32（5）：769-772.

（责编：张宏民）

摘 要：对土壤中铜含量及香根草对铜离子的富集作用进行了研究。结果表明，随着污染年份的增长，土壤铜显著增加，铜离子在土壤中的含量从上而下先逐渐增大，然后达到一个高峰后又逐渐减少；香根草种植2a后土壤中铜离子的含量从450mg/kg降到了154mg/kg，可作为治理清远石角地区治理铜污染的首选植物。

关键词：香根草；土壤；铜富集

中图分类号 X173 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）12-26-03

香根草是禾本科岩兰草属多年生草本植物，产于我国东南部及印度、巴西等热带亚热带地区，具有发达呈网状的须根，一般入土深达2～3m，最长可达5.5m。近年来，香根草除了用于传统的农业水土保持，公路和铁路边坡的保护，水库、堤坝、河岸的稳固，风沙地的防风固沙，还在金属尾矿和采石场的复垦，污染水体的净化，垃圾场和工业污染区的生态恢复等方面也得到了广泛应用，并取得了良好的效果。目前，香根草对受重金属污染整理修复环境主要研究在重金属铅、镉、镍等方面的进行，而对铜污染治理方面的报道较少。本文通过对清远石角地区受铜污染的土壤及香根草的研究，对铜离子在土壤深处进行渗透的情况进行分析，对种植香根草后根系与不同深度土壤中的铜离子含量变化比较，分析香根草对不同深度的重金属铜离子吸富作用大小，以期为清远石角地区的铜污染治理提供理论依据。

1 仪器与方法

1.1 仪器及试剂 烘干箱；分析天平（FA1004N）；原子吸收分光光度计（WFX-310/320）。空气—乙炔火焰原子化器，铜空心阴极灯；硝酸；氢氟酸；高氯酸均为优级纯；铜标准溶液（市售标准液）。

1.2 测定方法

1.2.1 土壤样品的处理 把采集的土样均匀地摊开在一张比较厚的牛皮纸上；用四分法弃取土壤；将土壤样品用研钵研碎后用100目的尼龙筛反复过筛。

1.2.3 土壤样品的前处理 称取土壤样本于聚四氟乙烯坩埚中，加入HNO3，在电热板上加热消化至溶解；再加入HF，加热分解SiO2及胶态硅酸盐；最后加入HCl，加热至消解物呈淡黄色；打开盖，先蒸至近干，然后取下冷却；加入HNO3微热溶解残渣，移入容量瓶中定容。用同法制作空白样品。

1.2.4 香根草样本处理 把香根草全株包括根茎叶洗干净（用水-盐酸-离子水）后烘干，研磨消化（用高氯酸、硝酸混合液），容量瓶定容。

1.3 测定方法

1.3.1 土壤表层铜含量与污染年份的关系 在污染不同年份的地方取0～5cm土壤作为表层土壤，测定各土壤中的铜离子含量。

1.3.2 铜渗透深度的测定 选取受铜污染程度不同的地方分别用钻探打孔的方法取地下0.1m、0.5m、1m、1.5m、2m土壤作为样品，测定各深度的土壤中铜离子的含量。

1.3.3 香根草生长与根系的关系 选择由广州市香根草业科技有限公司提供的香根草作样本，测定同一规格、同一根长的香根草（根长0.35m）经过3、6、9、12、24个月的生长后根系的长度。

1.3.4 香根草生长时间与土壤铜的含量关系 测定香根草在受污染4a的土壤中生长了3、6、9、12、24个月后纵深1m的土壤中铜离子含量变化。

1.3.5 香根草中铜的含量与土壤的铜含量关系 测定香根草在受污染4a的土壤上种植不同时间后，土壤中含铜离子的量和香根草中铜离子含量变化。

2 结果与分析

2.1 土壤表层铜含量与污染年份的关系 图1表明：土壤表层铜离子的含量随着受铜污染年份的增长而升高。其中，受铜污染1～2a土壤表层中铜离子含量升幅较少，在受污染3～4a土壤表层中铜离子含量升幅较大，而5～6a后土壤表层铜离子含量升幅又变得平缓。这说明随着受铜污染年份的增长，土壤表层中的铜离子增多，时间越长，越趋饱和。

2.2 铜渗透深度测定 表1和图2表明铜离子含量随着土壤纵深的增大，呈先上长后下降的趋势，刚开始随着纵深的增长而增大，在一个深度达到一个高峰，随后随着纵深的加大反而下降。这表明了铜离子随着铜离子污染年份的增大而向土壤深处进行渗透，渗透到一定的深度时达到高峰，年份越长，高峰出现得更深处，然后在更深处铜离子含量反而变小。

2.3 香根草生长时间与根系关系 图3数据显示：香根草的根系数长度随着生长时间不同一直呈上升趋势。根系在地下生长主要是须根呈网状生长，没有主根，须根发达，随着生长时间的延长根系越长越长，在24个月后更达到2.65m。

2.4 香根草生长时间与土壤铜含量关系 图4说明，土壤中铜含量随着香根草生长时间的增长而下降。受污染的土壤中铜的含量随着渗透的深入，铜的含量渐增大，从表1得知受铜传染4a的土壤在1m处是渗透浓度最大的地方，种植了香根草后土壤中铜离子的含量随着香根草的生长时间越长，土壤中铜离子含量逐渐减少，在24个月后达到最低156mg/kg。这说明了随着香根草的不断生长，根系不断延伸，对土壤中的铜离子不断富集，使土壤中的铜离子含量逐渐减少。

2.5 香根草中铜的含量与土壤的铜含量关系 表2显示香根草中铜的富集含量随着生长时间的延长越来越多，把土壤中所含的铜离子大部分富集，而土壤中所含的铜离子却逐渐减少。

3 结果与讨论

研究结果显示，土壤表层的铜离子的含量随着受铜污染年份增长而升高，受污染的土壤中铜离子随着污染年份的增大而向土壤深处进行渗透，在一定的深度达到最大值，最大铜离子含量随着受污染的年份时间的久远而出现在土壤的更深处，随后铜含量又逐渐减少。因而，在对受铜污染的土壤的治理时，应了解铜离子渗透的深度，在进行生物降解时应选择根系发达的植物进行治理，而香根草恰好具备这个特点，可以作为首选植物。香根草种植2a后土壤中铜离子的含量从450mg/kg降至154mg/kg，有望在把种植2a的香根草挖取后再种植1～2轮后受污染的土壤的含铜量达到国家农田标准（100mg/kg）。从本次研究所得结果分析得知，香根草可作为治理清远石角地区铜污染的首选植物。

参考文献

[1]陈凯，胡国谦，饶辉茂，等.红壤坡地柑桔园栽培香根草的生态效应[J].生态学报，1994，14（3）：249-254.

[2]史春琼，黄光团.利用香根草吸收水体底泥中重金属Cu的效能分析[J].净水技术，2013，3（3）：82-84.

[3]夏汉平，束文圣.香根草和百喜草对铅锌尾矿金属的抗性与吸收差异研究[J].生态学报，2001（21）：1 121-1 129.

[4]韩露，张小平，刘必融，等.香根草对土壤中几种重金属离子富集能力的比较研究[J].生物学杂志，2005，10（3）：20-23.

[5]龙健，黄昌勇，滕应，等.天台铅锌矿区香根草（Vetiveriaziz anioides）等几种草本植物的重金属耐性[J].应用与环境生物学报，2003，9（3）：226-229.

[6]杨兵，蓝崇钰，束文圣.香根草在铅锌尾矿上生长及其对重金属的吸收[J].生态学报，2005，10：45-50.

[7]徐德聪，詹婧，陈政，等.种植香根草对铜尾矿废弃地基质化学和生物学性质的影响[J].生态学报，2012，9（8）：5 683-5 690.

[8]廖芳芳，葛皓，王海霞，等.香根草对煤矸石山砷富集作用初探[J].福建热作科技，2013，1（4）：9-12.

[9]李文庆，张民，束怀瑞，等.苹果园土壤中铜的含量及形态特征研究[J].园艺学报，2005.32（5）：769-772.

（责编：张宏民）