鸭绿江口粉煤灰湿地中重金属富集的植物筛选研究

李辰鑫 李雅婷 高明

摘要：随着工业的发展，越来越多的重金属污染进入人类的生活；本文对鸭绿江口华能电厂粉煤灰池中植物对重金属的富集量的测定，从而筛选出重金属的高富集植物，为粉煤灰中重金属的治理提供参考。植物修复土壤中重金属是目前生态修复研究中一个重要的研究领域，进行重金属的植物富集，较为复杂，需要人工种植，时间周期长，鸭绿江口有已经生长多年的草本植物，进行植物筛选研究更加方便。

关键词：鸭绿江口；粉煤灰；重金属；植物富集

1.粉煤灰的来源及危害

粉煤灰是燃煤电厂排出的主要废物， 其中的重金屬污染主要来自煤的燃烧，煤中除了一些主要的元素和次量元素以外，还含有很多痕量元素，（如B、Be、Cu、Mn、Zn、Co）等[1]。由于各种元素本身的化学性质以及在煤中的存在形式不同，所以在燃烧过程中，部分易挥发的重金属如Hg、Pb、Zn、Ni、Cd、Cu等极易气化挥发进入烟气。随着国民经济的发展，粉煤灰的排放量将急骤增加，然而粉煤灰中含有多种金属、重金属成分，且重金属非常难以被生物降解，相反却能在食物链的生物放大作用下，成千百倍地富集，最后进入人体。重金属在人体内能和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中累积，造成慢性中毒。

2.研究区域的概况

本次研究地点是国内唯一一个位于河流入海口的一处煤灰池，现在已经成了重要的一处人工湿地，有两个用来储灰的大型粉煤灰池，并且有较大明水面分布，有水栖鸟类生存，且其中生长的植物种类多，有主要植物芦苇（每年收割），伴生植物有拂子茅、碱蓬、东方菖蒲等，同时该湿地也是鸟类繁殖的重要场所和世界鸟类迁徙的廊道。

3.研究目的

该研究将对比原生土壤和植物和鸭绿江口粉煤灰湿地中的粉煤灰中重金属及生长其中的植物的含量差异，并且对其中生长的植物对粉煤灰中重金属的富集能力进行一个排序，从而确定出重金属的高富集植物，为未来的治理和综合利用提供依据。

4.样品采集及处理分析

2018年在鸭绿江口湿地进行了三次调查对象的采集、每次共计采集了芦苇、拂子茅、碱蓬、东方菖蒲等植物共计30个样本，检测了土壤中重金属的有效值及含量准确称取0.5g样本在聚四氟乙烯坩埚中加HNO3、H2O2进行逐步升温三步消解【2】，将消解完成的样品送至原子吸收仪中进行检测，该方法符合实验要求，并将多次测量的样品数据处理所得数据显示；

芦苇对重金属的吸收富集表现出的不同形式，在芦苇植物体内Cu、Zn两种重金属的质量高于其他两种，且四种重金属在芦苇的根中的平均质量的分数含量最高，而茎叶组织中平均质量分数偏低，芦苇同一器官的不同种类的重金属含量也有较大差异。且在芦苇根中重金属的质量分数依次为：Cu>Zn>Cd>Pb；芦苇茎中重金属质量分数依次为Zn>Cu>Pb>Cd；芦苇叶中重金属质量分数依次为Zn>Cu>Pb>Cd：同一种元素在不同的部位的质量分数Cu：根>叶>茎；Zn：叶>茎>根，据调查结果显示，同以植物得不同器官对重金属的生物富集能力有显著差异，且以根的富集能力最强，且富集能力最强的金属为Cd，茎、叶的富集能力较弱。

选取得该湿地中具有代表性的植物进行重金属含量的测定其中在拂子茅中的重金属在不同的器官中存在：Zn>Cu>Pb>Cd，且Zn、Cu的含量较高；在碱蓬中Zn、Cu的含量较高，但并未找到明显的富集分布规律，在菖蒲中也未找到明显的分不规律。

5.总结

结合表1、2、3我们对比得出不同植物的不同器官我们发现，因为Cu、Zn为构成植物体的重要元素在每种植物的体内含量都比较高，单一重金属的高富集植物芦苇对Cu的富集能力最强，碱蓬对Pd、Zn、Cd的富集能力最强，对Zn的富集能力也比较强，通过该次调查研究，碱蓬适合做该地区的重金属的修复植物。

参考文献：

[1]黄兆龙，湛渊源.粉煤灰的物理和化学性质[J]粉煤灰的综合利用，2003，（4）：3-8

[2]严森，凌其聪，鲍征宇.微波消解-火焰原子吸收光谱法测定芦苇中镉[J].环境监测管理与技术，2006，18（1）：25-26.

作者简介：

李辰鑫，女，辽宁朝阳，本科，就读于辽东学院城市建设学院自然地理与资源环境，研究方向：环境。

李雅婷，女，山西阳泉，本科，就读于辽东学院城市建设学院工程管理，研究方向：工程管理。

本文通讯作者：高明，男，辽宁丹东，研究生。

高明同志为辽东学院城市建设学院自然地理与资源环境专业老师，长期从事自然科学类研究。长期从事鸭绿江河口湿地生态环境研究，2005年一直关注粉煤灰湿地中的植物演替及鸟类的繁殖状况，并于2012年发表了‘大尾莺繁殖与芦苇湿地沼泽管理的SCI论文。