全 文 ：第 7期
重金属污染常常造成生态破坏和环境质量恶化，
并通过食物链给人类健康带来巨大的危害。三峡工程
竣工后，水库采用”冬蓄夏泄”，年水位调度将在库区
形成一个最高水位 175 m、最低水位 145 m，垂直落差
达 30 m的消落带[1]，全区幅员面积 5.67×104 km2[2]，水
库蓄水后，水面加宽，水量加大，污染物滞留时间加
长，水体环境的改变必将同时影响消落带土壤环境[3]。
库区日益频繁的采矿、冶炼、加工、废弃物处置以及农
药化肥的大量施用等人类活动大大加快了重金属在
土壤、水、大气、生物系统中的自然循环。镉是环境中
毒性、迁移性最强的重金属元素之一，在一定浓度范
围内，Cd对植物显示出比其它重金属更大的植物毒
性，Cd对植物的毒害作用有抑制根系生长，降低光合
作用和叶绿素含量，干扰碳代谢、植株水分状况和养
《环境科学与技术》编辑部：（网址）http://fjks.chinajournal.net.cn（电话）027-87643502（电子信箱）hjkxyjs@vip.126.com
收稿日期：2014-08-10；修回 2014-12-10
基金项目：重庆三峡学院重点项目（11ZD-13）；重庆市教委科技项目资助（KJ131102）
作者简介：陈明君（1965-），男，副教授，学士，主要方向研究为有机化学、环境化学，（电子信箱）cmj1030@163.com。
Environmental Science & Technology
第 38卷 第 7期
2015年 7月
Vol. 38 No.7
Jul. 2015
陈明君，傅杨武，周群英，等.Cd、Zn在水体-土壤-双穗雀稗间的迁移模拟研究[J].环境科学与技术，2015，38（7）：65-70.ChenMingjun，FuYangwu，
Zhou Qunying，et al. Simulation of Cd2+and Zn2+migration among water，soil andPasp lum distichum[J].EnvironmentalScience&Technology，2015，38
（7）：65-70.
Cd、Zn在水体-土壤-双穗雀稗间的迁移模拟研究
陈明君， 傅杨武， 周群英， 潘杰
（重庆三峡学院化学与环境工程学院，重庆 404000）
摘 要：以模拟江水-双穗雀稗-土壤构成的有机体系为研究对象，通过动态模拟实验，研究了外源重金属 Cd2+、Zn2+单一及复合处理
时对双穗雀稗生长及外源重金属在水体、土壤和双穗雀稗中的迁移富集情况。结果表明：较低浓度的水体 Cd 、Zn对双穗雀稗生长几乎没
影响，高浓度时对其生长有抑制作用。双穗雀稗主要通过根、茎富集重金属离子，随着处理浓度的增加迁移富集量逐渐增大，迁移富集量
地下部＞＞地上部，Cd 、Zn在双穗雀稗中的迁移表现出协同效应，而在土壤中 Cd对 Zn的迁移富集存在拮抗作用，Zn对 Cd的迁移富集存
在协同作用。双穗雀稗可明显降低水体中外源重金属 Cd、Zn的含量，是三峡库区消落带植被重建、修复重金属（Cd 、Zn）污染的优良物种
之一。
关键词：Cd； Zn； 双穗雀稗； 迁移研究
中图分类号：X506 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1003-6504.2015.07.013 文章编号：1003-6504(2015)07-0065-06
Simulation of Cd2+and Zn2+ Migration among Water，Soil and
Paspalum Distichum
CHEN Mingjun， FU Yangwu， ZHOU Qunying， PAN Jie
（College of Chemical and Environmental Engineering，Chongqing Three Gorges University，Chongqing 404000，China）
Abstract：A dynamic simulation experiment was conducted with organic systems involving river-water of the Yangtze，
Paspalum distichum and soil to study the effects of heavy metal Cd2+，Zn2+ enrichment and migration. The results of the
experiment showed that lower water levels of Cd2+，Zn2+ had almost no effect on the growth of Paspalum distichum，but the
high concentration can be inhibit its growth. Paspalum distichum enriched heavy metal ions mainly through roots and stems，
and with the increases of ions concentration，migration and enrichment quantities increased as well；migration of Cd2+，Zn2+
in Paspalum distichum exhibited synergistic effects，while as to the migration in the soil，Cd2+ ion had some antagonism
towards Zn2+ ions accumulation，but in contrary，presence of Zn2+ ion exhibited some synergistic effects on concentration of
Cd2+ ions. Paspalum distichum was of the ability to decrease exogenous heavy metal content in water bodies such as Cd2+ and
Zn2+，so it could be used as one of fine species in remediation of heavy metal pollution in the drawdown areas in the Three
Gorges Reservoir.
Key words：Cd2+；Zn2+；Paspalum distichum；migration research
第 38卷
分吸收[4]。锌是植物生长必需元素，在理论上，Cd与
Zn为同族副族元素，且有相似的化学性质，易竞争植
物体内相同的吸附位点[5]，土壤-水体中重金属的污染
多为伴生性或综合性的复合污染。经过长期研究发
现，双穗雀稗能够忍耐长期深淹胁迫，是三峡库区消
落带植被恢复与重建的优良物种之一[6]。近几年，利用
植物治理重金属污染即植物修复方法已引起人们广
泛重视。通过设计动态模拟装置，对模拟江水中 Cd2+、
Zn2+浓度改变及处理时间改变时重金属在土壤-双穗
雀稗-水体中迁移、累积规律的研究，为在三峡库区
进行消落带植被重建的同时，尽可能减小和控制重
金属对长江水体及消落带土壤污染的风险提供科学
依据。
1 材料和方法
1.1 供试材料
双穗雀稗采自三峡库区万州段牌楼非消落带，选
取植株高度，生物量大致相同的双穗雀稗幼苗，采回
后，先用自来水而后用去离子水轻轻冲洗双穗雀稗根、
茎部数次，至去离子水中检测不出 Zn、Cd为止，备用。
外源重金属为 Cd（NO3）2（分析纯）、Zn（NO3）2·
6H2O（分析纯）。
栽培基质为库区消落带土壤，采自三峡库区万州
段苎溪河流域消落带。采样点数为 l8个，每个采样点
采集深度为 0～10 cm的表层土壤。除去作物根系、石
砾，风干研细，过 20目筛，装入保鲜袋中贴上标签备
用。土样 pH 8.2，土样有机质含量为 9.1 g/kg，Cd的全
量为 30.53 mg/kg，Zn的全量为 700.75 mg/kg。在 10
个 250 mL的烧杯中每个装入 0.55 kg经过预处的土
壤，用 80.00 mL去离子水使土壤润湿，再在每个烧杯
中植入 2株已按上述处理备用的双穗雀稗，培养 7 d
后全部已成活。
1.2 模拟江水
多年监测表明，长江水呈弱碱性。模拟江水按文
献[3]所述方法配制，一次配制 65 L置于 PVC桶中，
离子浓度 0.004 mol/L，pH值为 8.0，氧化还原电位为
74 mV，电导率 0.22 mS/cm。根据 Cd2+、Zn2+离子胁迫
时毒性大小，单一及复合胁迫时浓度梯度设计见表 1。
单一胁迫实验以 70 L模拟江水体积为基准，按
水体中 Cd2+、Zn2+浓度（mg/L）计算出所需外源重金属
化合物 Cd（NO3）2和 Zn（NO3）2·6H2O的质量，准确称
取，用少量去离子水溶解后加入配好的 65 L模拟江
水中，然后定容至 70 L，摇匀静置后倒入模拟装置中
进行实验。
复合处理浓度是选择双穗雀稗单一胁迫时能
正常生长的中等浓度之间和高浓度与低浓度之间进行
设计，Zn-Cd含量分别为 10-10 mg/L、30-6 mg/L、80-
2 mg/L 3组。
1.3 模拟装置及方法
设计的动态模拟装置如图 1所示，按图 1安装好
装置。然后将配制好的 70 L模拟江水-外源重金属溶
液加入模拟水槽中，选择 6个培植成活生物量相当的
双穗雀稗的烧杯放入模拟水槽中，江水将烧杯完全淹
没，打开阀门，调节蠕动泵控制流量 2.48 L/min，使进
出水速度一致，在实验开始后的第 18天取出烧杯，双
穗雀稗用去离子水洗净其地下部和地上部，备测。同
时取 1.00 mL模拟江水和 10 g左右的土壤。该组试验
完成后，清洗实验装置。改变重金属离子浓度和种类，
按相同方法依次进行其余各组单一及复合胁迫实验。
1.4 分析方法
采用硝酸-氢氟酸-双氧水消解体系消解双穗
雀稗样品。将用去离子水洗净的双穗雀稗用滤纸吸干
后在烘箱中 105 ℃杀青 1 h，然后于 85 ℃烘干至衡
重（大约 12 h），干燥后，将地下部、地上部分开并剪成
很短的小段，然后放入磨砂研钵内研磨至大小、粗
细均匀的粉末，将研磨好的粉末分别称取约 0.05 g
左右的样品。将称量好的样品放入锥形瓶中，再向锥
形瓶中加入混合酸（浓硝酸 10 mL、氢氟酸 3 mL），
用滤纸盖上浸泡过夜，次日用电炉加热消解，若变棕
黑色，再加混合酸，直至冒白烟，在加热过程中添加
一定量过氧化氢（H2O2），消化液呈无色透明或略带
黄色，冷却后过滤并将消化液转入 50.00 mL容量瓶
中，用去离子水定容，混匀，再用一次性水相滤头（13
mm×0.45 μm）过滤，用日本岛津 AA-7000型原子吸
收分光光度计分别测定双穗雀稗地下部和地上部样
品，并计算出样品中 Zn、Cd的质量分数。具体分析过
表 1 模拟江水中镉 、锌的浓度
Table 1 The concentration of Cd and Zn in water
重金属 模拟江水中添加外源重金属离子浓度/mg·L-1
镉 0.00 2.00 4.00 8.00 10.00
锌 0.00 10.00 20.00 40.00 80.00
66
第 7期
程参照文献[7]。
模拟江水和土壤样品的分析：用电子天平称取
0.1 g左右已经干燥的土壤样品置于烧杯中，用 10 mL
HF+2 mL HC1O4消化，加热至干，用 4 mL HNO3（分
析纯）浸出，转入 50.00 mL容量瓶中用去离子水定容，再
用一次性水相滤头（13 mm×0.45 μm）过滤[8]。江水则
将每次取 1.00 mL模拟江水直接定容为 50.00 mL，再
用一次性水相滤头（13 mm×0.45 μm）过滤。用日本岛
津 AA-7000型原子吸收分光光度计测定处理后的江
水、土壤样品，并计算样品中 Cd、Zn的质量分数[9]。
2 结果与讨论
2.1 不同浓度的镉、锌单一处理及复合处理对双穗雀
稗生长的影响
外源重金属镉、锌单一胁迫时，随浓度的逐渐增
大可以观察到对双穗雀稗生长的影响，当水体中
CZn≤40 mg/L时，新生根和新发芽数好于空白组，水
体中 CZn达到 80 mg/L时，开始阶段生长缓慢，到后期
的生长状况与空白组相当，可能是因为锌为植物生长
必须的微量元素，低浓度反而对其生长更有利，水体
中高浓度的锌胁迫时，双穗雀稗开始阶段不适应，呈
现出一定的中毒现象，因而生长速度放缓，随时间的
延长，植物产生能抵抗重金属毒性的物质[10]，逐渐适
应高浓度的重金属环境，因而生长速度加快，从而使
其生长状况与空白相当。当水体中 CCd≤8 mg/L时其
生长情况也好于对照组，当水体中 CCd=10 mg/L时略
低于对照组，CCd≤8 mg/L时生长状况好于对照组或
与之相当，表明双穗雀稗能耐较高浓度的镉胁迫。
总体情况看，低浓度的镉、锌对双穗雀稗生长影响不
明显，可能是由于栽培基质用土壤中本身含有浓度相
对较高的各种重金属离子的缘故，但当 CZn、CCd较大
时，双穗雀稗的新芽和新根数略有减少，说明较高
浓度水体重金属镉、锌对双穗雀稗的生长仍有一定
的抑制作用。复合处理时，镉、锌总量不大时，与对照
组生长几乎无区别，只有达到镉或锌单一胁迫出现中
毒浓度时生长才变缓。从生长情况可以看出，双穗雀
稗不仅是耐深淹的适生植物 [6]，同时也是耐镉、锌胁
迫的植物。
2.2 不同浓度镉、锌单一及复合处理后 Cd 、Zn在双
穗雀稗中的迁移情况
外源重金属进入水体后，通过水体-植物系统进
入双穗雀稗体内，不同元素在其体内的不同组织中迁
移能力不同，从表 2中可以看出在锌、镉单一胁迫时，
同浓度水体重金属离子胁迫时双穗雀稗中重金属
Zn、Cd的质量分数都是地下部＞＞地上部，且明显高于
对照组，随着水体中外源重金属的添加，使双穗雀稗
的地上部、地下部中重金属的质量分数明显增大，
锌单一胁迫时，当浓度从 10 升至 20 mg/L，20 升至
40 mg/L双穗雀稗的地下部 Zn的质量分数增加尤其
明显，而地上部仅仅是逐渐增加，可能由于双穗雀稗
的地下部对锌的富集容量较大，在 CZn≤40 mg/L时
还未达到其最大富集量，因而 Zn的质量分数变化巨
大，当水体中 CZn =80 mg/L，非常接近其最大富集量，
所以此刻 Zn的质量分数变化较小，而由于地上部对
锌的富集量相对较小，且地下部迁移至地上部的能力
较强，速度较快，当水体中 CZn =20 mg/L，已经接近其
最大富集量，因而从 10升至 20 mg/L时地上部中 Zn
的质量分数变化很大，当水体中 CZn ＞20 mg/L后其Zn
的质量分数仍逐渐增大，但增加的幅度较小。镉单一
胁迫时，当浓度从 2升至 4 mg/L双穗雀稗的地下部和
地上部 Cd 的质量分数增加较为明显，CCd ＞4 mg/L
后，双穗雀稗中的 Cd 的质量分数逐渐增大，变化较
小，可能由于 Cd对双穗雀稗比其它重金属有更大的
植物毒性，水体 Cd浓度在 4 mg/L附近时，其地上部、
地下部均已接近其最大迁移富集量，因而 CCd＞4 mg/L
后双穗雀稗中 Cd的质量分数变化趋缓。锌单一胁迫
时，双穗雀稗中的 Cd 的质量分数有所增加，镉单一
胁迫时，双穗雀稗中的 Zn的质量分数也有不同程度
的增加，说明镉、锌在双穗雀稗中的迁移有协同作用。
锌、镉复合处理浓度是选择双穗雀稗单一胁迫时
表 2 镉、锌单一处理时双穗雀稗中 Cd 、Zn的质量分数变化
Table 2 The changes of mass fraction of heavy metals in Paspalum
distichum under Cd and Zn stresses in single treatment
（mg/kg，干重）
重金属
处理浓度
/mg·L-1 检测样品 Zn含量 Cd含量
锌
0 地下部 305.02 82.16
10 地下部 506.134 87.48
20 地下部 1 484.95 98.23
40 地下部 2 607.89 107.69
80 地下部 2 884.33 136.23
0 地上部 158.13 53.44
10 地上部 222.38 69.60
20 地上部 1 029.06 71.46
40 地上部 1 490.85 72.16
80 地上部 1 658.28 116.46
镉
0 地下部 305.02 82.16
2 地下部 324.61 325.47
4 地下部 386.59 330.70
8 地下部 406.25 350.22
10 地下部 428.63 495.69
0 地上部 158.13 53.44
2 地上部 188.42 114.29
4 地上部 226.26 128.90
8 地上部 227.44 243.56
10 地上部 227.69 312.37
陈明君，等 Cd、Zn在水体-土壤-双穗雀稗间的迁移模拟研究 67
第 38卷
能正常生长的中等浓度之间和高浓度与低浓度之间进
行设计，Zn-Cd含量分别为 10-10 mg/L、30-6 mg/L、
80-2 mg/L 3组。从表 3可以看出，双穗雀稗中 2种重
金属离子含量仍然是地下部＞＞地上部，无论地下部或
地上部重金属元素的质量分数都比同浓度条件下单
一胁迫时的含量更高，更进一步说明锌、镉在双穗雀
稗中的迁移与单一胁迫具有相同的作用规律，即具有
协同作用，且有协同作用更加明显。
2.3 镉、锌单一胁迫时双穗雀稗中重金属的质量分数
随时间的变化情况
选择 Cd、Zn单一胁迫时生长状况最好的浓度进
行实验，分别在第 3、6、9、12、15、18天取样进行分析
测试，结果见表 4。从表 4可以看出，重金属锌、镉在
双穗雀稗中的迁移随时间的延长，在地下部和地上部
Cd、Zn的质量分数逐渐增大，锌胁迫从 6~9 d时变化
最大，而镉胁迫从 9~12 d、12~15 d 变化都很大，
15 d后变化较小，说明 Zn 从水体迁移到双穗雀稗
地下部，再从地下部迁移至地上部的速度的迁移速度
明显比 Cd的迁移速度更快。在 Zn胁迫时，Cd的质量
分数变化不大，变化相对比较平稳，镉胁迫时，Zn的
质量分数也是逐渐增大，但仍没有明显的突变，说明
在重金属含量相对较低的土壤中，其迁移速度相对平
稳，较低浓度的 Cd、Zn处理可增加双穗雀稗中的可溶
性糖含量，诱导产生具有保护植物细胞免受毒害作用
的富脯氨酸蛋白、病害相关蛋白和富甘氨酸蛋白等一
些蛋白的合成[10]，从而刺激其在双穗雀稗地下部和地
上部间的迁移。
2.4 单一及复合处理时土壤中Cd、Zn的质量分数变化情况
水体中不同浓度的 Cd、Zn单一及复合处理时外
源重金属在土壤中的质量分数列在表 5中。从表 5可
知，随着外源重金属添加量的增加，土壤中外源重金
属的含量逐渐增大，非外源重金属离子含量逐渐减
小，是由于水体中的外源重金属的加入，水体中含量
较高，相当量的外源金属离子被土壤富集，从而使土
壤中的浓度增大，而非外源重金属离子，由于部分进
入水体和被双穗雀稗迁移富集，其土壤中的含量有一
定程度的降低。从复合处理可以看出，土壤中 Zn的质
量分数随 Cd的添加，比同浓度重金属单一胁迫时的
含量低，表明 Cd元素的存在对 Zn在土壤中的迁移富
集呈现出拮抗作用，而土壤中 Cd的质量分数随 Zn的
添加，比同浓度下单一胁迫时含量有一定程度的升
高，表明 Zn元素的存在对 Cd在土壤中的迁移富集呈
现出协同作用，可能是由于 Cd、Zn属于同副族的元素，
表 5 土壤中 Cd和 Zn的质量分数随水体中 Cd、Zn浓度变化
Table 5 The changes of the mass fraction of heavy metals in soil with
the concentration of Cd and Zn in water （mg/kg）
重金属
处理浓度
/mg·L-1 检测样品 Zn含量 Cd含量
锌
0 土壤 329.79 30.45
10 土壤 1 647.47 29.76
20 土壤 2 985.22 28.58
40 土壤 3 211.06 28.35
80 土壤 4 860.83 28.12
镉
0 土壤 666.18 30.45
2 土壤 613.05 58.86
4 土壤 593.43 76.99
8 土壤 570.28 105.92
10 土壤 429.73 201.89
锌-镉
10~10 土壤 1 473.15 203.13
40~8 土壤 3 108.99 150.69
80~2 土壤 4 225.93 90.63
重金属
处理浓度
/mg·L-1 检测样品 Zn含量 Cd含量
锌-镉
10~10 地下部 1 006.97 626.88
30~6 地下部 1 398.01 567.16
80~2 地下部 2 018.89 168.89
10~10 地上部 878.55 529.15
30~6 地上部 907.44 179.21
80~2 地上部 1 078.23 159.45
表 3 镉、锌复合处理时双穗雀稗中 Cd 、Zn的质量分数变化
Table 3 The changes of mass fraction of heavy metals in Paspalum
distichum under Cd and Zn stresses in combination treatment
（mg/kg，干重）
表 4 镉、锌处理随时间变化时双穗雀稗中 Cd、Zn的质量分数
Table 4 Time-dependent changes in mass fraction of heavy metals in
Paspalum distichum under Cd and Zn stresses in single treatment
（mg/kg，干重）
重金属
处理时间
/d 检测样品 Zn含量 Cd含量
锌
3 地下部 872.69 26.77
6 地下部 1 286.75 27.12
9 地下部 2 312.42 63.83
12 地下部 2 315.38 113.07
15 地下部 2 687.01 125.54
18 地下部 2 672.71 128.11
3 地上部 663.89 20.90
6 地上部 913.38 25.10
9 地上部 1 043.02 79.53
12 地上部 1 432.61 93.58
15 地上部 1 558.64 99.36
18 地上部 1 568.21 109.46
镉
3 地下部 68.41 139.44
6 地下部 166.11 159.40
9 地下部 218.25 244.72
12 地下部 351.09 287.84
15 地下部 496.77 346.58
18 地下部 516.78 348.76
3 地上部 52.27 70.94
6 地上部 127.10 98.04
9 地上部 292.65 135.08
12 地上部 398.41 209.80
15 地上部 484.17 299.76
18 地上部 498.63 310.71
68
第 7期
具有相似的价电子结构，相互竞争土壤中粘土矿物、
氧化物及有机质上的阳离子交换吸附位点，而 Cd具
有更强的配位络合作用，当土壤中存在较高含量的Cd
时，将有利于 Zn元素从土壤中的解吸，从而使土壤中
Zn的质量分数低于同浓度 Zn的单一胁迫，而 Cd的质
量分数高于同浓度单一 Cd胁迫。
外源重金属添加以 Zn2+、Cd2+离子在水体中的含
量分别为 40 mg/L、8 mg/L进行单一处理，分别在第
3、6、9、12、15、18天取样进行测试，结果见表 6。从表 6
可知，2种重金属元素在土壤中的质量分数随胁迫时
间的增加而增大，从 9~12 d 2种重金属含量增加最
快，说明 Cd、Zn在双穗雀稗中 12 d左右基本达到迁
移富集平衡，而非外源重金属由于水体中本身不含有
这些离子，所以土壤中有一定量的离子进入水体
中，使其在土壤中的含量都有不同程度的降低，由于
镉的存在对 Zn 在土壤中的富集具有拮抗作用，Cd
胁迫时土壤中 Zn含量降低更加明显，Zn胁迫时，与
空白实验比较，土壤中 Cd 的质量分数更大，进一步
证明在土壤中，Zn元素的存在对 Cd的迁移富集呈现
协同作用。
2.5 单一及复合处理模拟江水中 Cd、Zn的质量分数
变化情况
Cd、Zn单一处理随时间变化时江水中 Cd、Zn质
量分数变化见表 7，Cd、Zn单一及复合胁迫时江水中
Cd、Zn的质量分数列于表 8中。
从表 7可以看出，随着胁迫时间的延长，外源重
金属含量逐渐减少，非外源重金属离子在水体中的变
化不大，是由于在水体中外源重金属的含量较高，土
壤将富集一定量的重金属，同时双穗雀稗在生长过程
中要迁移一定量的外源重金属，外源重金属在水体-
土壤-植物间始终是一动态平衡，随双穗雀稗的生
长，生物量不断增加，土壤和水体中的外源重金属不
断迁移至植物的根、茎和叶中，从而使水体中外源重
金属含量逐渐减少。而非外源重金属离子由于主要来
源于土壤，含量相对较低，当土壤和水体富集迁移达
平衡时，在水体中的迁移量变化不明显。从表 8可以
看出，无论单一胁迫还是复合胁迫 18 d后，水体中的
外源重金属离子含量都有明显降低，说明双穗雀稗对
降低水体中 Cd、Zn的含量作用明显，能较好地修复水
体中的 Cd、Zn污染。
3 结语
（1）当水体外源重金属离子单一及复合胁迫时，
CZn≤40 mg/L，CCd≤8 mg/L 时双穗雀稗均能正常生
长，表明双穗雀稗不仅是耐深淹的适生植物，同时也
是耐的镉、锌胁迫的物种之一。
（2）在水体中添加外源重金属离子单一胁迫时，
随处理重金属浓度的增加，双穗雀稗中重金属的质量
分数都是地下部＞＞地上部，明显高于对照组。单一及
表 6 土壤中 Cd、Zn含量随时间的变化
Table 6 The changes of the mass fraction of heavy metals in soil
with the time （mg/kg）
重金属
处理时间
/mg·L-1 检测样品 Zn含量 Cd含量
锌
3 土壤 983.59 29.17
6 土壤 1 677.97 28.76
9 土壤 2 208.31 28.29
12 土壤 3 180.72 26.57
15 土壤 3 262.93 25.97
18 土壤 3 291.41 26.10
镉
3 土壤 101.86 35.38
6 土壤 144.89 38.36
9 土壤 214.15 40.224
12 土壤 373.43 86.15
15 土壤 439.78 105.55
18 土壤 439.53 105.95
表 7 Cd2+、Zn2+单一处理时 Cd、Zn质量分数随时间的变化
Table 7 The changes of the mass fraction of heavy metals in water
with the time （mg/kg）
重金属
处理时间
/d 检测样品 Zn含量 Cd含量
锌
3 水体 39.56 0.19
6 水体 39.04 0.18
9 水体 38.92 0.18
12 水体 37.12 0.16
15 水体 36.92 0.17
18 水体 36.93 0.18
镉
3 水体 0.71 7.89
6 水体 0.68 7.76
9 水体 0.68 7.69
12 水体 0.70 7.14
15 水体 0.67 7.12
18 水体 0.69 7.09
表 8 Cd2+、Zn2+单一及复合处理时 Cd、Zn质量分数变化
Table 8 The changes of the mass fraction of Cd and Zn in water with
the heavy metal concentration （mg/kg）
重金属
处理浓度
/mg·L-1 检测样品 Zn含量 Cd含量
锌
0 水体 0.59 0.16
10 水体 8.12 0.18
20 水体 17.66 0.18
40 水体 37.32 0.19
80 水体 75.31 0.8
镉
0 水体 0.59 0.16
2 水体 0.66 1.89
4 水体 0.69 3.69
8 水体 0.69 7.18
10 水体 0.70 9.20
锌-镉
10~10 水体 9.12 9.33
40~8 水体 37.81 7.82
80~2 水体 73.86 1.06
陈明君，等 Cd、Zn在水体-土壤-双穗雀稗间的迁移模拟研究 69
第 38卷
复合胁迫表明，由于 Cd、Zn在元素周期表中属于同副
族元素，在双穗雀稗的迁移表现出协同效应，在外源
重金属浓度较高时协同效应更加明显。
（3）水体中不同浓度下的外源重金属 Cd、Zn单一
及复合胁迫时外源重金属在土壤中的迁移，随著外源
重金属添加量的增加，土壤中外源重金属的含量逐渐
增大，非外源重金属离子含量逐渐减小，由于 Cd、Zn
属于同副族元素，具有相似的价电子结构，相互竞争
土壤中粘土矿物、氧化物及有机质上的阳离子交换吸
附位点，Cd的存在对 Zn的富集呈现出拮抗作用，Zn
的存在对 Cd的富集表现为协同作用。
（4）外源重金属（Cd、Zn）在水体-土壤-植物间的
迁移是一动态平衡，其在双穗雀稗的地下部和地上部
的质量分数随外源重金属添加量的增加而增大，并可
以明显降低水体中外源重金属的质量分数，双穗雀稗
能较好地修复 Cd、Zn污染，因此双穗雀稗既是三峡库
区消落带植被重建也是修复重金属（Cd、Zn）污染的优
良物种。
[参考文献]
[1] 张雷，秦延文，郑丙辉，等.三峡水库入库河流大宁河土壤
重金属分布特征[J].环境科学与技术，2011，34（4）：81-85.
Zhang Lei，Qin Yanwen，Zheng Binghui，et al. Distribution
and pollution assessment of heavy metal in the soil of back－
water reach from input river of Three Gorges Reservoir
[ J ] . Environmental Science & Technology，2011，34（4）：
81-85.（in Chinese）
[2] 林建伟，王里奥，赵建夫，等.三峡库区生活垃圾的重金属
污染程度评价[J]. 长江流域资源与环境，2005，14（1）：
1041-1047.
Lin Jianwei，Wang Liao，Zhao Jianfu，et al. Evaluation of
heavy meatal pollution degeree in refuses in Three Gorges
Region[J]. Resource and Environment in the Yangtza Basin，
2005，14（1）：1041-107.（in Chinese）
[3] 傅杨武，陈明君，祁俊生.重金属在消落带土壤一水体系中
的迁移研究[J].水资源保护，2008，24（5）：8-11.
Fu Yangwu，Chen Mingjun，Qi Junsheng. Experimental study
on migration of heavy metals in soil-water system of water－
level-fluctuating zone[J]. Water Resource Protection，2008，
24（5）：8-11.（in Chinese）
[4] 王春春，沈振国.镉在植物体内的积累及其对绿豆幼苗生
长的影响[J].南京农业大学学报，2001，24（4）：9-13.
Wang Chunchun，Shen Zhenguo. Uptake of Cd by three
species of plants and responses of mung bean to Cd toxicity
[J]. Journal of Nanjing Agricultural University，2001，24
（4）：9-13.（in Chinese）
[5] 王吉秀，祖艳群，李元.镉锌交互作用及生态学效应研究进
展[J].农业环境科学学报，2010，29（S）：256-26.
Wang Jixiu，Zu Yanqun，Li Yuan. The interaction of cadmi－
um and zinc and its ecological effects[J]. Journal of Agro-
environment Science，2010，29（S）：256-26.（in Chinese）
[6] 谭淑端，张守君，张克荣，等.长期深淹对三峡库区三种草
本植物的恢复生长及光合特性的影响[J]. 武汉植物学研
究：自然科学版，2009，27（4）：391-396.
Tan Shuduan，Zhang Shoujun，Zhang Kerong，et al. Effect of
long -time and deep submergence on recovery growth and
photosynthesis of three grass species in Three Gorges Re －
seroir area[J]. Journal of Wuhan Botanical Research:Natural
Science Edition，2009，27（4）：391-396.（in Chinese）
[7] 宋春霞，彭元成.六种微山湖湿地植物重金属富集能力分
析[J].微量元素科学，2008，15（11）：29-32.
Song Chunxia，Peng Yuancheng. Analysis of bioaccumula－
tion ability of six plants in Weishan Lake wetland on heavy
metal[J]. Trace Elements Science，2008，15（11）：29-32.（in
Chinese）
[8] 胡学玉，孙宏发，陈德林.铜绿山矿冶废弃地优势植物重金
属的积累与迁移[J].长江流域资源与环境，2008，17（3）：
436-439.
Hu Xueyu，Sun Hongfa，Chen Delin. Accumlation and distri－
bution of heavy metals in dominant plants growing on
Tonglushan Mineral Areas in Hubei Province，China[J]. Re－
source and Environment in the Yangtza Basin，2008，17
（3）：436-439.（in Chinese）
[9] 中国土壤学会农业化学专业委员会.土壤农业化学常规分
析方法[M].北京：科学出版社，1983：125-356.
Professional Committee of Agricultural Chemistry，China
Institute of Soil. Routine Analysis Method of Soil Agricul－
tural Chemistry [M ] . Beijing：Science Press，1983 : 125 -
356.（in Chinese）
[10]顾艳红，刘鹏，蔡琪敏，等. FTIR结合生理特性研究镉胁迫
对果灰藓的影响[J].光谱学与光谱分析，2009，29（3）：620-
623.
Gu Yanhong，Liu Peng，Cai Qimin，et al．Effects of Cd
stress on FTIR spectra and physiological traits of Hypnum
fertile Sendtn[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis，2009，
29（3）：620-623.（in Chinese）
70