全 文 ：2013 年第 4 期 /第 34 卷 黄 金GOLD 安全与环保 71
银叶真藓表土原生动物群落与重金属污染关系
———以贵州省某金矿区为例
收稿日期:2013 － 01 － 23
基金项目:贵州科技厅社发科技攻关项目(黔科合 SY(2010)3020 号) ;贵州省教育厅自然科学基金项目(黔教科(2010)020 号) ;贵州省科技厅自
然基金项目(黔教合 J字(2009)2033 号)
作者简介:刘雪兰(1985—) ，女，山东潍坊人，硕士，研究方向:植物生态学;贵阳市云岩区宝山北路 116 号，贵州师范大学生命科学学院，550001
* 通信作者，张朝晖，E-mail:academiclife@ 126． com，13984891571
刘雪兰，王智慧，张朝晖*
(贵州师范大学生命科学学院)
摘要:应用综合污染指数和 Pearson相关性分析等，对贵州省晴隆县某金矿的原生矿、废渣、废
石和非矿区 4 类生境都存在的银叶真藓及其表土原生动物群落与重金属污染的关系进行了研究。
其结果表明: 贵州省晴隆县某金矿的原生矿、废渣、废石和非矿区 4 类样地的银叶真藓及其表土原
生动物群落中种类数为 21 种，隶属 15 属 13 科;大多数种类丰度较低，群落组成有较大差异。Pear-
son相关性分析表明:在金矿区的主要重金属污染中，Hg是影响原生动物群落的物种丰富度和丰度
的主导因子。
关键词:原生动物群落; Pearson相关性分析; 重金属污染; 金矿
中图分类号:X 751 文章编号:1001 － 1277(2013)04 － 0071 － 03
文献标志码:A doi:10． 11792 /hj20130418
0 引 言
长期大规模无序开采和选冶生产，会造成金矿区
周围土壤的重金属污染。由于重金属污染可产生积
累的、不可逆的、长期性的严重后果，在自然生态系统
中可在生物体内积累和转化，因此土壤重金属污染与
危害是当前人类所面临的重要环境问题之一。
矿区周围土壤的重金属污染，使得大中型植被极
其稀少，形态微小的苔藓植物就成了矿区内的优势植
物。而在以苔藓植物为主的微生境中，苔藓表土原生
动物群落的生物作用表现突出。苔藓表土原生动物
群落是生活在干旱环境中，以苔藓表土为主的微生境
中的原生动物［1 － 2］。原生动物群落对环境的变化较
其他动物而言敏感性更高，并且在土壤微生态系统中
担当了重要的生态功能角色，如土壤营养物质循环、
动植物健康维持、土壤肥力和环境污染的指示作用
等［3 － 8］。
在矿产资源的开采和选冶生产过程中，产生大量
的重金属污染，对生物参与土壤的生物过程及其生物
群落结构有着明显的毒害作用［9 － 12］。目前，对重金
属污染的研究主要集中在大型植物和动物，而忽略了
对微环境变化更为敏感的微型生物，如原生动物群
落。本文应用 SPSS相关性分析等，研究了贵州省晴
隆县某金矿区 4 类不同样地中的银叶真藓(Bryum
argenteum Hedw．)及其表土原生动物群落结构特征，
以及与 6 种污染重金属的关系，旨在通过苔藓表土原
生动物群落对环境变化的重要指示作用，反映土壤生
物学效应，为土壤环境质量的原生动物群落评价体系
和矿区生态系统的修复提供科学资料。
1 研究地区和研究方法
1． 1 研究区域概况
某金矿区位于贵州省晴隆县，是一座红土型金
矿;其特点是石灰岩基岩与金矿红土混生，是岩溶
地区新发现的一种金矿类型，且生态很脆弱。长期
大规模无序开采和选冶生产，造成矿区周围土壤严
重污染和贫瘠干燥，植被极其稀少。矿区内的优势
植物为藓类植物，有少许禾本科植物、一定数量的
蕨类植物。
1． 2 样品采集与处理
1． 2． 1 野外样品采集
样品来自贵州省晴隆县某红土型金矿。笔者于
2011 年 6 月对该矿区做了详细调查，在该金矿的原
生矿区、废石区、废渣区、非矿区 4 种样地采集银叶真
藓及其基质样品，并分别装入封闭式聚丙乙烯塑料
袋，带回实验室备用。
1． 2． 2 实验室样品测定
1． 2． 2． 1 原生动物群落的鉴定和计数
72 安全与环保 黄 金
在实验室内，将样品放在白瓷盘上(敞开并覆盖
纱布) ，自然风干;然后，取每个样地调查样品的苔藓
1 g及其表土 1． 5 g，分别放入灭菌的密封培养皿中，
注入蒸馏水使苔藓植物及其土壤充分湿润但不淹没，
在室温下进行培养。培养后第 4，7，11，20，28 d，利用
相差显微镜、倒置显微镜等进行镜检［6，13 － 14］，鉴定原
生动物群落种类;定量方法采用直接计数法。
1． 2． 2． 2 金属元素的测定
实验测定了植物样品及土壤基质中 Cd、Cu、Pb、
Zn、Hg 和 As 的含量。测定 Cd、Cu、Pb、Zn 的植物样
品处理方法，测定 Hg 和 As 的苔藓植物样品处理方
法，以及测定 Cd、Cu、Pb、Zn、Hg 和 As 的基质样品处
理方法，参考文献［15］。
Cd、Cu、Pb和 Zn采用 A Analyst 800 原子吸收光
谱仪(美国 Perkin Elmer 公司生产)测定，Zn 采用火
焰法测定，Cu、Cd和 Pb采用石墨炉法测定;Hg 和 As
采用 AF －640 原子荧光光谱仪(北京瑞利分析仪器
公司生产)测定，Hg 采用冷原子吸收法测定，As采用
火焰法测定。
1． 3 数据处理
1． 3． 1 尼梅罗综合污染指数
综合污染评价采用尼梅罗(Nemerow)指数:
P =
(Ci /Si)
2
avr +(Ci /Si)max
槡 2 (1)
式中:P为土壤综合污染指数;Ci 为第 i 种污染物的实
测值(mg /kg);Si 为第 i种污染物的背景值(mg /kg)。
其中，Si 背 景 值 参 考 土 壤 环 境 质 量 标 准
(GB 15618—1995)二级旱地标准中各元素含量上限确
定［16］，(Ci /Si)avr为土壤各单因子污染指数的平均值，
(Ci /Si)max为各单因子环境质量指数中的最大值。
1． 3． 2 相关性分析
采用 SPSS 17． 0 软件对 4 类样地的原生动物群
落和环境因子数据进行相关性分析。它是一种直接
梯度分析方法，是基于统计学的角度评价一个或一组
变量与另一组多变量数据之间的关系。分析时将原
生动物群落中的物种数和丰度分别作为响应变量组，
解释变量为土壤中含有的 Cd 、Cu、Pb、Zn、Hg和 As 6
个变量。
2 结果与分析
2． 1 原生动物群落物种组成
初步鉴定分析，原生矿、废渣、废石和非矿区 4 类
样地的银叶真藓及其表土土壤中原生动物群落种类
数共为 21 种，隶属 15 属 13 科(见表 1)。其中，优势
种群为阿氏波豆虫、小眼屋滴虫、变形屋滴虫和方形
屋滴虫等。
表 1 某金矿区原生动物群落种类名录
种 名 学名缩略词
活泼拟小胸虫 Pseudomicrothorax agilis Pse． agi
膨胀肾形虫 Colpoda inflata Col． inf
阿氏波豆虫 Bodo alexeieffii Bod． ale
巢居法帽虫 Phryganella nidulus Phr． nid
尾拟瘦尾虫 Paruroleptus caudatus Par． cau
光亮平头隆口虫 Rhagadostoma completum candens Rha． com
似织毛虫 Histriculus similis His． sim
苔藓膜袋虫 Cyclidium muscicola Cyc． mus
弯棘尾虫 Stylonychia curvata Sty． cur
小眼屋滴虫 Oikomonas ocellata Oik． oce
肾形豆形虫 Colpidium colpoda Col． col
变形屋滴虫 Oikomonas mutabilis Oik． mut
易变小鞭虫 Mastigella commutans Mas． com
善变膜袋虫 Cyclidium versatile Cyc． ver
鼻斜毛虫 Plagiopyla nasuta Pla． nas
大弹跳虫 Halteria grandinella Hal． gra
梨形四膜虫 Tetrahymena priformis Tet． pri
方形屋滴虫 Oikomonas quadrata Oik． qua
肾状肾形虫 Colpoda reniformis Col． ren
单一膜袋虫 Cyclidium singulare Cyc． sin
侧屋滴虫 Oikomonas obliqua Oik． obl
2． 2 重金属含量对原生动物种类丰富度和丰度影响
该金矿中重金属污染主要为 Cd、Cu、Pb、Zn、Hg
和 As等。对该金矿原生矿区、废石区、废渣区及非矿
区 4 类样地中的银叶真藓及其土壤中 Cd、Cu、Pb、Zn、
Hg和 As的含量进行测定，结果见表 2。
表 2 不同样地中的银叶真藓植物体及其土壤中
不同重金属含量的平均值 mg /kg
样地 Zn Cu Pb Cd Hg As
原生矿区 239． 5 62． 98 68． 39 1． 569 23． 509 339． 841
废石区 193． 7 63． 02 21． 03 0． 477 28． 879 865． 921
废渣区 250． 6 71． 92 21． 91 1． 218 25． 588 968． 753
非矿区 277． 4 74． 51 51． 57 1． 237 11． 654 34． 659
GB 15618—1995 ≤500 ≤400 ≤500 ≤1． 0 ≤1． 5 ≤40
从表 2 可以看出，矿区主要重金属污染为 Hg 和
As。以每类样地土壤中不同重金属含量的平均值计
算 4 类样地的尼梅罗综合污染指数，结果见表 3。从
表 3 可以看出，废渣区的污染最严重，而非矿区的污
染较轻，非矿区受到污染的原因是因为样品采集点为
一条县级公路边，过往车辆的汽车尾气通过干湿沉降
造成的污染。
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表 3 4 类样地的尼梅罗综合污染指数
样地 尼梅罗综合污染指数
原生矿区 17． 288 4
废石区 25． 673 5
废渣区 28． 521 1
非矿区 8． 456 1
2． 3 原生动物群落与环境因子的排序
2． 3． 1 环境因子对原生动物物种数的影响
利用 SPSS 17． 0 软件对 4 类样地中原生动物群
落的物种丰富度与金矿区主要的 6 种污染重金属进
行相关性分析(见表 4)。从表 4 可以看出，在金矿区
的 6 种污染重金属中，Hg 与原生动物群落丰富度的
相关性最大，Pearson相关系数为 － 0． 958，在 0． 05 水
平上显著相关。
表 4 重金属与物种的相关性
物种数 Zn Cu Cd Pb Hg As
Zn － 0． 720 1
Cu 0． 094 － 0． 748 1
Cd 0． 484 0． 258 － 0． 809 1
Pb － 0． 930 0． 765 － 0． 281 － 0． 336 1
Hg － 0． 958* 0． 509 0． 186 － 0． 690 0． 815 1
As － 0． 832 0． 341 0． 357 － 0． 721 0． 581 0． 943 1
* 在 0． 05 水平(双侧)上显著相关。
2． 3． 2 环境因子对原生动物数量的影响
以每类样地中物种的丰度计算每类样地的 Shan-
non － Weiner 多样性指数，利用 SPSS 17． 0 软件对 4
类样地中原生动物群落的多样性指数与金矿区主要
的 6 种污染重金属进行相关性分析(见表 5)。从表 5
中可以看出，在金矿区的 6 种污染重金属中，Hg 与原
生动物群落多样性指数的相关性最大，Pearson 相关
系数为 － 0． 996，在 0． 01 水平上显著相关。
表 5 重金属与 Shannon － Weiner多样性的关系
多样性指数 Zn Cu Pb As Hg Cd
Zn 0． 827 1
Cu 0． 642 0． 826 1
Pb 0． 587 0． 453 － 0． 105 1
As － 0． 914 － 0． 635 － 0． 281 － 0． 827 1
Hg － 0． 996* － 0． 851 － 0． 707 － 0． 522 0． 874 1
Cd 0． 465 0． 724 0． 252 0． 761 － 0． 519 － 0． 444 1
* 在 0． 01 水平(双侧)上显著相关。
3 结 语
金矿区周围原生动物的物种丰富度和丰度都较
低，其中优势种群为原生动物中个体较为微小的波豆
虫和屋滴虫等属种，这与金矿区的土壤环境有直接关
系。矿区生态系统在矿产资源的开采和选冶生产过
程中，受到了极大的破坏。
红土型金矿开采后留下大量的废石，造成了严重
的石漠化。废石区的尼梅罗综合污染指数仅低于废
渣区。
废渣区的原生动物的丰富度和丰度都最低，由此
也可以看出，废渣区的污染最为严重。这是因为在选
冶生产过程中掺加了大量有害物质，而这些有害物质
大量残留在选冶后的废渣(土壤)中。
在金矿区土壤的污染重金属中，Hg 对原生动物
群落的丰富度和丰度的影响最大，Hg 与原生动物群
落的丰富度和丰度都成负相关，分别在 0． 01 和 0． 05
水平上显著相关。这可为以后研究金矿区生态系统
的恢复等提供科学数据。
［参 考 文 献］
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74 分 析 测 试 黄 金GOLD 2013 年第 4 期 /第 34 卷
ICP － MS测定地质样品中 24 种痕量元素干扰校正研究
陈 雪1，2，刘 烊2，罗学辉2，杨玉霞2
(1．中国地质大学(北京) ;2．中国人民武装警察部队黄金地质研究所)
摘要:研究并优化了 ICP － MS 同时测定地质样品中 Ag、Ba、Be、Bi、Cd、Ce、Co、Cs、Cu、Cr、Li、
Mo、Mn、Ni、Pb、Sb、Sc、Sr、Th、Tl、U、V、W、Zn 24 种痕量元素的方法。通过选择适合的同位素，排除
了同质异位素的干扰;通过降低 CeO + /Ce +的比率，计算干扰校正方程，对难熔氧化物的干扰进行
了校正; 在线加入内标 Rh，有效地抑制了基体效应。将该优化的方法经过国家一级地球化学标准
物质验证( GSS － 1、GSS － 4、GSR － 1、GSD － 9、GSD － 10 ) ，精密度好，准确度高，检出限大都低于
0． 1 ng /mL。大量实际样品的分析结果表明，该方法对于化探样品测试技术的提高有一定的实用性。
关键词:ICP － MS;干扰校正;质谱干扰;基体效应
中图分类号:O 657． 3 文章编号:1001 － 1277(2013)04 － 0074 － 04
文献标志码:A doi:10． 11792 /hj20130419
目前，ICP － MS是国内外较先进的无机痕量多元
素分析仪器之一。与其他仪器相比，该仪器具有如下
优点:①检出限低;②谱线简单，谱线干扰少;③能同
时测定多种元素;④线性范围宽;⑤同位素和同位素
比值测定等［1］。然而，ICP － MS 分析中遇到的质谱
干扰和非质谱干扰，影响了一些元素测定的精密度和
准确度［2］。为提高 ICP － MS 测定地质样品中痕量元
素的准确度和精密度，笔者在建立的分析方法［3］基
础上不断摸索并反复实验，对其同时测定 Ag、Ba、Be、
Bi、Cd、Ce、Co、Cs、Cu、Cr、Li、Mo、Mn、Ni、Pb、Sb、Sc、
Sr、Th、Tl、U、V、W、Zn 24 种痕量元素进行了干扰校
正机理的探讨及方法的优化研究。该方法应用于实
际化探样品分析 8 000 余件，大大提高了工作效率和
测试质量，取得了较好的测定结果。
1 实验部分
1． 1 主要试剂
优级纯 HCl，天津市振兴化工试剂厂。
优级纯 HNO3，天津市耀华化学试剂有限责任公
司。
优级纯 HClO4，天津市东方化工厂。
优级纯 HF，北京化工厂。
高纯水，电阻率≥18 MΩ / cm。
1． 2 仪器工作参数
X SeriesII 型电感耦合等离子体质谱仪，美国热
电公司。仪器工作参数见表 1。
收稿日期:2012 － 12 － 04
作者简介:陈 雪(1985—) ，女，河北廊坊人，硕士研究生，工程师，主要从事地质样品中痕量元素分析方法的研究工作;河北省廊坊市广阳区丰盛
路 159 号，中国人民武装警察部队黄金地质研究所选测室，
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
065000
Protozoa communities on topsoil of bryum argenteum and their relationship
with heavy metal pollution
with a gold mine in Guizhou province as example
Liu Xuelan，Wang Zhihui，Zhang Zhaohui
(School of Life Sciences，Guizhou Normal University)
Abstract:Protozoa communities on topsoil of bryum argenteum and their relationship with heavy metal pollution
existing in primary ores，residues，barren rocks and non-mining areas of a gold mine in southwestern Guizhou are stud-
ied according to comprehensive pollution index and Pearson correlation analysis． The results showed that there are 21
species in total，belonging to 15 genera in 13 families;The species abundance is low，and community compositions are
distinctive． The Pearson correlation analysis showed that Hg is the dominant factor to the species composition and spe-
cies richness
Keywords:protozoan community;Pearson correlation analysis;heavy metal pollution;gold mine
(编辑:赵玉娥)