全 文 ：第9卷第4期 湿 地 科 学 Vol.9 No.4
2 0 1 1年12月 WETLAND SCIENCE Dec. 2011
芦苇、菖蒲和水葱对水体中Zn2+的富集效应研究
任 珺 1,2，付朝文 1,2，陶 玲 1,2，杨 倩 1,2
(1.兰州交通大学环境与市政工程学院，兰州交通大学环境生态研究所，甘肃兰州 730070；
2.寒旱地区水资源综合利用教育部工程研究中心，甘肃兰州 730070)
摘要：采用水培方法，在不同ZnCl2浓度(0 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、300 mg/L、800 mg/L、1 500 mg/L和 2 500
mg/L)处理的水体中，对湿地植物芦苇(Phragmites australis)、菖蒲(Acorus calamus)和水葱(Scirpus tabernaemontani)
进行培养，研究植物的不同部位对Zn2+的积累能力。结果表明，在相同ZnCl2浓度处理下的水体中，水葱、菖蒲和
芦苇体内的平均Zn2+积累浓度存在差异，菖蒲体内的Zn2+积累浓度最高。在不同ZnCl2浓度处理下的水体中，水
葱体内的平均Zn2+积累浓度在ZnCl2浓度为 1 500 mg/L时最高，为 31 050.84 mg/kg(植物地上部分为 10 206.67
mg/kg，地下部分为 20 844.17 mg/kg)；菖蒲和芦苇体内的平均Zn2+积累浓度则在ZnCl2浓度为 2 500 mg/L时最
高，分别为54 130.67 mg/kg(地上部分为16 774.00 mg/kg，地下部分为37 356.67 mg/kg)和25 423.34 mg/kg(地上
部分为4 506.67 mg/kg，地下部分为20 916.67 mg/kg)。这3种植物都可以作为利用植物修复重金属污染水体的
遴选物种。其中，菖蒲对Zn2+的吸收能力明显高于水葱和芦苇。
关 键 词：湿地植物；水体；重金属；Zn2+；积累
中图分类号：X173 文献标识码：A 文章编号：1672-5948(2011)04-322-06
存在于自然界中的重金属，由于人为或自然
原因进入水体，这些重金属对水体中的水生动植
物有很高的毒性且不易从环境中去除[1,2]。利用植
物实施污染环境修复的理论并不新颖，很早以前
人们就认识到一些水生植物[如凤眼莲(Eichhornia
crassipes)、浮萍(Lemna minor)等]能够吸收污染水
体中的Pb、Cu、Cd、Fe和Hg等[3]，因此利用植物对
重金属污染区进行修复是解决环境中重金属污染
问题的一个很有前景的选择。据报道，广东韶关
利用香蒲(Typha orientalis)氧化塘系统净化铅锌矿
区废水取得了比较明显的效果，对废水中的 Pb、
Cd、Cu和 Zn的去除率分别达到 94.0%、96.4%、
96.9%和 97.0%，净化后废水的重金属含量达到国
家排放水标准[4]。Yang等构建的湿地系统对Pb的
去除率为 99.04%，Cd为 94.00%，Zn为 97.30%[5]。
在 3种水生植物水浮萍(Pistia stratiotes)、紫萍(Spi⁃
rodela polyrhiza)和凤眼莲对5种重金属Fe、Cu、Zn、
Cr和Cd的去除效果研究中发现，水体中残余重金
属浓度与植物体内重金属浓度有很高相关性 [2]。
研究表明，十字花科遏蓝菜(Thlaspi caerulescens)具
有很大的吸收Zn和Cd的潜力[6]。目前，已经发现
Co、Cu、Pb、Ni、Se、Mn和Zn超富集植物400余种，
可能有更多的分布于世界各地的超富集植物尚待
发现[7]。
中国在利用植物对重金属污染进行修复方面
虽然有过探索与初步尝试[8,9]，但系统性研究目前
尚处于起步阶段[10]。在中国，有关重金属污染废
水的湿地处理技术方面的研究和应用还不够深入
和广泛[11]，目前,对于重金属污染水域的植物修复
主要集中于采用水面漂浮植物，并已经取得了巨
大的成功[12]。
本研究以黄河流域湿地中常见的挺水植物芦
苇、菖蒲、水葱为研究对象，在不同ZnCl2处理浓度
下，探讨植物体内Zn2+的含量与分布，旨在为遴选
处理污水的人工湿地植物提供参考，同时也为利
用乡土植物修复重金属污染水体提供理论指导。
收稿日期：2011-05-12；修订日期：2011-10-20
基金项目：长江学者和创新团队发展计划项目(IRT0966)和甘肃省住房和城乡建设厅2010年度项目(JK2010-24)资助。
作者简介：任 珺(1968-)，男，新疆维吾尔自治区石河子人，博士，教授，从事环境科学和生态学教学与研究。E-mail: renjun@mail.lzjtu.cn
DOI:10.13248/j.cnki.wetlandsci.2011.04.003
1 材料与方法
选取挺水植物芦苇、菖蒲和水葱作为实验材
料。实验用的植物来源于江苏省沭阳县新槐苗圃
的水栽苗，实验前将其置于营养液中培养备用。
采用水培法进行幼苗预培养，取 42个容积为
14 L的清洁塑料圆桶，每桶内分别注入 10 L营养
液(未含有待测重金属离子)，在桶上放置开孔泡沫
板作为植物的生长载体。从3种植物中，分别选取
高度、生物量相近的植物移入泡沫载体的3个圆孔
内，使其根部浸没入营养液中。每桶内有芦苇、菖
蒲、水葱各3株，共9株植物；另设定一桶样品作为
平行样。从2008年4月9日开始，将植物幼苗置于
营养液中培养 14 d[13,14]。营养液采用Hoagland配
方 [15~17]：1.25 mM/L Ca(NO3)2·4H2O，0.5 mM/L
KH2PO4，1.5 mM/L KNO3，0.5 mM/L MgSO4·7H2O，
0.25 mM/L NaCl；11.5 μM/L H3BO3，1.8 μM/L Mn-
SO4，0.08 μM/L CuSO4，0.03 μM/L H2MoO4，22.4
μM/L FeEDTA。水培溶液组成为营养液和含 Zn
污染物的溶液，污染物以ZnCl2的形态添加[18]。待
植物生长状况稳定(14 d)后，向桶内添加不同浓度
的ZnCl2溶液。实验共设计7种处理。其中，不添
加 ZnCl2的营养液为对照处理 (ZnCl2浓度为 0
mg/L)，其他 6种处理添加的 ZnCl2浓度分别为
50 mg/L、100 mg/L、300 mg/L、800 mg/L、1 500
mg/L和 2 500 mg/L，每种处理进行 6次重复。
对植物的生长管理采用露天培养的方法。每
隔3 d浇水并补充一次营养液，始终保持植物能够
获得充足的光照和通风。在添加ZnCl2溶液 15 d
后，采集植物样品，并对植物体内富集的重金属含
量进行测定，重复6次。在此期间对植株的生长反
应进行观察、记录。
将经过7种处理的植物根据物种、添加的污染
物浓度的不同，分别整株采回。将取回的样品带
回实验室，先用自来水进行冲洗，去除表面污物，
再用去离子水冲洗 3遍。洗净的植物分成地上与
地下两部分，放在培养皿中待用。将晾干后的植
物样品放入烘箱中，在 105℃下杀青 30 min；将杀
青后的植物样品在70℃下烘干8 h至恒重[18]；将烘
干的样品用电子天平进行称重，分别得到地上与
地下部分的干重；然后用粉碎机将烘干后的样品
粉碎，如有需要，用研钵进行二次粉碎；将粉碎后
的样品粉末装入乙烯袋中备用。准确称量芦苇、
菖蒲样品地上与地下部分粉末各(0.250 0±0.000 1)
g，水葱样品地上与地下部分粉末各 (0.100 0±
0.000 1) g，直接放入30 mL瓷坩埚内；先在低温电
炉上碳化粉末至不冒烟为止(约10～30 min)，再将
瓷坩埚转入马弗炉中在 600℃下灰化 5 h；向灰化
后的样品粉末中加入 1︰1的硝酸溶液 10 mL，进
行样品的稀释、提取，然后转入 50 mL容量瓶内，
并用去离子水定容至刻度；以上全过程用同一空
白样作为对照[19~21]。
采用电感耦合等离子发射光谱仪测定消解过
滤后的样品内重金属浓度[9,15,22]。电感耦合等离子
体原子发射光谱法 (Inductively Coupled Plas-
ma-Atomic Emission Spectrometry，ICP-AES)，是
以电感耦合等离子矩为激发光源的一类光谱分析
方法，适用于Al、As、Cu、Cd、Cr、Co、Fe和Zn等 20
种元素溶解态及元素总量的测定[22]。过滤或消解
处理过的样品经过进样器中的雾化器被雾化，并
由高纯氩载气带入等离子体火炬中，气化的样品
分子在等离子体火炬的高温下被原子化、电离、激
发，根据不同元素的原子在激发或电离时射出的
特征光谱的强弱，与标准溶液进行比较，即可定量
测定样品中各元素的含量[23]。
采用Statistica 6.0软件，对实验数据进行统计
分析和显著性检验。
2 结果与分析
2.1 在不同ZnCl2浓度处理下，3种植物中的Zn2+
积累浓度及差异
双因素方差分析表明，植物地上部分中的Zn2+
积累浓度受到ZnCl2浓度、植物种类以及ZnCl2浓
度与植物种类之间相互作用的显著影响(表1)。
实验数据显示，随着ZnCl2浓度的增大，总体
上，3种植物地上和地下部分中的Zn2+积累浓度也
在增大。
在ZnCl2浓度为1 500 mg/L时，水葱和菖蒲地
上部分中的平均Zn2+积累浓度达到最大，分别为
10 206.67 mg/kg和 20 743.33 mg/kg；在ZnCl2浓度
为2 500 mg/L时，芦苇地上部分中的平均Zn2+积累
浓度达到最大，为4 506.67 mg/kg(表2)。
在ZnCl2浓度为2 500 mg/L时，菖蒲和芦苇地
下部分中的平均Zn2+积累浓度达到最大，分别为
37 356.67 mg/kg和 20 916.67 mg/kg；在ZnCl2浓度
4期 任 珺等：芦苇、菖蒲和水葱对水体中Zn2+的富集效应研究 323
表1 ZnCl2浓度、植物种类以及ZnCl2浓度与植物种类间相
互作用对3种植物地上部分、地下部分中的Zn2+积累浓度
影响的双因素方差分析结果
Table 1 The results of two factor analysis of variance for the
effects of different species, ZnCl2 contents and their
interaction on Zn2+ accumulative capacity of above ground
parts and underground parts for three plants
植物部位
地上部分
地下部分
变 量
ZnCl2浓度
植物种类
ZnCl2浓度×植物种类
ZnCl2浓度
植物种类
ZnCl2浓度×植物种类
df
12
30
60
12
30
60
F
84.47*
15.11*
13.76*
321.66*
40.46*
37.79*
p
＜0.001
＜0.001
＜0.001
＜0.001
＜0.001
＜0.001
注：*表示方差分析结果为极显著性差异(p＜0.001)。下同。
为1 500 mg/L时，水葱地下部分中的Zn2+积累浓度
达到最大，为20 844.17 mg/kg。
对于整株植物而言，水葱中的平均Zn2+积累浓
度在ZnCl2浓度为1 500 mg/L时最高，为31 050.84
mg/kg；菖蒲和芦苇中的Zn2+积累浓度则在ZnCl2浓
度为 2 500 mg/L时最高，分别为 54 130.67 mg/kg
和 25 423.34 mg/kg。菖蒲对Zn2+的吸收能力明显
高于水葱和芦苇。
方差分析和显著性分析结果表明，除了对照
和ZnCl2浓度为100 mg/L的处理外，其他5种处理
下，3种植物地上部分中的Zn2+积累浓度之间表现
出显著差异；除了污染物浓度为 50 mg/L的处理
外，其他6种处理下，3种植物地下部分中的Zn2+积
累浓度之间表现出显著差异(见表2)。
表2 3种植物地上部分与地下部分中的Zn2+积累浓度
Table 2 Zn2+ accumulative concentrations in above-ground parts and under-ground parts of 3 kinds of wetland plants
植物部位
地上部分
地下部分
各处理的Zn2+
浓度(mg/L)
0
50
100
300
800
1 500
2 500
0
50
100
300
800
1 500
2 500
Zn2+积累浓度(mg/kg)
水 葱
27.08±9.64a
1 112.25±139.31a
1 680.67±323.47ab
6 260.83±314.28a
6 685.00±172.57a
10 206.67±220.36a
10 094.17±657.64a
39.50±5.97a
499.42±88.58a
1 953.00±476.08a
9 827.50±1 028.36a
11 768.33±484.34a
20 844.17±1 373.26a
16 281.67±947.05a
菖 蒲
29.36±0.78a
818.30±126.60b
1 802.47±265.43a
5 801.67±314.39b
10 466.33±617.42b
20 743.33±246.39b
16 774.00±2165.85b
68.92±8.59b
1 646.57±314.50b
2 494.00±293.62b
8 317.67±511.20b
21 283.33±564.33b
23 476.67±549.39b
37 356.67±555.18b
芦 苇
32.01±1.44a
363.07±43.37c
1 489.87±120.89b
1 303.43±334.87c
1 629.63±318.66c
1 932.67±317.25c
4 506.67±378.95c
24.99±9.46c
345.13±67.22a
1 030.07±124.96c
3 155.00±103.43c
5 517.33±282.09c
7 955.67±380.31c
20 916.67±489.15c
F
1.15
68.73*
2.36
436.03*
690.36*
7 622.18*
128.91*
45.34*
81.78
30.03*
165.74*
1 793.37*
532.45*
1 528.49*
注：表中数据为(平均值 ±标准差)。数据右上角字母相同表示不同植物同一生长部位Zn2+含量不存在显著性
差异(p＞0.05)，反之，则表示存在显著性差异(p＜0.05)。
除了ZnCl2浓度为 50 mg/L的处理外，在其他
6种处理下，水葱地下部分中的Zn2+积累浓度明显
高于地上部分。在7种处理下，菖蒲地下部分中的
Zn2+积累浓度都显著高于地上部分。除了污染物
浓度为 0 mg/L、50 mg/L和 100 mg/L的处理外，在
其他4种处理下，芦苇地下部分中的Zn2+积累浓度
远高于地上部分。
2.2 3种植物中的Zn2+积累浓度与水体中的Zn2+浓
度关系
通过对植物中的 Zn2 +积累浓度与水体中的
Zn2+浓度进行一元线性回归分析可知，水葱、菖蒲
和芦苇地上部分中的Zn2+积累浓度(y)都随着水体
中的 ZnCl2浓度(x)的增加而增加，都呈显著正相
关；水葱、菖蒲、芦苇地下部分中的Zn2+积累浓度也
随着水体中的ZnCl2浓度的增加而增加，也都呈显
著正相关(表3)。
3 讨 论
水体中的重金属污染已发展成为一个令人担
忧的环境问题，不但影响水域生态系统，而且也威
胁人类的健康。用湿地植物来吸收净化水体中的
湿 地 科 学 9卷324
表3 3种植物中的Zn2+积累浓度与水体中的Zn2+浓度的关系
Table 3 Correlation between Zn2+ accumulative concentration in above-ground parts and
under-ground parts of 3 kinds of plants and that in the water body
with ZnCl2 contaminated
植物部位
地上部分
地下部分
植物名称
水 葱
菖 蒲
芦 苇
水 葱
菖 蒲
芦 苇
线性回归方程
y＝2 191.210 5＋3.948 2x
y＝2 257.570 6＋7.739 5x
y＝535.920 1＋1.429 7x
y＝3 281.543 6＋7.284 3x
y＝2 567.083 3＋14.604 6x
y＝－161.777 2＋7.633 8x
R2
0.760 1
0.778 4
0.831 3
0.691 6
0.943 5
0.948 0
F
126.723 0*
140.539 3*
197.134 2*
89.711 6*
668.014 2*
728.703 1*
p
＜0.001
＜0.001
＜0.001
＜0.001
＜0.001
＜0.001
重金属是一项可行的方法。湿地植物通过吸收和
根系的吸附作用，能净化水体中的重金属[24]。
植物体内吸收富集重金属的量一般都随着环
境中重金属浓度的增加而增加[25~29]。有研究发现，
随着Zn污染物浓度的增大，香根草(Vetiveria zizani⁃
oides)体内Zn含量随之升高[30]。本研究结果也支持
上述观点，水葱、菖蒲和芦苇地上部分和地下部分
中的Zn2+积累浓度都随着水体中污染物浓度的增
大而增加；总体上，在同一污染物浓度处理下，水
葱、菖蒲和芦苇地上部分中的Zn2+积累浓度存在差
异，这可能与不同植物地上部分的生物量大小、叶
片表面积、叶片结构等存在差异有关；水葱、菖蒲和
芦苇地下部分的Zn2+积累浓度也存在差异，菖蒲中
的Zn2 +积累浓度显著高于水葱和芦苇，芦苇中的
Zn2+积累浓度最低，这与不同植物的根系结构、根系
数量、根表面积以及污染物的积累方式等有关。
Zn、Cu与植物的光合作用密切相关，也是植
物体内酶的重要组分。Zn元素是植物体内酶的组
成成分，与叶绿素和生长素合成有关。春季植物
生长旺盛，光合作用活跃，Zn需求量必然增大，导
致植物体内Zn含量较高 [30,31]，这与本实验研究结
果相符。研究表明，湿地植物的Zn积累能力与植
物体的生物量具有很高的相关性，植物体生物量
高的植物，其体内积累的Zn也多[11]。植物地上部
分生物富集系数越大，越有利于植物提取水体中
的Zn，因为地上部分生物量容易收获[32,33]。Zn虽
是植物的必需元素，但据研究报道，当植物体内的
Zn浓度达到 150～200 mg/kg时，会对植物的生长
和发育产生影响[34]。在本研究中，从3种植物目前
的生长情况来看，都长势良好，都未出现Zn2+中毒
的明显症状，但植物长期生活在含Zn2+的水中，是
否会对植物尤其是菖蒲产生Zn2+毒害效应，还有待
进一步研究。
4 结 论
芦苇、菖蒲和水葱对ZnCl2浓度为50 mg/L、100
mg/L、300 mg/L、800 mg/L、1 500 mg/L和 2 500
mg/L污染水体中的Zn2+的吸收、积累能力存在差
异，菖蒲体内的Zn2+积累浓度最高，其次为水葱、芦
苇；3种植物的地上部分和地下部分对水体中Zn2+
的吸收能力也存在差异，总体上，植物地下部分中
的Zn2+积累浓度明显高于地上部分。
在 ZnCl2浓度为 1 500 mg/L的水体中，水葱
体内的平均 Zn2 +积累浓度最高，为 31 050.84
mg/kg(地上部分为 10 206.67 mg/kg，地下部分
为 20 844.17 mg/kg)；菖蒲和芦苇体内的平均Zn2+
积累浓度则在ZnCl2浓度为2 500 mg/L时最高，分
别为54 130.67 mg/kg(地上部分为16 774.00 mg/kg，
地下部分为37 356.67 mg/kg)和25 423.34 mg/kg(地
上部分为 4 506.67 mg/kg，地下部分为 20 916.67
mg/kg)。
芦苇、菖蒲和水葱都可以作为修复重金属污
染水体的遴选物种。菖蒲作为低浓度、中浓度Zn2+
污染水体的修复植物优于水葱和芦苇。
参考文献
[1]邵学新,吴 明,蒋科毅.西溪湿地土壤重金属分布特征及其生
态风险评价[J].湿地科学, 2007, 5(3): 253~259.
[2]Virendra K M, Tripathi B D. Concurrent removal and accumula-
tion of heavy metals by the three aquatic macrophytes[J]. Biore-
source Technology, 2008, 99: 7 091-7 097.
[3]Baker A J M, McGrath S P. Decontamination of Polluted Soils Us-
ing Crops[M]. Boca Raton Florida: CRC Press LLC, 1994: 41-49.
4期 任 珺等：芦苇、菖蒲和水葱对水体中Zn2+的富集效应研究 325
[4]朱映川,刘 雯,周遗品,等.水体重金属污染现状及其治理方法
研究进展[J].广东农业科学, 2008, 8: 143~146.
[5]马 前,张小龙.国内外重金属废水处理新技术的研究进展[J].
环境工程学报, 2007, 1(7): 10~14.
[6]McGrath S P et al, Eijsachers H J P, Hamers T. Intergrates soil
and sediment research: A Basis for Proprer Protection[M]. Dordre-
cht: Kluwer Academic Publishers, 1993: 673-676.
[7]Blaylock M, Ensley B, Salt D, et al. Phytoremediation: A novel
strategy for the removal of toxic metals from the environment us-
ing plants[J]. Biotechnology, 1995, 13(7): 468-474.
[8]刘秀梅,聂俊华,王庆仁. 6种植物对 Pb的吸收与耐性研究[J].
植物生态学报, 2002, 26(5): 533~537.
[9]任 珺,陶 玲,杨 倩.芦苇、菖蒲和水葱对水体中Pb2+富集能力
的研究[J].湿地科学, 2009, 7(3): 255~260.
[10]吴志强,顾尚义,李海英,等.重金属污染土壤的植物修复及超积
累植物的研究进展[J].环境科学与管理, 2007, 32(3): 67~71, 75.
[11]王德科,李昙云,李国平,等.不同种类的湿地植物积累Zn能
力的差异及规律研究[J].常州工学院学报, 2007, 20(1): 39~42.
[12]李 华,程芳琴,王爱英,等.三种水生植物对Cd污染水体的修
复研究[J].山西大学学报(自然科学版), 2005, 28(3): 325~327.
[13]Deng H, Ye Z H, Wang M H. Lead and zinc accumulation and
tolerance in populations of six wetland plants[J]. Environmental
Pollution, 2006, 141: 69-80.
[14]Patrick R B, David J B. Phytoremediation of arsenic by two hy-
peraccumulators in a hydroponic environment[J]. Microchemical
Journal, 2007, 85: 297-300.
[15]Zayed A, Gowthaman S, Terry N. Phytoaccumulation of trace el-
ements by wetland plants: Ⅰ. Duckweed[J]. Journal of Environ-
mental Quality, 1998, 27(3): 715-721.
[16]Qian Jinhong, Zayed A, Zhu Yongliang, et al. Phytoaccumula-
tion of trace elements by wetland plants: Ⅲ.uptake and accumu-
lation of ten trace elements by twelve plant species[J]. Journal of
Environmental Quality, 1999, 28(5): 1 448-1 455.
[17]Mathias E, Michael W H E, Andreas S. Cyanide phytoremedia-
tion by water byacinths (Eichhornia crassipes)[J]. Chemosphere,
2007, 66: 816-823.
[18]Liu Jianguo, Dong Yuan, Xu Hai, et al. Accumulation of Cd, Pb
and Zn by 19 wetland plant species in constructed wetland [J].
Journal of Hazardous Materials, 2007, 147: 947-953.
[19]叶志鸿,陈桂珠,蓝崇钰,等.铅锌矿废水中重金属在宽叶香蒲
(Typha latifolia)的积累与分布[J].植物生态学与地植物学学
报, 1992, 16(1): 72~79.
[20]王宝山,赵可夫.小麦叶片中Na+、K+提取方法的比较[J].植物
生理学通讯, 1995, 31(1): 50~52.
[21]李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京:高等教育出
版社, 2000: 121~123.
[22]Zhao K F, Fan H, Song J, et al. Two Na+ and Cl- Hyperaccumula-
tors of the Chenopodiaceae[J]. Journal of Integrative Plant Biolo-
gy, 2005, 47(3): 311-318.
[23]LaShunda A, Maud M W. Arsenic uptake by common marsh
fern Thelypteris palusstris and its potential for phytoremediation
[J]. Science of the Total Environment, 2007, 379: 263-265.
[24]国家环境保护总局,水和废水监测分析方法编委会.水和废水
监测分析方法 [M]. 4版.北京:中国环境科学出版社, 2002.
[25]Brix H. Functions of macrophytes in constructed wetlands[J].
Water Science Technology, 1994, 29: 171-178.
[26]Cheng S, Grosse W, Karrenbrock F, et al. Efficiency of construct-
ed wetlands in contamination of water polluted by heavy metals
[J]. Ecological Engineering, 2002, 18: 317-325.
[27]David J M, Morann B M, McCabe P F, et al. Zinc tolerance, up-
take, accumulation and distribution in plants and protoplasts of
five European populations of the wetland grass Glyceria fluitans
[J]. Aquatic Botany, 2004, 80: 39-52.
[28]David J M, Morann B M, Otte M L. Screening the wetland plant
species Alisma plantago-aquatica, Carex rostrata and Phalaris
arundinacea for innate tolerance to zinc and comparison with Eri⁃
ophorum angustifolium and Festuca rubra Merlin[J]. Environmen-
tal Pollution, 2005, 134: 343-351.
[29]Liu Jianguo, Dong Yuan, Xu Hai, et al. Accumulation of Cd, Pb
and Zn by 19 wetland plant species in constructed wetland[J].
Journal of Hazardous Materials, 2007, 147: 947-953.
[30]阮肖龙,林东教,罗 健,等.香根草对水体中Cu和Zn的耐受
性研究[J].华中农业大学学报, 2004, 12: 282~286.
[31]王金达,刘景双,于君宝,等.沼生植物过渡金属元素含量季节
变化特征——以三江平原典型湿地植物为例[J]. 地理科学,
2003, 23(2): 213~217.
[32]Jeff W, Miki H, David B, et al. Laboratory study of heavy metal
phytoremediation by three wetland macrophytes[J]. International
Journal of Phytoremediation, 2006, 8: 245-259.
[33]Mattina M I, Lannucci-Berger W, Mussante C, et al. Concurrent
plant uptake of heavy metals and persistent organic pollutanta
from soil[J]. Environmental pollution, 2003, 124: 375-378.
[34]Kloke A, Sauerbeck D R, VeRer H. The contamination of plants
and soils with heavy metals and the transport of metals in terres-
trial food chains[M]//Nriagu J O. Changing metal cycles and hu-
man health. Berlin: Springer-Verlag, 1984: 113.
湿 地 科 学 9卷326
Accumulation Effect of Phragmites australis, Acorus calamus and
Scirpus tabernaemontani on Zn2+ in Water Body
REN Jun1,2, FU Zhao-Wen1,2, TAO Ling1,2, YANG Qian1,2
(1. School of Environmental & Municipal Engineering, Institute of Environmental Ecology, Lanzhou Jiaotong University,
Lanzhou 730070, Gansu, P.R.China; 2. Engineering Research Center for Cold and Arid Regions Water Resource
Comprehensive Utilization, Ministry of Education, Lanzhou 730070, Gansu, P.R.China)
Abstract: Zinc ion concentrations in different parts of three wetland plants Phragmites Australis, Acorus cala⁃
mus and Scirpus tabernaemontani were measured after hydroponically cultured with different concentrations
of treatment ZnCl2 solutions (0 mg/L, 50 mg/L, 100 mg/L, 300 mg/L, 800 mg/L, 1 500 mg/L and 2 500 mg/L).
The results showed that zinc ion concentrations in above-ground parts and under-ground parts of 3 kinds of
wetland plants were differently in same concentration of treatment solution, highest in Acorus calamus. To
the same plant with different concentration of ZnCl2 solutions, the highest zinc ion concentration
was in 1 500mg/L and 2 500mg/L treatment solutions. The results indicated that 3 kinds of wetland
plants can efficiently absorb zinc ion from the heavy metal water with different extents. As for Scirpus taber⁃
naemontani, the best removal efficiency appeared under 1 500 mg/L treatment solution, the highest removal ef-
fects were 31 050.84 mg/kg (10 206.67 mg/kg in above-ground parts and 20 844.17 mg/kg in under-ground
parts). For Acorus calamus and Phragmites australis, the highest accumulation concentrations of zinc ion
were 54 130.67 mg/kg (16 774.00 mg/kg in above-ground parts and 37 356.67 mg/kg in under-ground parts)
and 25 423.34 mg/kg (4 506.67 mg/kg in above-ground parts and 20 916.67 mg/kg in under-ground parts) un-
der 2 500 mg/L ZnCl2 solutions respectively. The 3 kinds of wetland plants, especially Acorus calamus,
could be suggested to be applied as phytoremediation species in heavy metal contaminated water body.
Keywords: wetland plant; water body; heavy metal; Zn2+; accumulation
4期 任 珺等：芦苇、菖蒲和水葱对水体中Zn2+的富集效应研究 327