宜春市区行道树叶片中重金属含量分析及评价

张烈远，管炎林，李丽娜，曾晨辉，胡小平

(1.江西省宜春检验检疫技术研究所，江西宜春 336000；2.江西省宜春学院生命科学与资源环境学院，江西宜春 336000)



宜春市区行道树叶片中重金属含量分析及评价

张烈远1，管炎林2，李丽娜2，曾晨辉1，胡小平1

(1.江西省宜春检验检疫技术研究所，江西宜春 336000；2.江西省宜春学院生命科学与资源环境学院，江西宜春 336000)

摘要[目的]研究宜春市区樟树叶片中重金属含量。[方法]以宜春市区道路旁樟树叶片作为研究对象，经消解后采用电感耦合等离子体(ICP-OES)法测定樟树叶片中重金属含量，通过污染指数等级对每个采样点大气重金属污染程度进行评价。[结果]重金属Pb、Cd、Cr、Mn、Zn、Cu的平均含量分别为0.790、0.699、16.870、44.030、456.290、12.410 mg/kg。其中，Zn的含量高，但污染程度较小，Mn相对含量较小，但污染程度较小。[结论]整体来看，宜春市植物受到大气重金属污染较小。

关键词樟树；重金属；城市生态环境；宜春市

生存环境一直是人类迫切关注的问题，重金属污染具有隐蔽性、长期性、累积性和不可逆性[1]，而城市空气中重金属元素主要以大气颗粒物的形式迁移、富集和转化[2]。通过对城市绿化植物叶片中重金属含量的测定分析，不仅可以直接获悉植物富集重金属的生长状况，还能间接了解大气重金属污染的程度。任乃林等[3]研究表明，可根据园林树种叶片的重金属含量来估测大气中的重金属污染状况，鉴别城市环境污染程度，判断污染等级和评价环境质量。刘和等[4]研究发现，草本植物对土壤中部分重金属具有超富集作用。王亚宇等[5]和薛皎亮等[6]研究发现，林木对土壤中重金属Cu、Cr、Pb、Zn具有一定吸滞作用。目前对植物叶片吸收重金属能力方面的研究较多[7-10]。然而，关于宜春市行道树叶片重金属含量方面的研究鲜见报道。鉴于此，笔者以宜春市区街道两旁的樟树作为研究对象，通过对樟树叶片中重金属含量进行测定，研究了该市重金属污染程度，旨在为我国城市生态规划提供参考。

1材料与方法

1.1研究区概况宜春市区位于114°22′59.7″～114°25′51.6″ E，27°47′31.8″～27°48′03.8″ N，属中亚热带季风气候区，四季分明，气候资源丰富。樟树为该市区主要的城市绿化植物，对城市环境的美化起着重要作用。

1.2试验材料标本夹(45 cm×30 cm方格板2块，配以绳带)、标本纸(吸水性强的草纸，折成略小于标本夹的3～5张1叠若干)、采集袋(塑料袋)、枝剪、标签、野外记录纸、海拔仪、GPS、地形图等。65%浓硝酸、氢氟酸、高氯酸、2%稀硝酸、电热板、聚四氟乙烯坩埚，15 mL容量瓶。电感耦合等离子体(ICP-OES)仪等。

1.3样品采集与测定于2014年9月樟树生长茂盛期，沿道路两旁随机取39个点，以袁山公园点(无污染区)为对照。将采集的样品依次编号封存于塑料袋中，用去离子水清洗干净、晾干，经捣碎、研磨后过80目尼龙筛，每份样品提取2 g(精确至0.000 2 g)，并贴好标签备用。将样品置于聚四氟乙烯坩埚中，依次加入25 mL 65%浓硝酸，5 mL氢氟酸，5 mL高氯酸，冷却后用2%稀硝酸定容，然后将消解液用15 mL试管加塞密封保存，用电感耦合等离子体(ICP-OES)法测定樟树叶片中Zn、Mn、Cr、Cu、Pb、Cd的含量。

1.4污染指数计算与污染等级划分利用测得的植物叶片中重金属含量的数据对植物大气污染指数(Pi)进行计算，并进一步对照评价等级标准对大气质量进行等级评价。采用单项污染指数(Ci)公式计算污染指数：

C=Cm/Ck

式中，Cm为各点植物重金属实际测得值；Ck为对照区植物重金属实际测得值。通过单项污染指数计算，求出Ci，然后用以下公式求出植物的平均污染指数(TW)：

式中，Ci为各项目的污染指数，n为项目数量。

重金属单个污染指数与等级划分[11]：Pi≤1.2为无污染(I)，1.3

2结果与分析

通过测得的重金属含量可知，樟树叶片中重金属Cr、Mn、Zn、Cu的含量较大，而Pb、Cd的含量相对较少。除了3、8、22～33 14个采样点检测出Pb外，其余采样点均未检测出。除了3、7、21、28 4个采样点检测出Cd外，其余采样点均未测出。

由表1可知，Zn的平均含量最高，高达456.290 mg/kg，但从污染指数(Ci)来看，除了13、38两个采样点为中度污染(III)外，其余的采样点大部分为无污染(I)，少部分为轻度污染(II)，故污染程度较小。Mn的平均含量44.030 mg/kg，各采样点的污染指数等级均为V级，故属严重污染。Cr的平均含量为16.870 mg/kg，大部分采样点的污染指数等级为II级，属轻度污染，部分为I级，属无污染，其余采样点中4个点属中度污染(III)，2个点属重度污染(IV)。Cu的平均含量为12.410 mg/kg，大部分采样点的污染指数等级为I级，属无污染，其余少部分为II级，属轻度污染，故总体来说污染程度较小。

表1　宜春市各采样点樟树叶片中Cr、Mn、Zn、Cu重金属的含量及污染指数

注：对照的Pb与Cd含量为0，所有采样点Pb与Cd的平均含量分别为0.790、0.699 mg/kg，说明Pb和Cd污染较小，故表中未列出。

Note: Pb and Cd content in control was o, average content of Pb and Cd in each sampling site was 0.790, 0.699 mg/kg, indicating Pb and Cd pollution was small, so they were not listed in the table.

3结论与讨论

(1)通过对重金属含量的测定及污染指数等级分析，樟树叶片中Mn的平均含量虽然不是最高，但对大气污染程度最为严重，而Zn的平均含量最高，达456.290 mg/kg，对大气污染程度较小，Cr与Cu的平均含量相对较低，对大气污染程度也较小。因此，在利用绿化植物作为美化城市的行道树时，通过植物对重金属富集量的大小及污染指数可在一定程

度上反映大气重金属污染状况。

(2)影响植物吸收重金属的因素很多，如季节变化、植物叶绿素含量、车流量、植物的电导率及pH等。不同植物对重金属的富集作用不同，总体来说植物中重金属主要来源于大气与土壤。目前，植物对重金属的吸收是根系吸收还是叶片吸收还是二者同时吸收等问题还存在有争议。刘庆阳等[12]通过春夏秋冬对金属元素污染源主成分因子的分析表明，植物叶片中重金属的来源随着季节的变化有土壤源，也有汽车尾气源。马跃良等[11]研究了广州市区植物叶片重金属元素含量与大气污染程度呈正相关关系。此外，还有众多的文献表明，影响植物重金属的含量与大气中重金属含量成正相关。鉴于此，可从侧面通过对植物重金属含量的监测与评价来反映城市大气环境中重金属的污染程度。宜春作为宜居城市之一，市区的地理位置远离工业区，城市重金属污染对植物的影响主要来自大气重金属的浓度，据该研究污染指数及等级可知，从整体来看，植物受到大气重金属污染较小，这与实际情况相符合。

参考文献

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[2] 孔祥宇.成都市中心城区大气重金属污染特征分析与区域扩散预测[D].成都：成都理工大学，2010：13.

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[4] 刘和，陈英旭.环境生物修复中高效基因工程菌的构建策略[J].浙江大学学报(农业与生命科学版)，2002，28(2)：208-212.

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[11] 马跃良，贾桂梅，王云鹏，等.广州市区植物叶片重金属元素含量及其大气污染评价[J].城市环境与城市生态，2001，14( 6)：28-30

[12] 刘庆阳，刘艳菊，张婷婷，等.北京市三环沿线油松叶片重金属的累积特征、季节变化和来源解析[J].科学技术与工程，2014，14(5)：297-300.

基金项目国家科技支撑计划项目(2014BAK19B06)。

作者简介张烈远(1992- )，男，江西南康人，助理工程师，从事分析测试、检验方法研究。

收稿日期2016-04-05

中图分类号S 41

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)14-076-02

Analysis and Evaluation on Heavy Metal Content in Roadside Tree Leaves in Yichun City

ZHANG Lie-yuan1, GUAN Yan-lin2, LI Li-na2et al

(1. Yichun Inspection and Quarantine Technology Research Institute, Yichun, Jiangxi 336000; 2. School of Life Science and Resource Environment, Yichun University, Yichun, Jiangxi 336000)

Abstract[Objective] The aim was to study heavy metal content in camphor tree leaves in Yichun City. [Method] With camphor tree leaves in Yichun City as study object, after digestion, ICP-OES method was adopted to determine heavy metal contents, through pollution index grade, heavy metal pollution degree in each sampling site was evaluated. [Result] The average content of Pb, Cd, Cr, Mn, Zn, Cu was 0.790, 0.699, 16.870, 44.030, 456.290, 12. 410 mg/kg. The content of Zn was high, but the pollution degree was slight; the relative content of Mn was low, the pollution degree was low. [Conclusion] In general, Yichun plants are less polluted by heavy metals in the atmosphere.

Key wordsCamphor tree; Heavy metal; City eco-environment; Yichun City