三里七湖水生植物重金属富集作用研究

慕凯, 罗明良

西华师范大学国土资源学院, 南充 637009

三里七湖水生植物重金属富集作用研究

慕凯, 罗明良*

西华师范大学国土资源学院, 南充 637009

通过野外采样和实验分析, 研究了黄石市三里七湖流域中的底泥、水样和九种水生植物的Cr、Cu、Mn、Pb、Zn五种重金属的含量及其在植物体内的富集特征。测定分析结果表明: 底泥的重金属含量严重超标, Cr、Cu、Mn、Pb、Zn五种重金属的含量分别达到国家标准值的 1.43、6.40、1.64、3.33、9.65倍。水体中的重金属 Cr、Pb、Zn分别超过了国家标准值的22.3、9.0、1.35倍, Cu、Mn达标。香蒲、水芹菜、水花生、黑三棱、水蓼、菰和狐尾藻中Zn 的含量最高, Cu含量最低; 芦苇的Pb含量最高, Cr的含量最低; 菹草的Mn含量最高, Cu含量最低。同一水生植物对不同的重金属富集作用具有选择性; 而不同的水生植物对同一重金属的富集能力存在较大的差异性; 水生植物中的香蒲、芦苇、菰、狐尾藻等可作为重金属复合污染流域水体的修复植物。

重金属富集; 底泥; 水生植物; 水样; 三里七湖

1 前言

水生植物对重金属Zn、Cr、Pb、Cd、Co、Ni、Cu等有很强的富集作用[1]。同时重金属可以抑制整株植物或植物某些部位的生长, 对根部的抑制是最为强烈的[2]。但是重金属不可能和有机化合物一样,通过自然、生物或者其他方式进行降解, 存在于水体内部或者是沉积到水体的底部, 或者被水生植物进行吸收, 并且以物链的积累方式来损害植物的生长和人类的身体健康[3]。

关于水生植物的重金属的污染, 国内外的许多学者都已经有了很深入的研究。Tomset等对植物重金属进行了耐性机理研究[4]。黄永杰等人对安徽省的芜湖的八种水生植物进行了重金属富集能力的调查研究[5], 采用了火焰原子吸收分光光度计测定了水生植物的重金属的含量, 但是未涉及水生植物生长的底泥和水中中重金属的含量研究。魏树和等研究重金属对七种杂草植物(三叶鬼针草等)富集特征[6]; 用盆栽实验的方法研究了杂草和提取栽培土壤的重金属含量和特征; 简敏菲等人对鄱阳湖水生植物的重金属污染进行检测与评价[7], 采用了火焰原子光谱法研究鄱阳湖水生植物和土壤重金属含量, 也未研究水生植物生长水域的重金属含量。祝爱民等人对白马湖水生植物体内的重金属进行了调查[8], 采用了石墨炉原子吸收分光光度计的方法单纯的研究了水生植物重金属含量。而对于三里七湖重金属污染的研究比较少; 20世纪80年代王华东等人研究了三里七湖底泥重金属Cu、Pb、Zn、Cd、As的分布和迁移转化规律, 经研究表明: 三里七湖的湖水和底泥中重金属含量很高, 其污染主要来源是该湖周围的有色金属矿产公司的化工厂和冶炼厂排放的废水所致, 而且与自然的污染源有关[9]。张信华等人探讨了三里七湖水和底泥重金属Cu、Cd、Pb、Zn的形态及转化规律, 研究表明: 三里七湖的底泥中的重金属对水环境的潜在危险相当的大, 不但要控制污染源, 而且要重视底质的潜在危害, 这样有利于改善水环境质量[10]。近年来, 毛欣等人对大冶市城市湖泊(三里七湖、尹家湖、红星湖)表层水体中重金属的分布特征及其来源进行了研究。经研究表明在三个湖泊中三里七湖的水体处于重度污染状态[11]。但很少有人研究三里七湖的水生植物重金属的富集情况。

三里七湖是大冶湖的子湖之一, 位置处于长江流域中游。大冶湖流域的重金属矿藏丰富, 全流域内已经探测到矿产43种, 其中以Au、Cu、S、Mo、煤等矿产资源的蕴藏量居多, 使得采选矿、黑色和有色金属的冶炼业是相当的发达, 是我国重要的有色金属冶炼业基地之一。大冶湖是黄石市区、大冶、阳新三地的连接点, 兼具渔业养殖、农业灌溉、工业取水、防洪调蓄和航运等多种功能。由于矿产资源的开采, 尤其是冶炼业的无序发展, 导致大冶湖湖沿线森林覆盖率下降, 水土流失十分严重。大量废渣、剥离土、生活垃圾、尾矿砂及重金属物被雨水冲刷流入湖泊、港渠中, 致使河床抬高, 重金属污染加重。造成了该区域的水质过度营养化、水面积大面积萎缩、重金属污染严重、生态严重破坏等一系列的环境问题。三里七湖、内湖和外湖共同组成了大冶湖的水面。三里七湖湖区上游和西岸分布着大量的矿产资源和工业, 排放工农业“三废”物质到湖区, 其中的污染物直接或者间接的排入了三里七湖流域, 主要是某有色金属公司化工厂、某铁矿尾矿坝和某有色金属公司冶炼厂的废水[9–10], 这对该区域的工农业生产和发展造成了较大影响。三里七湖是淡水养殖湖泊, 对该区域人民的生活具有非常大的影响。所以对三里七湖水生植物重金属富集作用的研究具有现实的意义。

2 材料与方法

2.1 主要仪器设备

主要仪器有HITACHI Z-2300火焰原子吸收分光光度计(日本岛津)、CEM MARS密闭微波消解仪(上海新仪)、分析天平(上海精科)、100目尼龙筛、烘箱、研钵、100 mL容量瓶、聚四氟乙烯坩埚等。主要使用的试剂有浓 HNO3(优级纯)、浓 HF(优级纯)、浓HCl(分析纯)和去离子水等。

2.2 样品来源

图1 三里七湖采样点位置分布Fig. 1 Location of sampling sites in Sanliqi Lake

表1 研究样区采样点概况Tab. 1 Sampling points in the study area

本实验所用水生植物、水样和底泥样品均于2015年4月在三里七湖流域采得。具体采样区域和样品详见图 1和表 1。在采样点采集了具有代表性底泥样品(1、7、8、9)和水样(2、3、4、5、6), 以及9种长势较好的水生植物, 分别是: 香蒲(Typha orientalis Presl)、水花生(Alternanthera philoxeroides)、水芹菜(Oenanthe javanica (Blume) DC)、水蓼PolygonumhydopperL.)、菰(Zizania latifolia(Griseb.)Stapf)、芦苇(Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud)、黑三棱(Sparganium stoloniferum(Graebn.)Buch.-Ham. ex)、狐尾藻(Myriophyllum spicatumL.)、菹草 Potamogeton crispus L.)。对其中重金属 Cr、Cu、Mn、Pb、Zn的含量进行了测定和分析。

2.3 样品处理

本试验中底泥的处理方法采用简敏菲等人研究水生植物对铜、铅、锌等重金属元素富集作用的评价中使用的方法[7]; 水生植物和水样品的处理方法参考黄永杰等人对八种水生植物重金属富集能力的比较研究中使用的方法[5]。

2.3.1 底泥样品的处理

将采集的底泥样品用烘箱 106 ℃烘干至恒重,用研钵把底泥样品磨细并且过 100目尼龙筛, 装入聚乙烯塑料袋, 取适量样品放入称量纸置于天平称取0.2000 g样品, 采用8 mL王水(HNO3: HCl=1: 3)和 2 mLHF在微波消解仪中消解, 然后把消解的溶液在通风柜上用聚四氟乙烯坩埚赶酸, 将赶酸后的溶液移至100 mL容量瓶中进行定容待测。

2.3.2 水样品处理

将采集的水样密封后带回实验室, 取25 mL的水样, 采用和底泥一样的试验试剂进行消解并且赶酸后定容至100 mL保存。用火焰原子吸收分光光度计测定其重金属浓度。

2.3.3 植物样品的处理

采集的植物样品先用自来水将表面的泥土等杂物冲洗干净, 而后再用去离子水冲洗 3遍, 沥去其水分, 对香蒲、芦苇、水芹菜、菰和狐尾藻的根、茎和叶分别处理; 黑三棱等植物整棵进行处理, 再置于烘箱中用 106 ℃ 烘干至恒重。用研钵把烘好的九种植物磨成粉末状, 过 100 目尼龙筛, 用聚乙烯塑料袋装入密封待测[5]。用天平准确的称量0.20 g采用和底泥同样的消解方法得到待测溶液。根据《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中提供的方法,采用火焰原子吸收分光光度计测定其中的 Cr、Cu、Mn、Pb、Zn浓度, 重复3次。

2.3.4 植物富集能力评价方法

本文采用富集系数(Biological Enrichment Factor BCF: BCF=Cp/Cs, 其中, Cp为水生植物的重金属含量, Cs为底泥中重金属含量); 以及迁移系数(Translocation Factor TF: 水生植物茎叶中重金属含量/根部重金属含量)。如果富集系数愈大, 则表明该水生植物对此种重金属的富集能力愈强[12–15]; 如果迁移系数越大, 就表明某一种重金属在植物体体中的迁移性越强[16]。值得注意的是如果某种植物对某一种重金属元素的含量的迁移系数＞1, 也就说明了某种水生植物已具备这种重金属的超富集特征[17]。

3 分析与讨论

3.1 底泥样品中的重金属

底泥中重金属含量主要来源于两方面, 一是周围地区的有色金属冶炼厂以及化工厂排放的废弃物,二是近年来, 大冶市人口的增加、城镇化进程的加快、当地畜禽养殖业的快速发展以及流域内环保设施建设的相对滞后, 加剧了该湖水污染程度。在底泥样品中重金属Cr、Cu、Pb、Mn、Zn的含量和国家的标准值对比详见表2, 底泥中重金属Mn的含量是参考湖北省土壤重金属背景值, Cr、Cu、Pb、Zn标准含量按照 1995年国家环保局南京环境科学研究所制定的《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)中的三级标准确定[18]。

表2 底泥样品中重金属含量Tab. 2 Contents of heavy metals in sediments quality

由表2可知, 在采样点1、7、8和9底泥中重金属的含量均高于背景值, 其中在 1号采样点的重金属Cu和9号采样点重金属Pb的含量达到了其他样点的 2倍之多; 同时底泥样品中五种重金属含量的均值与标准含量相比较, Zn的含量高达标准含量的9.65倍; Pb、Mn和Cu的含量分别达到了标准含量的3.33、1.64和6.4倍。表明该流域底泥中的重金属Pb、Mn、和Cu污染严重。

3.2 水样品中的重金属

水样品中重金属Cr、Cu、Pb、Mn、Zn的含量和标准含量的对比详见表3, 水样中重金属Cr、Cu、Pb、Mn、Zn的含量是参考2002年国家环境保护部制定的《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)。

测得的水样中Cr、Cu、Pb、Mn、Zn含量分别与国家《地表水环境质量标准(GB3838—2002)相比,三里七湖水域域水体中Cr、Pb、Zn3种重金属超过V类水质标准, 分别超过了标准值的22.3、9.0、1.35倍; 而Cu、Mn达标。说明了该区域水体重金属Cr、Pb、Zn污染严重。因此三里七湖的水生植物重金属富集作用进行调查研究, 对污染的水环境进行植物修复是具有很大的现实意义。

3.3 水生植物中重金属富集状况分析

本文调查、采集三里七湖的9种水生植物并且对其进行了重金属含量的测定分析, 从水生植物的不同器官分析了对重金属的富集能力的不同, 目的是更进一步找出三里七湖水域的水生植物对重金属的富集作用的一般规律。

3.3.1 同种水生植物对不同重金属的富集作用

三里七湖的九种水生植物重金属含量和富集系数详见表 4, 分析同一水生植物对不同重金属的富集作用。由表 4可知: 香蒲、水芹菜、水花生、黑三棱、水蓼、菰、狐尾藻中Zn的含量最高, Cu含量最低; 芦苇的Pb含量最高, Cr的含量最低; 狐尾藻的 Mn含量最高, 这与李先会等人对大型水生植物对重金属的富集能力研究的结果相一致[19]; Cu含量最低。其中香蒲和水芹菜对于5种重金属的富集系数均大于 1, 说明这两种水生植物对重金属的富集能力很强。对表中数据的数据加以分析可知: 对同一种水生植物而言, 不同重金属的含量是不同, 同种水生植物有选择性的富集不同种重金属; 水样和沉积物的重金属对水生植物的重金属的富集能力的影响显著; 这一结果与白莉等人对于太湖优势水生植物对重金属的富集与响应的研究结论大致相同[20]。

表3 水样及地表水V类水质重金属含量Tab. 3 Contents of heavy metals in water samples and the water quality standard of grade V

表4 九种水生植物样品中重金属的含量及其富集系数(BCF)Tab. 4 Contents of heavy metal in various 9 aquatic plants and BCF

图2 不同水生植物对Cr富集作用Fig. 2 Cr enrichment of different aquatic plants

图3 不同水生植物对Cu富集作用Fig. 3 Cu enrichment of different aquatic plants

3.3.2 不同水生植物对同一重金属的富集作用

图4 不同水生植物对Mn富集作用Fig. 4 Mn enrichment of different aquatic plants

图5 不同水生植物对Pb富集作用Fig. 5 Pb enrichment of different aquatic plants

图6 不同水生植物对Zn富集作用Fig. 6 Mn enrichment of different aquatic plants

九种水生植物对Cr、Cu、Mn、Pb、Zn的富集作用比较见图2—6。从图中可看出, 对Cr富集能力最强的是菰(1052 mg·kg-1, BF=2.53), 其富集系数达到了2.53, 表明菰对重金属Cr的富集能力很强, 最弱的菹草(115 mg·kg–1, BF=0.28); 对 Cu富集能力最强的是水蓼(1067.10 mg·k–1BF=0.62), 最弱的是菹草(99.85 mg·kg–1, BF=0.06); 对 Mn 的富集能力最强的是狐尾藻(10454.25 mg·kg–1, BF=9.41), 其富集系数高达 9.41, 表明狐尾藻对重金属 Mn的富集能力特别强, 最弱的是黑三棱(514 mg·kg–1, BF=0.46); 对Pb富集能力最强的是芦苇(6117.2 mg·kg–1, BF=4.44),其富集系数达到了4.44, 表明芦苇对重金属Pb的富集能力很强, 最弱的水花生(452.45 mg·kg–1，BF=0.33); 对Zn富集能力最强的是香蒲(146855 mg·kg–1,BF=2.90)。其富集系数达到了2.9, 表明香蒲对重金属Zn的富集能力很强。这说明同一种重金属对不同的水生植物对其的富集也存在很大的差异, 其中芦苇、香蒲的重金属Zn、Pb的含量与黄永杰等人对八种水生植物对重金属富集能力的比较研究中的相比较[5], 三里七湖水生植物芦苇中的Pb、Zn的含量达到他们研究的中的583.7和83.7倍之多, 香蒲中的Pb、Zn则达到了53.94和135.96倍, 所以该区域的芦苇和香蒲重金属的富集程度已经达到了超富集植物的要求, 可以筛选为该区域重金属Pb、Zn污染的修复植物。这也再次表明了水生植物有选择性的对重金属进行富集。

3.3.3 同一植物不同部位对重金属的富集作用

由表2和图2-6可知: 香蒲、芦苇、水芹菜、菰和狐尾藻对Cr、Cu、Mn、Pb、Zn的富集能力较强,这与王小玲等人对鄱阳湖南矶水生植物年周期变化及重金属污染现状分析中的研究分析大致相同[21]。所以再本次的实验中, 对其的根、茎、叶分别进行了处理, 并且对不同部位对重金属的富集作用进行了详细的分析统计, 详见表5。

从表5可知: 对Cu和Pb而言, 香蒲、狐尾藻和水芹菜都表现为: 根＞茎＞叶, 其迁移系数均小于1; 这与周雪玲等人对乐安河-鄱阳湖段湿地水生植物对重金属的富集效应研究中Pb的含量结论相一致[22–23]; 对于 Cr, 香蒲、菰表现为: 叶＞茎＞根, 而水芹菜、芦苇则表现为: 茎＞根＞叶, 其迁移系数远＞1; 对于 Zn, 香蒲、水芹菜均表现为根＞茎＞叶, 迁移系数＜1; 芦苇和狐尾藻分别表现为: 茎＞叶＞根和茎叶＞根, 迁移系数远＞1; 对于Mn, 香蒲、菰、狐尾藻均表现为: 根＞叶＞茎, 其迁移系数＜1, 而水花生和水芹菜均表现为茎＞根＞叶, 迁移系数＞1。表明水生植物的根、茎和叶对重金属富集作用和迁移能力具有不同的表现。迁移性最强和最差的重金属元素分别是Pb、Zn和Mn。芦苇和狐尾藻的迁移能力比较强, 其迁移系数远＞1, 具备了重金属Pb、Zn的超富集植物特性。但是这两种水生植物是否能成为重金属Pb、Zn的超富集植物, 这需要进一步的研究。这与代军等人对鄱阳湖水生植物对重金属Cu、Pb、Zn的富集作用研究的相关结论一致[24]。简敏菲[7]等人对水生植物两栖蓼、羊蹄的不同器官的重金属Pb、Zn的富集进行了研究。结果表明根＞叶＞茎; 董志成等人对大冶市铜矿区水生植物芦苇进行了不同器官重金属元素Cu、Pb、Zn 的富集研究, 结果表明重金属Cu、Zn表现为根＞叶＞茎, 重金属Pb表现为根＞茎＞叶[25]。本次调查的结果与此相一致, 水生植物的根、茎和叶对重金属Cu、Pb、Zn等的富集存在差异, 对重金属Cu、Pb的富集能力根＞茎叶。但在本文中, 对Cr而言, 芦苇、水芹菜和狐尾藻都表现为叶＞茎＞根, 其迁移系数均远大于1, 因为水生植物对于不同重金属的迁移能力不相同。Cu和Pb的沉积性强, 容易累积在植物的根部, 而Zn的沉积性弱, 迁移能力较强, 易运输至植物的茎叶部。同时重金属主要积累于水生植物体内的根部, 茎和叶的部分含量相对比较低, 这与其他的相关报道基本相同[12–14]。

表5 5种水生植物重金属的含量及其迁移系数(TF)Tab. 5 5 kinds of heavy metals content of aquatic plants and TF

4 结论

(1) 三里七湖底泥受重金属污染严重, 采样点的底泥中重金属含量均值高于标准值, 含量顺序为Zn＞Cu＞Pb＞Mn＞Cr。其中8号采样点的Cu、Mn和Pb三种重金属的含量均高于其他的几个采样点的重金属含量; 笔者认为这是三里七湖中这三种重金属污染长期沉积的结果。水样重金属含量顺序: Zn＞ Cr＞Pb＞Cu＞Mn, 其中采样点水中Cr、Pb、Zn含量均高于国家标准值, 而Cu和Mn的含量达标, 说明了三里七湖的水体受到了不同程度的污染。虽然三里七湖的重金属的污染很严重, 但是采集的9种水生植物的生长率和死亡等其他毒害状况均未出现, 而且长势非常好, 表明了三里七湖的水生植物对重金属Cr、Cu、Mn、Pb、Zn具有一定的抗性。

(2) 三里七湖九种水生植物中重金属的含量存在很大的差异, 香蒲、芦苇、水芹菜、菰和黑三棱的重金属富集能力较强, 分别达到了20112.85 mg·kg–1、14035.655 mg·kg–1、15847.155 mg·kg–1、10341.455 mg·kg–1和6685.65 mg·kg–1; 而对重金属富集作用较弱的是水花生和菹草, 分别达到了5495.2 mg·kg–1和2467.8 mg·kg–1。其中对重金属富集能力最强和最弱的水生植物分别是是狐尾藻和水蓼, 重金属总含量分别为18250.04 mg·kg–1和4745 mg·kg–1。表明不同水生植物对重金属的富集作用是不同, 水生植物对重金属有选择性的富集。

(3) 同一水生植物的不同部位对重金属的迁移性不同, Cu和Pb的迁移能力较弱, Zn的迁移能力较强, 芦苇、狐尾藻和菰的迁移系数均大于1, 表明这三种水生植物已经具备了重金属 Zn超富集植物的基本特征; 有待于更进一步研究, 开发作为湖泊植物修复用的重金属Zn含量超标的超富集植物。因此香蒲、芦苇、菰、狐尾藻、等可作为三里七湖重金属污染流域水体的修复植物。但是水生植物的修复技术目前还不成熟, 需要在研究和实际应用过程中更进一步探讨[26–27]。

[1] 渠烨. 水生植物对污染物的清除及其应用[J]. 环境保护与循环经济, 2013, 5: 41–43.

[2] 乔旭, 王沛芳, 郑莎莎, 等. 水生植物去除重金属机制及生理响应研究综述[J]. 长江科学院院报, 2015, 5(5):15–20.

[3] 潘义宏, 王宏镔, 谷兆萍, 等. 大型水生植物对重金属的富集与转移[J]. 生态学报, 2010, 23: 6430–6441.

[4] TOMSETT A B , THURMAN D A. Molecular biology of metal tolerances of plants[J]. Plant, Cell & Environment,1988, 11(5): 383–394.

[5] 黄永杰, 刘登义, 王友保, 等. 八种水生植物对重金属富集能力的比较研究[J]. 生态学杂志, 2006, 25 (5):541–545.

[6] 魏树和, 杨传杰, 周启星. 三叶鬼针草等7种常见菊科杂草植物对重金属的超富集特征[J]. 环境科学, 2008, 10:2912–2918.

[7] 简敏菲,弓晓峰,游海, 等. 水生植物对铜、铅、锌等重金属元素富集作用的评价研究[J].南昌大学学报(工科版),2004, 1; 85–88.

[8] 祝爱民, 金焰. 白马湖水生植物体内重金属调查[J]. 仪器仪表与分析监测, 2013, 1; 32–34.

[9] 王华东, 朱跃明, 曾连茂, 等. 三里七湖底质重金属污染研究[J]. 华中师院学报(自然科学版), 1981, 1(1):75–83.

[10] 张信华, 刘玉朴, 林华荣. 三里七湖重金属形态及转化规律的探讨[J]. 湖北环境保护, 1982, 1: 14–25.

[11] 毛欣, 陈旭, 李长安, 等. 大冶市城市湖泊表层水体中重金属的分布特征及其来源[J]. 安全与环境工程, 2013,20(5): 33–37.

[12] MATTINA M J I, LANNUCCI-BERGER W, MUSANTEC, et al. Concurrent plant uptake of heavy metals and persistent organic pollutants from soil[J]. Environmental Pollution, 2003, 124(3): 375–378.

[13] SALT D E, BLAYLOCK M, KUMAR N P, et al.Phytoremediation: A Novel Strategy For The Removal Of Toxic Metals From The Environment Using Plants[J].Biotechnolgy, 1995, 13(5): 468–474.

[14] 魏树和, 周启星, 王新. 18种杂草对重金属的超积累特性研究[J]. 应用基础与工程科学学报, 2003, 11(2):152–160.

[15] 魏树和, 周启星, 王新等. 杂草中具重金属超积累特征植物的筛选[J]. 自然科学进展, 2003, 12(12): 29–35.

[16] WANG S L, LIAO W B, YU F Q, et al. Hyperaccumulation of lead, zinc and cadmium in plants growing on a lead/zinc outcrop in Yunnan Province, China[J]. Environmental Geology, 2009, 58(3): 471–476.

[17] CHANEY R L, MALIK M, YIN M L, et al. Phytoremediation of soil metals [J]. Current Opinion in Biotechnology, 1997, 8(3): 279–284.

[18] 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.

[19] 李先会, 龙瑞, 成小英, 等. 大型水生植物对重金属的富集能力研究[J]. 安徽农学通报, 2014, 12: 32–34.

[20] 白莉, 王中良, 刘小龙等. 太湖优势水生植物对重金属的富集与响应[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015(S1):437.

[21] 王小玲, 高柱, 余发新等. 鄱阳湖南矶水生植物年周期变化及重金属污染现状分析[J]. 北方园艺, 2014, 24:57–62.

[22] 褚一丹, 赵淑敏. 铅对水生植物的影响[J]. 广东化工,2014, 16: 98–99.

[23] 周雪玲. 乐安河—鄱阳湖段湿地水生植物对重金属的富集效应研究[D]. 南昌: 江西师范大学, 2014.

[24] 代军,陶春元, 孙剑奇. 鄱阳湖水生植物对重金属铜、铅、锌的富集作用研究[J]. 九江学院学报(自然科学版), 2010,4: 5–8.

[25] 董志成, 鲍征宇, 谢淑云, 等. 湿地芦苇对有毒重金属元素的抗性及吸收和累积[J]. 地质科技情报, 2008, 1:80–84.

[26] 李晶, 栾亚宁, 孙向阳等. 水生植物修复重金属污染水体研究进展[J]. 世界林业研究, 2015, 2: 31–35.

[27] 张海锋, 胥焘, 黄应平, 等. 水生植物修复沉积物中重金属污染的机制及影响因素研究进展 [J]. 亚热带水土保持, 2015, 1: 37–41.

Heavy metals enrichment of aquatic plants in Sanliqi Lake, Huangshi City of Hubei Province

MU Kai1, LUO mingliang1,*
Land and Resource College, China West Normal University, Nanchong 637009, China

Based on field sampling and experimental analysis, this paper studied the contents of five heavy metals (Cr, Cu, Mn,Pb, Zn) in the sediments, water samples and nine aquatic plants in the Sanliqi Lake of Huangshi City, Hubei Province.Meanwhile, accumulation characteristics of the five heavy metals in aquatic plants were also detected. The results showed that he contents of Cr, Cu, Mn, Pb, Zn in the sediment were severely over standard, which were 1.43, 6.40, 1.64, 3.33, 9.65 times of he national standard value respectively. By contrast, the contents of Cr, Pb, Zn in the lake water were 22.3, 9.0, 1.35 times of he national standard value respectively, while the contents of Cu, Mn in the lake water were not exceeding the national standard.Of all the five heavy metals, the content of Zn was the highest in the Typha orientalis, Oenanthe javanica (Blume) DC.,Alternanthera philoxexoides, Parganium stoloniferum, Polygonumhydropiper, Zizania latifolia and Myriophyllum spicatum,while the content of Cu was the lowest. But in the Phragmites australis and Potamogeton crispus, the results were somewhat different, with the highest value of Pb and Mn, and the lowest value of Cr and Cu. The same aquatic plant was selective for the concentration of different heavy metals; and different aquatic plants were obvious discrepant for the concentration of the same heavy metal. Typha orientalis, Phragmites australis, Zizania latifolia, Myriophyllum spicatum in the aquatic plant can be used as the remediation plants in the lake water contaminated by heavy metals.

heavy metals enrichment; sediments; aquatic plants; water samples; Sanliqi Lake

10.14108/j.cnki.1008-8873.2017.03.012

X52

A

1008-8873(2017)03-082-08

慕凯, 罗明良. 三里七湖水生植物重金属富集作用研究[J]. 生态科学, 2017, 36(3): 82-89.

MU Kai, LUO mingliang. Heavy metals enrichment of aquatic plants in Sanliqi Lake, Huangshi City of Hubei Province[J]. Ecological Science, 2017, 36(3): 82-89.

2015-11-14;

2016-01-19

国家自然科学基金(41101348); 西华师范大学基本科研业务项目(15C002); 西华师范大学科研启动项目(12B015)

慕凯(1990—)男, 硕士研究生, 主要从事GIS和水土保持监测方面研究, E-mail: hunsilang@163.com

*通信作者:罗明良, 男, 博士, 教授, 主要研究方向为GIS及数字地形, E-mail: lolean586@163.com