全 文 ：李金辉，翁贵英，吴汉福，等． 小酸模对不同浓度铅、锌的富集与转移［J］． 江苏农业科学，2016，44(7):526 － 528．
doi:10． 15889 / j． issn． 1002 － 1302． 2016． 07． 149
小酸模对不同浓度铅、锌的富集与转移
李金辉1，4，翁贵英2，3，吴汉福1，熊荣川2，3，赵由才4
(1． 六盘水师范学院化学与化学工程系，贵州六盘水 553004;2．贵州省六盘水市生物研究所，贵州六盘水 553004;
3．六盘水师范学院生命科学系，贵州六盘水 553004;4．同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海 200092)
摘要:通过人工盆栽试验，研究在不同浓度铅、锌胁迫下，小酸模对铅、锌的富集与转移。结果表明，在单一浓度
铅、锌胁迫和铅锌混合胁迫条件下，小酸模地上部分对铅的富集系数为 0． 04 ～ 0． 13，地下部分对铅的富集系数为
0． 07 ～ 0． 22，对铅的转移系数为 0． 11 ～ 1． 08。小酸模地上部分对锌的富集系数为 0． 32 ～ 4． 23，地下部分对锌的富集
系数为 0． 15 ～ 2． 25，对锌的转移系数为 1． 41 ～ 2． 62。小酸模在一定浓度的锌、铅锌胁迫下，对锌的富集系数、转移系
数均大于 1，地上部分对锌的富集量最大可达 4 201． 40 mg /kg。小酸模对锌有较强的富集和转移能力，接近锌的超富
集植物，可作为治理和修复铅锌污染土壤的修复植物。
关键词:小酸模;铅锌胁迫;富集系数;转移系数
中图分类号:X171． 4 文献标志码:A 文章编号:1002 － 1302(2016)07 － 0526 － 03
收稿日期:2016 － 02 － 29
基金项目:贵州省科学技术基金［编号:黔科合 J 字 LKLS(2013)10
号］;贵州省重点支持学科建设计划［编号:黔学位合字 ZDXK
(2014)24 号］。
作者简介:李金辉(1972—)，女，河北南皮人，高级实验师，主要从事
仪器分析化学与环境污染教学研究。E － mail:lpssylijinhui @
163． com。
随着城市的建设、矿山的开采、金属的冶炼、交通运输业
的发展等，土壤重金属污染问题日益严重。重金属污染土壤
治理难度很大，具有隐蔽性、毒害性、长期性、不可逆转性等特
点，影响作物产量和品质，还会通过食物链影响人类健康［1］。
植物修复技术是处理土壤重金属污染的新兴生态技术，其机
理主要是通过某些植物对重金属元素的吸收、积累和转化，将
重金属移出土壤，达到减轻重金属污染的目的。与传统的土
壤污染治理方法相比，植物修复技术因具有经济、简单、高效
和无二次污染等优点而备受青睐［2 － 4］，其主要解决的问题是
找到超富集植物，目前全球已发现超富集植物 400 多种［1］。
小酸模(Ｒumex acetosella L．)为酸模属(Ｒumex)多年生草
本植物，适应于温暖、半干旱至潮湿的高海拔山区。小酸模具
较强的有性和无性繁殖能力，抗旱性强，对土壤的适应范围较
广［5］。目前已有关于酸模属植物富集重金属的研究报道，小
酸模对镉有一定的耐受性［6］，尼泊尔酸模(Ｒ． nepalensis
Spreng．)是锌的耐性植物，对铅富集能力和抗性较强［7 － 8］。
酸模(Ｒumex acetosa)可作为铅污染土壤的修复植物［9 － 10］。皱
叶酸模(Ｒumex crispus)对铜有较强的富集能力［11］。钝叶酸模
(Ｒumex acetosella L．)是铅、锌的耐性植物［12］。本研究采用盆
栽试验，研究单一浓度铅、锌胁迫和铅锌混合胁迫条件下，小
酸模对铅、锌的富集与转移的特性，探讨其修复铅、锌污染土
壤的能力，旨在为铅、锌污染土壤治理和生态环境修复提供理
论依据。
1 材料与方法
1． 1 材料
试验土壤采自贵州省六盘水师范学院后山，由黄棕壤、腐
殖土构成，铅、锌的背景值分别为 154． 5、365． 2 mg /kg。土壤
取回后自然晾干，过 2 mm筛后备用。小酸模种子于 2013 年
9 月采自贵州省盘县四格彝族乡海拔 2 400 m 山坡。AA －
7003 型原子吸收分光光度计(北京东西三维科技公司)、
ME104 电子天平［梅特勒 －托利多仪器(上海)有限公司］、
Human超纯水器、EG35B 微控数显电热板(北京莱伯泰科仪
器股份有限公司)等。HClO4、HNO3、HF为优级纯;Pb(NO3)2
和 ZnSO4． 7 H2O 为分析纯;Pb 和 Zn 单元素标准溶液
1 000 ug /mL(国家标准物质研究中心)。
1． 2 试验设计
盆栽试验处理见表 1［12］。P 代表不同浓度铅处理:P0
(0 mg /kg )、P1 (100 mg /kg )、P2 (200 mg /kg )、P3
(400 mg /kg)、P4(800 mg /kg);Z 代表不同浓度锌处理:Z0
(0 mg /kg )、Z1 (100 mg /kg )、Z2 (200 mg /kg )、Z3
(400 mg /kg)、Z4(800 mg /kg);对照为 P0Z0(CK)。
表 1 盆栽试验设计
不同处理 P0 P1 P2 P3 P4
Z0 P0Z0(CK) P1Z0 P2Z0 P3Z0 P4Z0
Z1 P0Z1 P1Z1 P2Z1 P3Z1 P4Z1
Z2 P0Z2 P1Z2 P2Z2 P3Z2 P4Z2
Z3 P0Z3 P1Z3 P2Z3 P3Z3 P4Z3
Z4 P0Z4 P1Z4 P2Z4 P3Z4 P4Z4
称取试验土壤每份 5 kg放入塑料花盆中，加入不同浓度
的铅、锌处理液混匀，每个盆栽处理 3 个重复。14 d 后，将小
酸模种子用超纯水浸泡 24 h，每个花盆种 50 粒，待幼苗长出
2 张真叶后，每盆留 3 株长势基本一致的植株，放在楼顶屋檐
下，自然生长，90 d后整株取样。
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1． 3 样品处理和分析
将采集的样品用自来水洗净后用超纯水冲洗干净，分成
地上部分(茎、叶)、地下部分(根)，于 75 ℃烘箱中烘干至恒
质量，粉碎后过 100 mm筛备用。采集植物样品后，采用四分
法采集土壤样品，风干，玛瑙研钵研细后过 100 mm 筛备用。
称取植物样品 0． 500 0 g，采用硝酸 －高氯酸(体积比 4 ∶ 1)混
合消解。称取土壤样品 0． 500 0 g，采用硝酸 －氢氟酸 －高氯
酸(体积比 4 ∶ 1 ∶ 1)混合消解。消解完全后冷却，用 1%硝酸
定容至 50 mL容量瓶中作为待测液，同时作植物与土壤的样
品空白，用原子吸收分光光度计测定。富集系数、转移系数计
算公式如下:
富集系数 =植物中重金属富集量 /土壤中重金属富集量;
(1)
转移系数 =地上部分重金属富集量(茎和叶)/地下部分
重金属富集量(根)。 (2)
植物的富集系数越大，表明植物对重金属的富集能力越
强，越有利于植物修复污染土壤。
植物转移系数越大，表明植物从根部向地上部分运输重
金属能力越强［13 － 14］，越有利于植物从土壤中移除重金属。
1． 4 数据统计分析
用 Excel 2007 软件处理数据。
2 结果与分析
2． 1 小酸模在不同浓度铅、锌胁迫下对铅锌的富集
2． 1． 1 铅的富集 由表 2 可知，在单一铅与混合铅锌的胁迫
下，小酸模地上部分对铅的富集量为 16． 67 ～ 87． 76 mg /kg，地
下部分对铅的富集量为 18． 28 ～ 162． 95 mg /kg，均大于 CK 的
富集量，且对铅的富集规律一致，均随着铅锌胁迫浓度的升
高，对铅的富集量呈增加趋势。在 P4Z4(施铅 800 mg /kg、锌
800 mg /kg)胁迫处理下，小酸模地上部分和地下部分对铅的
富集量最大，分别为 87． 76、162． 95 mg /kg，大于 P4Z0(单一施
铅 800 mg /kg)的富集量 31． 64、118． 54 mg /kg，表明施锌能促
进小酸模地上部分和地下部分对铅的富集。
2． 1． 2 锌的富集 由表 3 可知，在单一锌与混合铅锌的胁迫
下，对锌的富集量为 125． 91 ～ 4 201． 40 mg /kg，地下部分对锌
的富集量为 70． 40 ～ 2 881． 36 mg /kg，均大于 CK 的富集量。
随着铅胁迫浓度的升高，小酸模地上部分对锌的富集量先增
加后下降趋势。在 P3Z4(施铅 400 mg /kg、锌 800 mg /kg)胁迫
处理 下，小 酸 模 地 上 部 分 对 锌 的 富 集 量 最 大，为
4 201． 40 mg /kg，大于 P0Z4(单一施锌 800 mg /kg)胁迫处理下
的富集量 3 680． 00 mg /kg;随着铅胁迫浓度的升高，小酸模地
下部分对锌的富集量增加，在 P4Z4 (施铅 800 mg /kg、锌
800 mg /kg)胁迫处理下，小酸模地下部分对锌的富集量最大，
为 2 881． 36 mg /kg，大于 P0Z4(单一施锌 800 mg /kg)的富集
量 1 990． 00 mg /kg。由此可知，施铅能促进小酸模地上部分、
地下部分对锌的富集，当铅的浓度较高时(施铅 800 mg /kg)，
会影响地上部分锌的富集，随着铅浓度的升高，铅会滞留在小
酸模地下部分。
2． 2 小酸模对重金属铅、锌富集系数与转移系数
2． 2． 1 铅的富集系数与转移系数 由表 4 可知，小酸模地上
部分对铅的富集系数为0． 04 ～ 0． 13，富集系数最大为 0． 13;
表 2 小酸模在不同浓度铅、锌胁迫下对铅的富集量
处理
茎叶铅含量
(mg /kg)
根铅含量
(mg /kg)
土壤铅含量
(mg /kg)
P0Z0 14． 00 11． 86 108． 70
P0Z1 16． 67 18． 28 244． 00
P0Z2 19． 88 25． 76 351． 00
P0Z3 29． 50 49． 81 530． 60
P0Z4 31． 64 118． 54 847． 00
P1Z1 22． 56 25． 76 319． 94
P1Z2 22． 56 26． 29 312． 55
P1Z3 26． 82 27． 89 293． 57
P1Z4 29． 50 27． 36 326． 27
P2Z1 32． 71 42． 86 393． 78
P2Z2 32． 71 43． 93 407． 49
P2Z3 32． 17 50． 88 393． 50
P2Z4 31． 64 36． 99 403． 27
P3Z1 44． 46 56． 76 414． 60
P3Z2 49． 81 61． 56 382． 90
P3Z3 45． 53 79． 74 360． 00
P3Z4 43． 93 55． 24 435． 70
P4Z1 70． 12 155． 63 825． 90
P4Z2 71． 19 109． 66 794． 30
P4Z3 63． 70 112． 34 804． 90
P4Z4 87． 76 162． 95 773． 20
表 3 小酸模在不同浓度铅、锌胁迫下对锌的富集量
处理
茎叶锌含量
(mg /kg)
根锌含量
(mg /kg)
土壤锌含量
(mg /kg)
P0Z0 92． 04 67． 55 314． 00
P0Z1 125． 91 70． 40 369． 50
P0Z2 170． 89 83． 66 540． 00
P0Z3 2 969． 00 1 370． 00 732． 90
P0Z4 3 680． 00 1 990． 00 1 124． 60
P1Z1 1 594． 90 748． 90 583． 50
P1Z2 1 960． 90 807． 60 695． 60
P1Z3 2 840． 00 1 085． 40 782． 40
P1Z4 3 885． 80 1 890． 30 1 224． 50
P2Z1 1 687． 50 901． 30 450． 00
P2Z2 2 051． 30 1 120． 00 677． 30
P2Z3 3 150． 00 1 460． 00 846． 00
P2Z4 3 995． 30 2 070． 00 1 175． 00
P3Z1 1 757． 10 8 69． 50 567． 50
P3Z2 2 269． 40 1 080． 00 673． 70
P3Z3 3 140． 60 1 380． 00 910． 00
P3Z4 4 201． 40 2 050． 00 1 201． 70
P4Z1 2 050． 00 960． 00 663． 10
P4Z2 2 380． 00 1 197． 70 681． 00
P4Z3 3 630． 00 1 662． 00 858． 60
P4Z4 4 070． 00 2 881． 36 1 279． 90
地下部分对铅的富集系数为 0． 07 ～ 0． 22，富集系数最大为
0． 22。小酸模地上部分和地下部分对铅的富集系数均小于
1，表明在单一铅与混合铅锌的胁迫下，小酸模地上部分和地
下部分对铅的富集能力较弱。小酸模对铅转移系数为
0． 27 ～ 1． 08，均小于 CK(1． 18)。在单一施铅胁迫下，随着铅
浓度的升高，转移系数减小，且转移系数均小于 1;在 P1Z4(施
铅 100 mg /kg、锌 800 mg /kg)胁迫处理下，小酸模对铅转移系
—725—江苏农业科学 2016 年第 44 卷第 7 期
数最大为 1． 08，其他转移系数均小于 1，表明小酸模地上部
分、地下部分从土壤移除铅的能力较弱。
2． 2． 2 锌的富集系数与转移系数 由表 4 可知，小酸模地上
部分对锌的富集系数为 0． 32 ～ 4． 23，在 P4Z3 (施铅
800 mg /kg、锌 400 mg /kg)胁迫处理下，富集系数最大，为
4． 23，大于单一施锌胁迫处理 P0Z4(3． 27)，大于 CK(0． 29);
小酸模地下部分对锌的富集系数为 0． 15 ～ 2． 25，在 P4Z4(施
铅 800 mg /kg、锌 800 mg /kg)胁迫处理下，小酸模地下部分对
锌的富集系数最大，为 2． 25，大于单一施锌胁迫处理 P0Z4
(1． 77)，大于 CK(0． 22)。在单一锌与混合铅锌的胁迫下，小
酸模地上部分对锌的富集系数大于地下部分，表明小酸模在
一定浓度的铅胁迫下，富集锌的能力较强，但铅浓度较高时，
会抑制锌的富集。小酸模对锌转移系数为 1． 41 ～ 2． 62，在
P1Z3(施铅 100 mg /kg、锌 400 mg /kg)胁迫处理下，转移系数
最大，为 2． 62，大于 CK(1． 36)，表明小酸模在低浓度铅的胁
迫下，转移锌的能力增强。小酸模在单一锌与混合铅锌胁迫
下其转移系数均大于 1，表明小酸模从土壤移除锌的能力较
强。植物的转移系数大于 1，可以进行植物修复［15］。小酸模
可作为锌污染土壤的修复植物。
表 4 小酸模对重金属铅、锌富集系数与转移系数
处理
铅 锌
地上富
集系数
地下富
集系数
转移
系数
地上富
集系数
地下富
集系数
转移
系数
P0Z0 0． 13 0． 11 1． 18 0． 29 0． 22 1． 36
P0Z1 0． 07 0． 07 0． 91 0． 34 0． 19 1． 79
P0Z2 0． 06 0． 07 0． 77 0． 32 0． 15 2． 04
P0Z3 0． 06 0． 09 0． 59 4． 05 1． 87 2． 17
P0Z4 0． 04 0． 14 0． 27 3． 27 1． 77 1． 85
P1Z1 0． 07 0． 08 0． 88 2． 73 1． 28 2． 13
P1Z2 0． 07 0． 08 0． 86 2． 82 1． 16 2． 43
P1Z3 0． 09 0． 10 0． 96 3． 63 1． 39 2． 62
P1Z4 0． 09 0． 08 1． 08 3． 17 1． 54 2． 06
P2Z1 0． 08 0． 11 0． 76 3． 75 2． 00 1． 87
P2Z2 0． 08 0． 11 0． 74 3． 03 1． 65 1． 83
P2Z3 0． 08 0． 13 0． 63 3． 72 1． 73 2． 16
P2Z4 0． 08 0． 09 0． 86 3． 40 1． 76 1． 93
P3Z1 0． 11 0． 14 0． 78 3． 10 1． 53 2． 02
P3Z2 0． 13 0． 16 0． 81 3． 37 1． 60 2． 10
P3Z3 0． 13 0． 22 0． 57 3． 45 1． 52 2． 28
P3Z4 0． 10 0． 13 0． 80 3． 50 1． 71 2． 05
P4Z1 0． 08 0． 19 0． 45 3． 09 1． 45 2． 14
P4Z2 0． 09 0． 14 0． 65 3． 49 1． 76 1． 99
P4Z3 0． 08 0． 14 0． 57 4． 23 1． 94 2． 18
P4Z4 0． 11 0． 21 0． 54 3． 18 2． 25 1． 41
3 结论与讨论
超富集植物应同时具备 3 个基本特征［16］:植物地上部分
富集重金属达到一定量时，重金属含量是普通植物在同一生
长条件下的 100 倍，目前采用较多的是 Brooks 和 Baker 提出
的参考值，Cd 含量达到 100 mg /kg，Co、Cu、Ni、Pb 含量分别
达到 1 000 mg /kg，Mn、Zn含量分别达到 10 000 mg /kg 以上;
植物的富集系数、转移系数均大于 1;在满足上述 2 个条件
下，植物没有出现明显的毒害症状。本试验中，小酸模对铅的
转移系数在 P1Z4 处理下最大，为 1． 08，其余处理下，小酸模对
铅的富集系数、转移系数均小于 1，表明小酸模从土壤移除铅
的能力较弱，但在试验设计的铅、锌浓度范围内，小酸模未表
现明显的毒害症状，表明其在铅胁迫下具有一定的耐受性。
除了在 P0Z1、P0Z2 胁迫下小酸模对锌的富集系数小于 1 外，
其余富集系数均大于 1。在 P3Z4 胁迫处理下，小酸模地上部
分对锌的富集量最大，为 4 201． 40 mg /kg;在 P4Z3 胁迫处理
下，小酸模地上部分对锌的富集系数最大，为 4． 23;在 P1Z3 胁
迫处理下，小酸模对锌的转移系数最大，为 2． 62。小酸模对
铅、锌具有一定耐受性，具有较强的锌富集能力和转移能力，
加之其具有适应环境能力强、繁殖能力强、生物量大等特
点［5］，可作为富集植物用于铅锌污染土壤修复，对锌污染土
壤修复潜力大。
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