几种花卉对铅污染土壤的修复能力

崔爽+刘艺芸+孙秀菊+等

摘要：为寻找铅污染土壤净化和景观化的材料，采用盆栽方法研究了3种花卉对铅污染土壤的修复能力。结果表明，供试花卉中瓜叶菊地上部富集铅的量最大，积累铅能力最强，其次为六倍利，串红吸收铅能力最弱。在土壤铅浓度为1 g/kg时，瓜叶菊、六倍利耐受性较强，可用作铅污染土壤的稳定修复植物。

关键词：土壤修复；铅；污染；瓜叶菊；六倍利；串红

中图分类号： X171文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）06-0352-02

收稿日期：2013-11-05

基金项目：国家自然科学基金 （编号：31100375）；辽宁省科学技术计划（编号：2012212001）。

作者简介：崔爽（1978—），女，吉林长春人，博士，副教授，研究方向为污染土壤修复。E-mail： ccshuang@163.com。据粗略统计，过去50年中全球排放到环境中的铅达到7.83×105 t，其中有相当部分进入土壤。目前国内外很多地区土壤受到铅污染[1]。经调查，辽宁、山东、河北、河南、江苏、安徽等很多省份的土壤都受到不同程度和不同范围的重金属铅污染。土壤铅污染会产生一系列问题，使生态系统正常功能遭到破坏，对人类健康和生态系统造成巨大威胁[2]，因此对重金属铅污染土壤的治理和修复十分紧迫。污染土壤植物修复技术费用低廉，不破坏场地结构，不造成地下水环境二次污染[3-6]。将花卉植物应用于污染土壤修复方面具有巨大潜力。花卉可以美化环境，且种植在污染土壤后不会进入食物链，因此，如果其对污染物耐受性良好或能够在体内积累某种污染物，就可以成为比较理想的修复植物，尤其是针对中等面积或大面积的土壤污染[7]。本研究探讨了几种花卉对铅的耐性及对铅的富集特性，旨在为铅污染环境的净化和景观化提供材料。

1材料与方法

1.1花卉种类

供试植物为一年生、二年生草本花卉，其种子购自北京中国林木种子公司。供试花卉分别为瓜叶菊（Senecio cruntus）、六倍利（Lobelia erinus）、串红（Salvia splendens）（表1）。

花卉

名称科、属生活型高度

（cm）习性瓜叶菊 菊科、千里光属多年生，多作一年生栽培20～50阳性六倍利山梗菜科、山梗菜属一年生20～30喜阳光串红 唇形科、鼠尾草属多年生，多作一年生栽培30～80阳性

1.2盆栽试验

依据GB 15618—1995《土壤环境质量标准》[8]和已有资料，本研究设定土壤Pb污染处理浓度为1 g/kg，相当于GB 15618—1995《土壤环境质量标准》中土壤Pb三级标准值的2倍，这一污染水平与辽宁省土壤铅污染平均状况大体相符[9]。

将供试土壤风干并过4 mm筛后，与一定量的固态 Pb（NO3）2 分析纯试剂充分混匀，装入塑料盆中，平衡半年后待用，并设对照处理CK（不加Pb）。选择生长一致的幼苗，分别移栽入各处理盆中，每盆栽3棵苗，每个处理重复3次。花卉成熟后收获植株[7]，将收获的花卉样品分为根、茎、叶、花等4部分，用去离子水冲洗去除泥土和污物，沥去水分，烘至恒重，称量植物各部分干质量，植物样品粉碎备用。采用 HNO3-HClO4 消化法、原子吸收分光光度计（AAS，Hitachi 180-80）测定植物样品中Pb含量[7]。

2结果与分析

2.1观赏花卉对土壤铅的富集特征

2.1.1花卉各器官铅含量由表3可见，在铅污染土壤中生长的六倍利和串红各器官铅含量的分布情况为根>茎>叶>花，根中铅含量最高，花中铅含量最低，铅主要富集在植物根部，从根部向上部铅含量逐渐减少。瓜叶菊铅含量的分布情况为根>叶>茎>花。瓜叶菊地上部吸收铅量最大，富集铅能力最强，其次为六倍利，串红的铅富集能力最弱。六倍利根中Pb含量超过1 g/kg。

表3花卉的Pb积累特征

花卉名称处理Pb含量（mg/kg）根茎叶花地上部瓜叶菊CK8.77 8.83 11.10 5.3110.75 Pb953.20 95.81 100.60 10.5399.86 六倍利CK18.90 1.25 2.87 0.60 2.14 Pb1 341.01 129.55 31.32 5.83 70.08 串红CK26.47 7.21 12.46 6.32 9.64 Pb878.93 75.34 23.93 11.77 43.80

本研究中，3种花卉根部及地上部铅含量均极显著高于对照（P<0.01）。其中，铅污染组瓜叶菊的根、茎、叶、花中铅含量分别为对照组的108.7、10.9、9.1、2.0倍，地上部整体铅含量为对照组的9.3倍。铅污染组六倍利的根、茎、叶、花中铅含量分别为对照组的71.0、103.6、10.9、9.7倍，地上部整体铅含量为对照组的32.7倍。 铅污染组串红的根、茎、叶、花中铅含量分别为对照组的33.2、10.4、1.9、1.9倍，地上部整体铅含量为对照组的4.5倍（表3）。

2.2.2土壤铅污染对花卉转移系数、富集系数的影响由表4可见，瓜叶菊的Pb富集系数最大，具有较强的Pb积累能力，但这些花卉对Pb的富集系数均小于1，对Pb的超积累能力较弱。瓜叶菊的转移系数最大，向地上部转移Pb的能力最强，但3种花卉的转移系数均小于1，表现为根部重金属Pb含量大于地上部Pb含量。

种花卉对铅的转移系数及富集系数

植物种类转移系数富集系数瓜叶菊0.100.10六倍利0.050.07串红0.050.04

2.2土壤铅污染对花卉生物量的影响

土壤铅污染刺激了六倍利地上部的生长，铅污染组的六倍利地上部生物量略高于对照；土壤铅污染处理下瓜叶菊、串红地上部生长受到一定抑制，铅污染组的地上部生物量均低于对照，瓜叶菊与对照无显著差异，但是串红与对照间的差异达到显著水平（P<0.05）。六倍利和瓜叶菊对铅的耐受性较强，可用作铅污染土壤的稳定修复植物。

3结论

瓜叶菊、六倍利、串红对铅的富集系数和转移系数均小于1。瓜叶菊地上部富集铅的能力最强，其次为六倍利，串红的铅富集能力最弱。串红对铅污染的耐受性较差，瓜叶菊、六倍利对铅污染的耐受性较强，可用作铅污染土壤的稳定修复植物。

参考文献：

[1]孙铁珩，周启星，李培军. 污染生态学[M]. 北京：科学出版社，2001.

[2]柳丹，潘凡，杨肖娥. 铅富集植物对铅的吸收及其耐性生理机制进展研究[J]. 池州师专学报，2007，21（5）：88-91.

[3]周启星，宋玉芳. 植物修复的技术内涵及展望[J]. 安全与环境学报，2001，1（3）：48-53.

[4]Cui S，Zhang T A，Zhao S L，et al. Evaluation of three ornamental plants for phytoremediation of Pb-contamined soil[J]. International Journal of Phytoremediation，2013，15（4）：299-306.

[5]Turgut C，Pepe M K，Cutright T J. The effect of EDTA and citric acid on phytoremediation of Cd，Cr，and Ni from soil using Helianthus annuus[J]. Environmental Pollution，2004，131（1）：147-154.

[6]Cui S，Zhou Q X，Wei S H，et al. Effects of exogenous chelators on phytoavailability and toxicity of Pb in Zinnia elegans Jacq[J]. Journal of Hazardous Materials，2007，146（1/2）：341-346.

[7]崔爽，周启星，李萍，等. 几种观赏花卉对土壤铅的吸收特性和抗性能力研究[J]. 江西科学，2009，27（1）：157-160.

[8]夏家淇. 土壤环境质量标准详解[M]. 北京：中国环境科学出版社，1996.

[9]周启星，宋玉芳. 污染土壤修复原理与方法[M].

3结论

瓜叶菊、六倍利、串红对铅的富集系数和转移系数均小于1。瓜叶菊地上部富集铅的能力最强，其次为六倍利，串红的铅富集能力最弱。串红对铅污染的耐受性较差，瓜叶菊、六倍利对铅污染的耐受性较强，可用作铅污染土壤的稳定修复植物。

参考文献：

[1]孙铁珩，周启星，李培军. 污染生态学[M]. 北京：科学出版社，2001.

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[7]崔爽，周启星，李萍，等. 几种观赏花卉对土壤铅的吸收特性和抗性能力研究[J]. 江西科学，2009，27（1）：157-160.

[8]夏家淇. 土壤环境质量标准详解[M]. 北京：中国环境科学出版社，1996.

[9]周启星，宋玉芳. 污染土壤修复原理与方法[M].

3结论

瓜叶菊、六倍利、串红对铅的富集系数和转移系数均小于1。瓜叶菊地上部富集铅的能力最强，其次为六倍利，串红的铅富集能力最弱。串红对铅污染的耐受性较差，瓜叶菊、六倍利对铅污染的耐受性较强，可用作铅污染土壤的稳定修复植物。

参考文献：

[1]孙铁珩，周启星，李培军. 污染生态学[M]. 北京：科学出版社，2001.

[2]柳丹，潘凡，杨肖娥. 铅富集植物对铅的吸收及其耐性生理机制进展研究[J]. 池州师专学报，2007，21（5）：88-91.

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[8]夏家淇. 土壤环境质量标准详解[M]. 北京：中国环境科学出版社，1996.

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