铅锌尾矿对香根草叶绿素荧光参数和金属元素含量的影响

王杰 安宇航 曾佳琪 李梦婷

摘 要 铅锌尾矿的植物修复日益引起学者的关注，为了探讨香根草对铅锌尾矿的修复潜力，本文采用盆栽试验，用铅锌尾矿种植香根草20天后，测量叶绿素荧光参数和矿质元素含量。结果显示，种植于铅锌尾矿中的香根草的 Fv/Fm、Fo和Fm与对照接近，根、茎、叶中K含量显著降低，而Zn、Pb显著增加。除根中的P、Cd有显著变化外，Mn、P、Cd无显著差异。表明香根草能够用于铅锌尾矿的重金属修复。

关键词 香根草 铅锌尾矿 叶绿素荧光 和矿质元素 植物修复

中图分类号：S156.2文献标识码：A

随着中国经济的快速发展，铅锌资源的应用范围也越来越广，其使用量及铅锌矿的开采量呈不断上升趋势。其在采选、冶炼过程中，常伴随着大量废渣、尾矿的产生。据统计，铅锌矿原矿处理量为 2223.2 万吨/年，排放尾矿量达 1661.61 万吨/年。铅锌尾矿含有大量的 Pb、Zn、Cd等重金属，其在淋洗、扬尘等作用下易造成周边环境的金属污染。近些年我国也爆发了由铅锌生产造成的重大污染事件。如由鉛锌冶炼引发的陕西凤翔血铅超标事件。但目前对铅锌尾矿的治理还相对滞后。综合经济成本、环境影响等方面因素的考虑，植物修复技术治理重金属污染成为研究的热点。香根草（Vetiveria zizanioides）是禾本科香根草属多年生 C4类草本植物，是世界知名的水土保持植物，其有极强生态适应性，并对多种重金属都有较强的耐受能力，且能积累多种重金属，具有应用于重金属治理的潜力。本文通过盆栽试验，探讨了种植在铅锌尾矿中香根草叶绿素荧光参数、金属元素积累的变化，为其用于铅锌尾矿的重金属治理提供依据。

1材料与方法

1.1试验材料

从当年生香根草中选取长势一致的香根草。种植业铅锌尾矿和正常土壤中，每处理设置3个重复。每天浇水，每5天施适量复合肥。种植20天后，测量有关指标。

1.2叶绿素荧光参数的测定

植株暗适应30分钟后，选取倒三叶，采用便携式调制叶绿素荧光仪PAM-2500测量最小荧光产量（Fo）、最大荧光（Fm）和PSⅡ的最大光化学效率（ Fv/Fm）。

1.3根、茎、叶中金属元素含量的测定

植物样品用去离子水反复冲洗后裁剪分成根、茎、叶三部分。烘干至恒重。取上述植物根、茎、叶分别粉碎， 过筛。精密称取0.2 g粉末干样进行消解。采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定金属含量。

1.4数据分析

用Excel作图、SPSS17.0对试验数据进行处理分析，数据表示为平均值北曜疾睢？

2结果与分析

2.1铅锌尾矿对香根草叶绿素荧光参数的影响

经过20天的处理，发现铅锌尾矿种植的香根草的Fo，Fm和Fv/Fm与种植在土壤中的植株差异不大，均在0.175～0.168，0772～0.763和0.779～0.771之间（见表1）。

2.2铅锌尾矿对香根草金属元素含量的影响

由表2可知，对于大量元素K、P而言，种植在铅锌尾矿的香根草根、茎、叶中的K含量显著下降，仅为对照的36.2%-74.4%，其中，根、叶中K含量下降的幅度更大，达50%以上。种植在铅锌尾矿中香根草根中的P含量显著高于对照，而茎叶中的P含量无显著差异。对于微量元素Zn、Mn而言，Mn含量在二者间没有显著差异，但种植在铅锌尾矿的香根草根、茎、叶中Zn含量显著高于对照，是对照的5.4-19.4倍，其中根中的Zn含量远高于茎叶。对于有害元素Cd、Pb而言，种植在铅锌尾矿中香根草根、茎、叶中的Pb含量和根中的Cd显著高于对照，其中根中的Zn含量最高。

3讨论与结论

Fv/Fm代表着植株的光合潜能，该参数可反映植物 PSⅡ受伤害的程度。试验发现，经过20天的处理，种植在铅锌尾矿中的香根草的 Fv/Fm、Fo和Fm与种植在土壤中的香根草接近，说明香根草受到的胁迫伤害小，可以长期存活。在重金属胁迫下，植物体内的矿物质元素的吸收可能会有所改变。试验发现，香根草的K元素的吸收受到严重影响，根、茎、叶中的K含量大幅下降，但P、Mn的含量呈现增加或维持稳定。在实际应用中可适当增加K肥施用。铅锌尾矿中Zn、Pb是主要的重金属，其含量可达2652mg·kg-1、716mg·kg-1。种植其中的香根草根、茎、叶中的Zn、Pb显著高于对照，其中，根中的Zn、Pb含量到达了896.7 mg·kg-1和90.2 mg·kg-1，具有良好的积累效果。表明香根草具有修复铅锌尾矿的潜力。

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