全 文 ：碳酸氢铵对白茅和藨草吸收重金属的影响
施晓东 1 ,王晓 2 ,陈建刚 1　(1.曲靖师范学院 ,云南曲靖 655011;2.德宏高等师范专科学校 ,云南德宏 678400)
摘要　 [目的] 为人工修复重金属污染土壤探索新方法。 [方法] 以分析纯碳酸氢铵为调控剂 ,以白茅和藨草为试材进行盆栽调控试验
并在 3个月后测定其重金属含量。 [结果] 3～ 5g/L碳酸氢铵显著增加了白茅对Zn的积累(5 809.11mg/kg)。 3g/L碳酸氢铵显著增
加了白茅对Pb的积累(约 38.11mg/kg)。 0.5g/L碳酸氢铵调控下 ,藨草对土壤中Pb污染的净化率最大(0.01%)。 5 g/L碳酸氢铵调
控下 ,白茅对土壤中Cd污染的净化率最大(0.17%),藨草对土壤中Zn污染的净化率最大(0.4%),白茅对土壤中Pb污染的净化率最大
(0.01%)。 3g/L碳酸氢铵调控下 ,藨草对土壤中 Cd污染的净化率最大(0.1%),白茅对土壤中 Zn污染的净化率最大(0.31%)。 [结
论] 碳酸氢铵能提高植物对污染土壤的净化率。
关键词　白茅;藨草;碳酸氢铵;重金属;净化率
中图分类号　X173　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2009)16-07648-02
EffectsofAmmoniaBicarbonateontheAbsorptionofHeavyMetalsinImperatacylindricaandScirpustriqueter
SHIXiao-dongetal　(QujingNormalUnivesity, Qujing, Yunnan655011)
Abstract　 [ Objective] Thepurposewastoexplorethenewmethodofrepairingheavymetalpolutedsoilbyhuman-inducedrestoration.
[ Method] Withanalyticalypureammoniabicarbonateasrestrainingreagent, ImperatacylindricalandScrirpustriqueterastestedmaterials,
theregulatedpotcultureexperimentwasperformedandtheircontentsofheavymetalsweredeterminedafter3months.[ Result] 3 ～ 5g/Lam-
moniabicarbonatesignificantlyincreasedtheaccumulationofZninI.cylindricalanditsaccumulationamountwas5 809.11mg/kg.3 g/L
ammoniabicarbonatesignificantlyincreasedtheaccumulationofPbinI.cylindricalanditsaccumulationamountwasabout38.11mg/kg.Un-
dertheregulationwith0.5g/Lammoniabicarbonate, thepurifyingrateofS.triqueteronPbinpolutedsoilwashighest, being0.01%.Un-
dertheregulationwith5g/Lammoniabicarbonate, thepurifyingrateofI.cylindricalonCdinpollutedsoilwashighest, being0.17%;the
purifyingrateofS.triqueteronZninpolutedsoilwashighest, being0.4%;thepurifyingrateofI.cylindricalonPbinpolutedsoilwas
highest, being0.01%.Undertheregulationwith3 g/Lammoniabicarbonate, thepurifyingrateofS.triqueteronCdinpolutedsoilwas
highest, being0.1%;thepurifyingrateofI.cylindricalonZninpolutedsoilwashighest, being0.31%.[ Conclusion] Ammoniabicarbon-
atecouldenhancethepurifyingrateofplantsonpolutedsoil.
Keywords　 Imperatacylindrical;Scrirpustriqueter;Ammoniabicarbonate;Heavymental;Purifyingrate
基金项目　云南省教育厅科学研究基金项目(06Y133B);曲靖师范学院
研究基金项目(0513906)。
作者简介　施晓东(1965-),男 ,云南曲靖人 ,硕士 ,副教授 , 从事生态
学研究。
鸣　　谢　曲靖师范外语学院赵常友老师协助修改英文摘要。
收稿日期　 2009-03-02
　　重金属污染土壤治理传统多采用物理或化学方法 ,不仅
非常昂贵 ,难以大规模改良 ,而且常常导致土壤结构的破坏 、
土壤生物活性下降和土壤肥力退化 [ 1] 。植物提取修复是一
项新兴的 、绿色的 、环境友好和廉价的污染治理方法 ,尤其符
合人类可持续发展的最终目标 [ 2] 。但所用超积累植物通常
生长缓慢 、植株矮小 、地上部分生物量小 ,修复重金属污染土
地需时太长等不足 ,是目前限制超积累植物大规模应用于植
物修复的主要原因 [ 3] 。一些研究表明 ,碳酸氢铵对土壤中的
重金属有增强重金属活性的能力 [ 4-5] 。碳酸氢铵修复污染
土壤 ,修复成本较低 ,实用性强。为了证实这种推测 ,笔者采
用碳酸氢铵对白茅和藨草积累重金属的调控 ,目的是为重金
属污染土壤的人工修复提供生物与化学相结合的新方法 。
1　材料与方法
1.1　材料　会泽铅锌矿厂区附近取 6个样地 ,每个样地取 6
个 50 cm×50cm样方。采集 0 ～15cm污染土壤并充分混合
均匀。土样带回 ,随机采取少量污染土壤进行常规理化分
析 ,大量土壤过 2 mm筛后用于温室盆栽调控试验。采集污
染区白茅和藨草种子 ,用于盆栽调控试验。调控剂为分析纯
碳酸氢铵。
1.2　方法　试验中设碳酸氢铵浓度为 0.2、0.5、1、3和 5
g/L。平均每次 100 ml左右 , 10次共 1 000 ml。每个梯度 3
个平行。同时作空白对照 。种植 3个月 ,用剪刀从植株根部
剪起植物地上部分立即称重即为鲜重;植物在烘箱中 80 ℃
干燥 24 h,称得干重 。粉碎待测 Cd、Zn、Pb含量。土壤 pH、
土壤速效 N采用扩散法 [ 5] ;土壤全 N采用半微量凯氏定 N
法测定;土壤速效 P采用双酸浸提钼锑抗比色法;土壤全 P
采用硫酸 -高氯酸溶解钼锑比色法测定;土壤有机质采用重
铬酸钾氧化 -外加热方法;土壤含水量的测定方法采用烘干
法 [ 13] ,土壤重金属有总态 、有效态分别用原子吸收测定 Cd、
Zn、Pb浓度。植物地上部分的 Cd、Zn、Pb用原子吸收测定。
试验数据用 SPSS统计 、作图 。计算净化率。
2　结果与分析
2.1　不同浓度梯度的碳酸氢铵调控对白茅和藨草积累 Cd、
Zn、Pb的影响　由表 1可见 ,在低浓度碳酸氢铵调控下 ,白
茅对 Cd的积累与对照没有显著差别 ,随着浓度的提高 , Cd
积累逐步提高(33.07 mg/kg),相关系数为 0.957＊＊;藨草对
Cd的积累与白茅基本同步 ,但藨草对 Cd的积累量显著低于
白茅(P<0.01)。
表 1显示 ,在碳酸氢铵调控下 ,随着浓度的提高 ,白茅对
Zn积累逐步增加 ,相关系数为 0.888＊＊;特别在 3 ～ 5 g/L
时 ,能显著增加白茅对 Zn的积累 (5 809.11 mg/kg, P<
0.01)。低浓度的碳酸氢铵调控 ,藨草对 Zn的积累低于对
照 ,随着浓度的逐步提高 ,积累量逐步增加 ,相关系数达
0.901＊＊。但在高浓度时 Zn的积累量明显低于白茅。
表 1显示 ,在碳酸氢铵调控下 ,随着碳酸氢铵浓度的提
高 ,白茅对 Pb积累逐步增加 ,相关系数为 0.737＊＊;特别在 3
g/L时 ,能显著增加 Pb的积累(约 38.11mg/kg)。在 0.2 g/L
浓度的碳酸氢铵调控下藨草对 Pb的积累与对照没有显著差
别(P>0.05)。中等浓度(0.5 g/L)下 , Pb的积累量增加到
责任编辑　罗芸　责任校对　夏蓉安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2009, 37(16):7648-7649
最大。随着铵浓度的进一步增加 ,积累量逐步降低 ,相关系
数为 -0.618＊＊。说明中低浓度碳酸氢铵有利于藨草对 Pb
积累;高浓度有利于白茅对 Pb积累 。
表 1　不同浓度碳酸氢铵处理植物重金属含量
Table1　HeavementalcontentofplantunderdiferentconcentrationofNH4HCO3
效应植物Efectiveplant 碳酸氢铵浓度∥g/LNH4HCO3concentration
植物重金属积累量∥μg/g干重Heavymentalcumulativecontentofplant
Cd Zn Pb
白茅 I.cylindricaL. 对照(CK) 17.07±0.54a 950.74±125.28a 17.29±0.31b
0.2 17.76±0.95a 1 237.50±112.57b 7.19±1.04a
0.5 17.48±0.54a 1 312.50±75.36b 10.83±2.81a
1 22.45±1.16b 2 187.64±175.68c 14.90±0.94b
3 28.30±0.61c 4 737.47±237.54d 25.42±1.77c
5 33.07±0.41d 4 837.56±237.64d 38.44±2.92d
藨草 S.triqueterL. 对照(CK) 4.92±0.88a 2 305.22±251.05b 21.98±3.54a
0.2 4.22±0.34a 1 487.52±37.51a 21.56±2.40a
0.5 5.17±0.95a 1 725.36±137.55b 35.83±1.88d
1 6.05±0.75a 1 925.05±325.07b 29.17±3.44c
3 12.11±0.20b 2 804.22±162.59c 19.79±0.21b
5 10.20±0.27b 3 362.53±175.25d 24.79±1.88b
　注:平均值 ±标准误(n= 4),不同小写字母表示不同浓度碳酸氢铵处理下同一效应植物重金属积累量差异显著(P<0.05),单因素方差分析。
　Note:Average±SE(n=4), diferentlowercasesandcapitalletersmeanthediferenceofheavymentalcumulativecontentofthesameefectiveplantissig-
nificant(P<0.05)underdifferentconcentrationofNH4HCO3.
2.2　碳酸氢铵不同处理浓度白茅和藨草对土壤中 Cd、Zn、
Pb污染的净化率
2.2.1　对 Cd污染的净化率。由表 2可见 ,随着碳酸氢铵浓
度的不断提高 ,白茅对土壤中 Cd污染的净化率不断增加 ,在
5 g/L下 ,净化率最大(0.17%)。藨草对土壤中 Cd污染的净
化率随浓度增加而增加 ,但在碳酸氢铵最大浓度时 ,净化率
已开始降低。 3 g/L净化率最大(0.1%)。
2.2.2　对 Zn污染的净化率。表 2显示 ,随着碳酸氢铵浓度
的不断提高 ,白茅对土壤中 Zn污染的净化率不断增加 ,在 3
g/L时净化率最大(0.31%)。藨草对土壤中 Zn污染的净化
率随浓度增加而增加。在 5 g/L时净化率最大(0.4%)。
2.2.3　对 Pb污染的净化率。表 2显示 ,在低浓度的碳酸氢
铵调控下 ,白茅对土壤中 Pb污染的净化率低于对照 。随着
浓度的不断提高 ,净化率不断增加 ,在 5 g/L时净化率最大
(0.01%)。碳酸氢铵 0.5和 1g/L时藨草对土壤中 Pb污染
的净化率最大 ,浓度进一步增大时 ,净化率开始降低 。说明
在碳酸氢铵调控下 ,用藨草修复 Pb污染土壤优于白茅。
表 2　不同浓度碳酸氢铵处理植物对土壤重金属的净化率
Table2　HeavementalpurificationrateofplantunderdiferentconcentrationofNH4HCO3
效应植物Efectiveplant 碳酸氢铵浓度∥g/LNH4HCO3concentration
植物对重金属净化率∥%Heavymentalpurificationrateofplant
Cd Zn Pb
白茅 I.cylindricaL. 对照(CK) 0.090 4 0.095 5 0.002 5
0.2 0.100 4 0.123 9 0.000 9
0.5 0.121 7 0.146 6 0.001 6
1 0.131 7 0.156 8 0.001 7
3 0.153 8 0.301 1 0.002 6
5 0.174 2 0.287 5 0.004 7
藨草 S.triqueterL. 对照(CK) 0.030 0 0.176 1 0.003 0
0.2 0.032 9 0.169 3 0.003 4
0.5 0.041 3 0.217 0 0.006 7
1 0.055 4 0.238 6 0.005 4
3 0.098 8 0.358 0 0.004 4
5 0.087 1 0.385 2 0.005 2
3　结论与讨论
试验结果表明:施用碳酸氢铵可不同程度地增加白茅和
藨草对重金属的吸收;提高了植物对污染土壤的净化率;植
物对重金属的吸收增加 ,往往伴随植物的生物量减少 ,土壤
的 pH降低;Cd、Zn在同一植物中的吸收基本同步 。
参考文献
[ 1] BAKERAJM, SIDOLICMD.Thepossibilityinsituheavymetaldecontaminationofpoluteclsoilsusingcropsofmetal-accumulatingplants[J] .
Resources, ConservationandRecycling, 1994, 11:41-49.
[ 2] BROOKSRR.Plantsthehyperaccumulateheavymetals[M].CABIntem-ational,Walingtord, 1998.
[ 3] 骆永明.金属污染土壤的植物修复[ J].土壤, 1999, 31(5):261-265.
[ 4] 陈怀满.土壤-植物系统中的重金属污染[ M] .北京:科学出版社 , 1996.
[ 5] 魏树和 ,周启星 ,张凯松,等.根际圈在污染土壤修复中的作用与机理
分析[ J].应用生态学报, 2003, 14(1):143-147.
[ 6] 顾继光 ,周启星.镉污染土壤的治理及植物修复 [ J].生态科学, 2002,
21(4):352-356.
[ 7] 刘光崧.土壤理化分析与剖面描述 [ M].北京:中国标准出版社, 1996.
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