全 文 ：第 卷第 期
年 月
广 州 化 工
而
娱蚁草和羽衣甘蓝对锭的富集特征
郭世佳 ,` 马健豪 , , 吴启航 , ,, , 姚 泊 , ,
广州大学环境科学与工程学院 , 广东 广州
王伟彤 , ,
珠江三角洲水质安全与保护省部共建教育部重点实验室 , 广东 广州 《洲
摘 要 铭 是剧毒的金属元素 , 易通过食物链的富集和放大危害人类健康。研究表明广东省云浮含佗硫铁矿尾矿周
边土壤中蛇明显高于研究区土壤铂的背景值 。植物修复是控制和修复重金属污染的最佳方法之一 。本文采用温室水培实验 , 研究
了蛇不同浓度处理下 , 本土植物娱蛤草 。 谊洲 和羽衣甘蓝 。 的生长状况以及蛇的吸收特征。结果表
明 , 娱蛤草和羽衣甘蓝对铂有富集和耐受能力 , 是良好的植物修复材料 。
关键词 植物修复 佗 娱蛤草 羽衣甘蓝
中图分类号 文献标识码 文章编号 一 肠一 一
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佗 是剧毒的金属元素之一 , 常伴生于硫化物 如
一 一 一 一 矿物中 〔一〕。在矿物开采利用过程中 ,
锭很容易从硫化物中淋滤出来进人表生环境 地表水一地下水
一土壤一植物 , 通过食物链的富集和放大最终危害人类健康〔一, 。同时 , 相对于其他有毒元素重金属 如 、 、 、
等 , 花对哺乳动物的毒性更强川 , 也更易被植物体吸收和
富集。研究表明花在植物体的富集系数比其它重金属元素高出
一 个数量级 。
植物修复 是一种利用自然生长植物或
遗传培育植物修复重金属土壤污染技术的总称 〔〕。该方法以其
成本低 、无二次污染 、 环境友好等优点已成为研究和开发的热
点 , 在污染治理中有着广泛的应用前景 〔一 〕。通常用于重金属
植物修复材料有重金属超富集植物 吕一`“〕和中等富集耐受植
物〔”一” 〕。此外 , 考虑到气候差异性以及生物人侵等的问题 ,
在植物修复中往往优先考虑本土植物。 目前世界报道的铂超累
积植物有披针叶屈曲花 “ 她 〔川以及双刺咏光叶
桑 叫 。 一”块 蛇中等富集耐受植物拉拉藤 、
卷心菜 、 葡萄 、 春油菜 、 甘蓝等。陈代演等〔 〕对对锭污染土壤
上生长 种植物 件样品分析发现铭在植物娱蛤草中富集 ,
生物量大并且在我国有着广泛的分布 。
广东铭伴生的矿硫铁矿等矿藏丰富 , 如云浮硫铁矿 世界
上的第二大硫铁矿 韶关的含铭金属矿 。在含硫化物矿资源
利用中 , 由于没有考虑铭回收和污染控制 , 铭随生产过程释放
人环境 , 进人土壤 、 大气 、水体中的污染物 , 在环境中迁移扩
散 , 在生物链中富集 , 长期积累将成为未来环境的 “化学定时
炸弹 ” , 对临近的西江水体产生二次污染 , 威胁到珠江 。
年 月发生 “北江铭污染 ” 事件 , 对周围土壤和水环境产生
危害 , 对下游清远 、广州等地区生态环境 、居民用水产生危
害 。
近十年来 , 陈永亨研究团队系统地研究了云浮含佗硫铁矿
`基金项目 广州市属高校科研项 目 珠江三角洲水质安全与保护教育部重点实验室开放课题 广东省大学生创新实验项
目 。
作者简介 郭世佳 一 , 男 , 主要研究方向为重金属污染。
通讯作者 吴启航 一 , 男 , 博士 , 从事环境污染分析及修复研究 。
第 卷第 期 郭世佳等 娱蛤草和羽衣甘蓝对花的富集特征
的。﹄补,勺`心喃勿勺价日﹁因各类矿石 、 矿渣 、 废水及堆渣场周围土壤中铭的含量和分布特
征。云浮硫铁矿的蛇含量范围 一 卜岁 , 尾矿中铂含量约
卜岁 , 尾矿周边土壤中蛇含量高达 巧 林岁 , 明显高于研
究区土壤铂的背景值 林岁 。因此采用羽衣甘蓝以及云浮
本土植物一娱蛤草就成为我们控制云浮及其他硫铁矿尾矿和周
边土壤蛇污染扩散的最佳修复方法之一 。本文通过研究水培法
研究不同铂处理浓度条件下 , 本土植物娱蛤草 谊 和
羽衣甘蓝 的生长状况以及铭富集特征 , 为矿山
及其周边土壤的蛇的植物稳定和修复提供重要的理论指导。
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材料与方法
羽衣甘蓝和娱蚁草的水培实验
本文研究的植物材料娱蚁草幼苗采自广州大学校园内 , 植
物经分析不含有钝 羽衣甘蓝种子购自国家蔬菜工程技术研究
中心 , 发芽 、生长 天后用于实验 。营养液采用改进的霍格
兰德营养液 , 主要成分如下 卜 以刃 · ,
, 爵 · , , ,
, , , · , · ,
· , 巧 , 加 `,
一 。将生长健康 、 大小一致的娱蛤草和羽衣甘蓝幼苗移人水培盒中 , 分别进行 个花处理 。铭以 的溶液形式加
人 , 浓度分别设置为 , , , , , 卜 。营养
液每盆用量 , 用 的 或 调节 为 ,
连续 曝气 。每个处理设 个重复 , 每个重复 株植物 , 每
天换一次营养液。温室生长条件为 温室生长条件为 昼 夜
温度为 ℃、 光照强度 卜 澎 · 、 相对湿度
。
处理三周后后收获 。植物根用去离子水仔细冲洗干净 , 吸
水纸擦去水分 将样品分为地上部与根部 , 放人烘箱 ℃烘
至恒重 , 称量各部分干重 。
重金属含一测定
采集的植物先用自来水充分洗净 , 除去植物上的污泥 , 然
后用蒸馏水冲洗数次 , 然后各植物分为根 、 茎 、 叶自然风干至
表面没有水滴后拿到烘箱 , ℃杀青 后 ℃烘干至恒
重 。称取根茎叶约 经 。一 消解后 , 采用
质谱仪测定。铂标准由广州分析测试中心提供 所有试剂
均为优级纯 , 水为超纯水 。仪器测定时在样品溶液和标准溶液
中加入等量的 内标进行基质效应的校正。 以上所有数据应
用 进行统计分析 。
结果与讨论
羽衣甘蓝生长以及对锐的富集
羽衣甘蓝经不同浓度铭水培处理三周后 , 其生物量和重金
属含量分别见图 和图 。研究表明随着铭处理的升高 , 羽衣
甘蓝的生物量呈现不断下降的趋势 在 卜而 花处理下 , 甘
蓝于一周后逐渐枯萎直至死亡 , 表明了轮对植物的强烈的毒
性 。而在佗浓度小于 卜 对甘蓝的生物量没有显著影响。羽
衣甘蓝根 、 茎 、 叶中铂随溶液中锭处理浓度的升高而升高 , 其
含量表现为根 茎 叶 。在 卜 钝处理下根 、 茎 、 叶佗含量
达到最大值 , , · 一 。
乍
图 不同舵处理对羽衣甘蓝干重的影响
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图 不同舵处理下羽衣甘蓝对铭的吸收
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娱蚁草的生长以及对锐的富集
随钝处理浓度增加 , 娱松草生物量和重金属含量分别见图
和图 。研究表明随着铂处理的升高 , 娱蛤草的生物量呈现
不断下降的趋势 , 处理 , , 和 卜 之间没有显著性差
异 , 说明娱蛤草对铭有较强的耐受能力。
娱蚁草根 、柄和叶中铂含量先升高后降低 , 其中在 卜
的处理下 , 根 、柄和叶中铭含量最大 , 分别为 酬 、
留掩 、 创 。当锭处理浓度增加到 卜 , 娱蛤
草根 、 柄和叶中馆含量下降 , 分别为 娜吨 、 『 、
岁 。娱蛤草对佗有富集和耐受能力 , 是一种比较好的
修复植物 。
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图 不同铭处理对娱蛤草干重的影响
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132 广 州 化 工 年 月
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图 不同铭处理下娱蛤草对佗的吸收
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结 语
铭是化学性质活泼的剧毒重金属元素 , 在硫铁矿的开采过
程中极易通过淋溶进人表生环境 , 最终危害人类健康。植物修
复由于其成本低 、 原位修复 、 环境友好等优点 , 在重金属污染
治理中有着广泛的应用前景 。本文通过水培法研究广东省本土
植物羽衣甘蓝和娱蛤草对重金属铂的富集特征 , 结果表明两种
植物均对铭有着很强的富集和耐受能力 。羽衣甘蓝和娱蛤草可
以作为控制修复云浮及其他硫铁矿尾矿和周边土壤铭污染的最
佳材料之一 。
〕
参考文献
,
即 一 脚 〕
, , 一
, , 一 二
一 一 一 司
, 仃
, , , 侧 , 一
吴颖娟 , 陈永亨 环境介质中佗的分布和运移综述 【 地质地球
化学 , , 一
, , , 币
仁」
, , 一
, 化 山
〕 , ,
一
【」 , , , 翻
群 俪
, ,
, , ,
群 , ,
〔 〕 , , ,
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己 留 , ,
一
【一 , , , 而
,
加 , 罗 , ,
一
」 , , , 而
, 即 尧 价
, , 一 一
【 陈代演 ,任大银 ,等 地质植物法在黔西南滥木厂锭 汞 矿床的初
步应用 「 贵州工业大学学报 自然科学版 , 。 ,
〔 张宝贵 , 张乾 粤西大降坪超大型黄铁矿矿床微量元素特征及其
成因意义 地质与勘探 , , 一 一
,飞︶︸尸`
上接第 页
〕
〕
倪志刚 强有机碱试剂 和 在有机合成中的应用「 中国
医药工业杂志 , ,
而 , , 一
尸 , 晚 花 , 侧 ,
一
刘兴泉 ,贾朝霞 ,吴玉塘 催化剂的制备及其在甲醇漾化反应
中的应用 」合成化学 , , 一
林军 ,程晓红 ,刘复初 的合成及其在经基酸和伯醇消除反应
中的应用 〕 合成化学 , , 一
「〕 韩恩山 ,来蕊 ,高长虹 有机合成中相转移催化剂的研究进展 〔
河北工业大学学报 , , 一
【」 张跃文 ,董金龙 三乙基节基氯化胺催化合成乙酸节醋工艺研究
【 太原师范学院学报 , , 一
」 , , , ,
侧 , 一
仁 〕 即 , ,
, 一
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