全 文 ：生态环境学报 2009, 18(4): 1307-1311 http://www.jeesci.com
Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@jeesci.com
基金项目：1国家自然科学基金项目（30600090）
作者简介：王春梅（1976年生），女，副教授，主要从事生态环境研究。E-mail: sdwcm@126.com
收稿日期：2009-05-08
沈阳市加杨 (Populus Canadensis) 叶铅污染的空间分布
王春梅，王汝南
北京林业大学环境科学与工程学院，北京 100083

摘要：实地调查采样、结合 GIS 技术进行室内综合分析，系统研究了沈阳市加杨叶铅污染的空间分布状况。结果表明，沈
阳市加杨(Populus canadensis )叶铅质量分数是 0.68～106.767 mg·kg-1，平均值是 17.416 mg·kg-1，是对照点叶铅质量分数的
15.18倍，叶铅污染较严重。叶铅质量分数空间分异大，已形成 4个高浓度中心。不同功能区加杨叶铅质量分数由大到小的
顺序是：工业区，商业区，二类混合区，居民文教区，一类混合区，对照区。与点状污染源距离越远，叶铅质量分数越小。
加杨叶铅质量分数和土壤相关性极其显著，这说明沈阳市实行无铅汽油之后，植物叶铅主要来自土壤。
关键词：铅污染；加杨叶；沈阳市
中图分类号：X171.5, R994.6 文献标识码：A 文章编号：1674-5906（2009）04-1307-05
铅是城市环境中最重要的重金属污染物之一
[1]。铅不是植物生长发育所必需的元素，植物正常
含铅量为 0.05～3 mg·kg-1，有时植物体内累积的铅
可达正常含铅量的 1 000 倍。过多的铅对植物的影
响主要是抑制或异常地促进某些酶的活性，从而影
响到光合作用和呼吸作用等生理过程，不利于植物
对养分的吸收[2-3]。城市环境是一个复杂的系统，污
染物一旦进入这个系统中的任何一种介质，并不是
停留在它最初进入环境时的位置，它不单在该介质
中发生迁移与转化作用，而且进行跨环境介质边界
的迁移，在整个系统中发生复杂的物理、化学和生
物过程[4-6]。从污染源释放出来的铅及其化合物，进
入大气、土壤和灰尘等环境介质中，对植物都会造
成污染。铅污染对植物生理生态方面的研究已有很
多报道，而从环境角度系统地研究铅污染对植物的
影响则很少。沈阳作为传统的重工业基地，工厂林
立，交通发达，铅污染无处不在，而城市的自净能
力非常弱，1996—2000 年大气铅的平均浓度是
1.982 µg·m-3，超过我国《环境空气质量标准》(GB
3095—1996)提出的大气铅年均值 1.0 µg·m-3。是我
国铅污染较严重的城市之一。加杨（Populus
canadensis ）是沈阳市栽植普遍的绿化树种，对环
境污染有较强的抗性和适应性，铅被树木叶片吸收
后，积累明显，移动性小。叶片中铅质量分数与污
染源的位置、距离和大气铅尘浓度密切相关，具有
一定的指示作用，在吸收污染物和净化空气方面，
能发挥很大的作用。本文从环境角度系统地研究了
沈阳市加杨叶铅污染状况，以期对城市铅污染有效
的管理提供科学依据。
1 研究区环境概况
沈阳市位于中国东北地区南部，辽宁省中部，
地理坐标为 122°25′9″～123°48′24″E、41°11′51″～
43°2′13″W之间。市区面积是 217 km2，市区人口为
485.0 万人，是东北地区的交通枢纽。沈阳市区以
平原为主，地势平坦，平均海拔 50 m 左右。沈阳
市气候属于北温带受季风影响的半湿润大陆性气
候，四季分明：冬季寒冷，干燥漫长，气候稳定，
逆温出现的频率高，不利于污染物的扩散；夏季高
温多雨。年平均降水量 742.1 mm。土壤类型主要有
棕壤、草甸土、水稻土。沈阳市作为一个老的重工
业基地，工业技术装备基础雄厚，门类齐全，有一
套较为完整的工业体系和格局，机械、化学、冶金
等工业部门已成为沈阳工业的支柱，其中机械工业
占全部工业总产值的 50%[7]。随着工农业快速的发
展，人口的增加，环境污染已是越来越严重。1988
年，世界卫生组织（WHO）把沈阳市列为世界十大
空气污染城市之一（排第 2位）。
2 材料和方法
按照均一性、代表性、突出重点和可比性的原
则,在 11月初至中旬，采集加杨叶样品 54个。在每
个采样点的街道两侧选择生长正常、树龄等生长发
育情况大致相同的树木 4～6株，收集树叶约 400 g，
混合均匀，保证其代表性，放入塑料袋内以防污染
和萎蔫。采样地点如图 1。其中北陵公园、丁香耕
地、榆树屯苗圃河边、孤家子耕作土、后竞赛耕作
土、东陵公园、辉山水库 7个采样点在公园或郊区，
远离污染源，作为植物的对照点。供试叶片用洗涤
剂和自来水刷洗干净，再用蒸馏水和去离子水漂洗
3次，在 80 ℃烘箱中恒温烘干，粉碎，过 60目筛。
称取 0.5 g样品置于三角瓶中用 HNO3和 HClO4湿
DOI:10.16258/j.cnki.1674-5906.2009.04.029
1308 生态环境学报 第 18卷第 4期（2009年 7月）
法灰化，先加入 2 mL HNO3浸泡样品 10 min，然后
加入 3 mL HNO3和 2 mL HClO4，摇匀，移置沙浴
上加热，控制温度在 200 ℃，加热直到出现大量浓
白烟，并出现粉红色或白色残渣为止，取下冷却，
用蒸馏水洗入 25 mL容量瓶中，定容备用。加杨叶
铅用石墨炉无火焰原子吸收光谱法测定（日产
Z-8000 日立牌偏光塞——曼原子吸收分光光度
计），同时严格进行质量控制，最低检测限是 0.5
µg·L-1，回收率是 95%～105%。另外，同步采集土
壤、灰尘样品 54个，大气样品 20个，采样和测定
方法都按照国家标准方法。
3 结果和讨论
3.1 环境中铅的主要来源和暴露途径
经调查, 汽车尾气、工业排放和燃煤是沈阳市
主要的铅污染源。实行无铅汽油之前, 汽车尾气是
主要的铅污染源, 占总排铅量的 47%；其次是工业
污染（如有色金属冶炼、机械、蓄电池厂、油漆厂
等），占总量的 38%；燃煤排放占 15%。实行无铅
汽油之后, 汽车尾气排放量得到了很好的控制, 3种
污染源排铅所占比重分别是 6%、68%和 26%。
城市环境是一个复杂的系统，从工厂、燃煤和
汽车尾气释放出来的铅及其化合物, 进入大气、土
壤和灰尘等环境介质中。大气中以固体颗粒存在的
铅大部分仅沉降在叶的表面，它们大多不能透过蜡
质层和角质层而进入叶片内部，这些铅粒如果用清
水冲洗即可除去，但植物叶片气孔能吸收一些液态
或气态的铅，在大气铅污染严重的地区，气态铅可
以成为植物叶片铅的重要来源[8]。大气中的铅最终
通过干湿沉降归宿到水体和地面，土壤中的铅是一
个累积的过程，在干燥的气候条件下容易以灰尘为
载体再次进入大气，成为二次污染源，所以说土壤
铅污染对植物的影响是一个潜在的过程（图 2）。
3.1 加杨叶铅的质量分数概况
沈阳市杨树叶铅浓度统计结果见表 1。7 个对
照点的叶铅平均浓度是 1.147 mg·kg-1。加杨叶铅浓
度范围是 0.68～106.767 mg·kg-1，其中最小值出现
在东陵区郊区的后竞赛，最大值出现在铁西区的保
工街与北一马路交叉处。铅浓度的平均值是 17.416
mg·kg-1，是对照点铅浓度的 15.18 倍，铅质量分数
中值是 11.825 mg·kg-1，标准差是 21.241，变异系数
是 1.22, 说明沈阳市叶片铅浓度变异比较大，即空
间差异大。1989年，张春兴做的沈阳市杨叶片铅浓
度 23.41 mg·kg-1[9]，高于我们 2001年做的铅浓度平
均值，这除了受布点方式的差异的影响外，也说明
2001年植物铅浓度低于 1989年。
3.2 杨树叶铅空间分布特征
图 3显示了沈阳市加杨叶片铅浓度分布情况。
可见，叶片铅浓度比较低的地方是东陵区、于洪区
的北部和西部和大东区的大部分地区。铁西区铅浓
度非常高，主要是因为铁西区的土壤、大气中的铅
浓度比较高；再一方面是因为一般情况下，植物从
土壤中吸收的铅主要是吸收土壤溶液中的 Pb2+，植
物吸收的铅绝大部分积累于根部，向茎叶、籽实中
迁移的量较少。而沈阳冶炼厂每年向大气排放二氧
化硫 7.4万 t，废气污染辐射城市面积 50 km2，约占
沈阳城区面积的四分之一。使冶炼厂附近土壤呈酸
性，土壤中 PH 值对铅在土壤中的存在形态影响较
大。当土壤呈酸性时，土壤中固定的铅，尤其是
PbCO3容易释放出来，土壤中水溶性铅质量分数增
加，植物吸收的铅就多，对植物的危害就大。冶炼
厂周围园林绿化困难，绿化树种少，生长在该地区
抗性较强的加杨生长明显衰弱，侧枝短，叶片狭小，
甚至枯稍，叶片出现烟斑，这是受二氧化硫、重金































表 1 沈阳市加杨叶铅质量分数
Table 1 Lead content of Aspen leaf in Shenyang city mg·kg-1
参数 N 范围值 平均值 中值 标准值 变异系数
铅质量分数 46 0.68~106.767 17.416 11.825 21.241 1.22

图 1 采样点设置
Fig. 1 The distribution of the sample sites
▲ 加杨叶、土壤、灰尘、大气采样点
• 加杨叶、土壤、灰尘采样点
图 2 铅在环境中的暴露迁移途径
Fig. 2 The exposure pathway of lead in the environment
汽车尾气 工业释放 燃煤排放
大气 土壤 水体
植物
灰尘
王春梅等：沈阳市加杨 (Populus Canadensis) 叶铅污染的空间分布 1309
属粉尘复合污染的结果。于洪区的崇山小区、和平
区的太原街、大东工业区叶片铅浓度也很高。可见，
在工业污染源、繁华的交通区叶片铅浓度非常高。
叶片铅污染对空气铅污染和土壤铅污染有很好的
指示作用。
3.2.1 从市中心到郊区加杨叶铅浓度分布
沈阳市自西到东加杨叶铅浓度变化情况如图 4
所示。11个采样点横跨整个沈阳市，自西向东经过
于洪区、铁西区、和平区、沈河区、大东区和东陵
区 6个行政区，即经过西郊区、铁西工业区、和平
区和沈河区的商业繁华区、大东工业区和东郊区。
自西部郊区到铁西工业中心区，叶片铅浓度由 3.22
mg·kg-1增加到 61.3 mg·kg-1；到东部郊区铅浓度降
低接近背景值。叶片铅浓度高于东部郊区，此规律
相似与土壤、灰尘铅浓度变化[10]。
沈阳市自北到南加杨叶铅浓度分布如图 5。6
个采样点纵跨整个沈阳市，自北向南经过于洪区、
皇姑区、和平区、东陵区四个行政区，经过北部郊
区、文化区、铁西工业区的边缘、繁华商业区以及
南部郊区。其浓度变化趋势是从北部郊区到市中心
到南部郊区，铅浓度是由低到高再降低。铅浓度在
华山南路出现一个峰值，该地位于铁西工业区的边
缘，处在沈阳主导风向 SSW 下风向上，受铁西工
业区排放的含铅废气的影响，铅浓度较高。
3.2.2 不同功能区叶铅浓度分布
各功能区加杨叶铅质量分数的分布由大到小
的顺序是：工业区，商业区，二类混合区，居民文
教区，一类混合区，对照区（注：一类混合区和二
类混合区介于工、商业区和居民文教区之间，一类
混合区是比居民文教区中多分布一些工业和商业，
二类混合区甚之，但工业和商业活动少于典型的工
业区和商业区）(如图 6)，其变化规律与土壤、灰尘
铅质量分数和大气铅质量浓度变化规律相似[6]，树
木通过叶片上的气孔和枝条上的皮孔，可将大气污
染物吸入体内，另一方面是通过根部从土壤中吸收
可溶性铅[11]。工业区叶片铅浓度是 30.786 mg·kg-1，
是对照点叶片铅浓度 1.079 mg·kg-1的 28.5倍，是商





























图 5 沈阳市加杨叶铅浓度南北向剖线图
Fig. 5 The section line of Aspen leaf lead content
in Shenyang city in direction of South-Nouth
1: 四台子，2: 长江北街与香炉山路，3: 华山南路，
4: 太原街，5: 胜利南大街与南八马路，6: 工农桥。












图 4 沈阳市东西向加杨叶铅浓度剖面线图
Fig. 4 The section line of Aspen leaf lead content
In Shenyang city in direction of east-west
1: 姚家屯，2:迎宾路与洪湖街，3: 重工街与 14 路站牌处，4: 卫工
街与南九西路，5: 和平南大街与中华路，6: 大西路与奉街，7: 大东
区委，8: 长安路与小河沿路，9: 新立堡街 149中门前，10: 农大马
关桥，11: 东陵公园。













图 6 不同功能区叶片铅质量分数状况
Fig. 6 Leaf lead content in different function regions
1: 工业区，2: 商业区，3: 二类混合区，
4: 一类混合区，5: 居民文教区，6: 对照区。

图 3 沈阳市加杨叶铅浓度三维分布图
Fig. 3 The distribution of lead concentration in
Aspen leaf in Shenyang city
太原街
保工街与北一
马路交汇处
卫工街与南九
西路交汇处
崇山小区
w
(P
b)
/(m
g·
kg
-1
)
0
10
20
30
40
50
60
70
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
采样点
w
(P
b)
/(
m
g•
kg
-1
)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
1 2 3 4 5 6
采样点
w
(P
b)
/(m
g•
kg
-1
)

0
5
10
15
20
25
30
35
1 2 3 4 5 6
功能区
w(
Pb
)/
(m
g•
kg
-1
)
1310 生态环境学报 第 18卷第 4期（2009年 7月）
业区的 2倍多。尤其是铁西工业区，历史悠久，且
重工业多，集中了冶炼厂、电缆厂、蓄电池厂等多
个排铅企业。工业区的树木，特别是污染源附近的
树木由于受铅等污染物的污染，长势明显不好，说
明工业区土壤和大气中过高的铅浓度已经危害了
植物的生长。居民文教区铅浓度是 8.252 mg·kg-1，
是对照点铅浓度的 7.65倍。这是因为居民文教区虽
然受工业和交通污染较少，但是居民在集中供暖和
广泛使用煤气之前，生活、取暖用煤量大，加杨叶
明显受到了铅污染。
3.2.3 与点状污染源不同距离铅浓度分布
选取沈阳冶炼厂为点状污染源。该厂 2000 年
因环境污染宣布破产，它曾经是我国有色金属冶炼
的“金老大”。据环保局资料，这个厂每年产铅 7万
t，每年向天空排放的铅、铜等重金属 66.8 t，铅尘
排放总量竟达全市的 98%，废气污染辐射城市面积
50 km2。以冶炼厂为中心，根据沈阳地区的主导风
向（SSW），十字交叉即西南东北方向（SW）和西
北东南方向(SE)采样，每隔 1 km（相隔距离因为城
市建筑等因素稍有差异，最后一个点相隔 2 km）同
时采集表土、灰尘样品。经过分析得出土壤、灰尘
中铅质量分数随着距离冶炼厂的远近变化情况（图
7和图 8）。可见，沈阳冶炼厂植物叶铅浓度非常高，
叶片的铅质量分数是 168.119 mg·kg-1，且位于下风
向的东门铅质量分数比正门和冶炼厂内部高得多。
随着与冶炼厂距离的增加，叶片中的铅质量分数在
减少，且从冶炼厂到 1 km 处减少剧烈，在冶炼厂
的西南 1 km方向，叶片铅质量分数减少到 26.661
mg·kg-1；而在东北 1 km方向，叶片铅质量分数减
少到 30.501 mg·kg-1。在冶炼厂西北方向 1 km处，
叶片铅质量分数降低到 45.815 mg·kg-1这说明局部
受到冶炼厂强烈的污染。
总之，树木可将大气和土壤污染物吸入体内，
在体内通过氧化还原过程进行中和而成无毒物质
（即降解作用），或通过根系排出体外，或积累贮藏
于某一器官内。低浓度铅对作物生长产生的危害效
应比较弱，从水稻盆栽实验研究结果可以看出，采
用含铅 1～20 µg·g-1的溶液灌溉土培水稻，可对水
稻生长发育产生轻度危害；而用 150 µg·g-1的溶液
灌溉使水稻减产 28%[11]。可见，高浓度的铅污染对
植物的影响还是很大的。
3.3 加杨叶铅与其他环境介质铅浓度相关性分析
表 2是加杨叶铅和大气、土壤、灰尘中铅质量
分数相关分析的结果。从污染源排放到大气中的铅
以气溶胶态即大气中的铅一方面通过降水沉积于
地表；另一方面是气溶胶态的铅吸附在灰尘颗粒
上，而灰尘最终参与成土过程，进入土壤；土壤表
土中铅在干燥的气候条件下也能够以扬尘为载体
再次进入大气，成为二次污染源，而且很难消除。
加杨叶铅质量分数和土壤相关性极其显著，相关系
数达 0.92(P<0.01)，这说明沈阳市植物叶铅主要来
自土壤。叶铅与灰尘铅相关系数是 0.842, 高于和大
气中铅的相关性，这可能与 1999 年全面推行无铅
汽油使大气中铅浓度普遍降低有关。孟可等研究表
明：平均相对湿度对植物铅吸收量和表土铅质量分
数的关联度最大[12]。
4 结论
沈阳市加杨叶铅浓度是 0.68～ 106.767
mg·kg-1，平均值是 17.416 mg·kg-1，是对照点铅浓度













图 8 采样点与冶炼厂距离不同加杨叶铅质量分数变化（SE）
Fig. 8 The distribution of Aspen leaf lead content distribution
with distance in direction of south-east

表 2 加杨叶铅与其他环境介质铅浓度相关性矩阵
Table 2 Correlation matrix of Pb concentration
in some environmental mediums
介质 大气 土壤 灰尘 加杨叶
加杨叶 0.788 0.920 0.842 1.000

















图 7 采样点与冶炼厂距离不同加杨叶铅质量分数变化（SW）
Fig. 7 The distribution of Aspen leaf lead content distribution
with distance in direction of south-west

0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
-6 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 6
距离冶炼厂距离/km
w(
Pb
)/
(m
g•
kg
-1
)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
-6 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 6
距冶炼厂距离/km
w(
Pb
)/
(m
g•
kg
-1
)

王春梅等：沈阳市加杨 (Populus Canadensis) 叶铅污染的空间分布 1311
的 15.18倍，说明沈阳市加杨叶铅受污染比较严重.
加杨叶片铅浓度空间分布差异比较大，局部污染比
较严重，铁西区铅浓度整体较高，其次是和平区、
皇姑区和于洪区的交界处以及大东工业区。叶片铅
浓度比较低的地方是东陵区、于洪区的北部和西部
和大东区的大部分地区。不同功能区加杨叶铅质量
分数由大到小的顺序是：工业区，商业区，二类混
合区，居民文教区，一类混合区，对照区。与点状
污染源距离越远，叶铅浓度越小。加杨叶铅质量分
数和土壤相关性极其显著，这说明沈阳市实行无铅
汽油之后，植物叶铅主要来自土壤。

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Spatial distribution of Pb pollution of aspen (Populus canadensis) leaves
in Shenyang city

WANG Chunmei, WANG Runan
College of Environmental Science and Engineering, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China

Abstract: Based on field sampling and indoor analysis using GIS technology, we explored the pollution characteristics of Pb in
aspen (Populus canadensis) leaves in Shenyang city, northeastern China. The results showed that the range of total lead content in
aspen leaves is 0.68~106.767 mg·kg-1 with an average value of 17.416 mg·kg-1, 15.18 times as high as that in control point. It
indicated that the aspens in this area were severely polluted. A great difference existed in the spatial distribution of lead in aspen
leaves, and four high lead content sites were formed. The leaf Pb content in the functional regions, from high to low, followed the
order of industrial district > commercial district > secondary mixed district > residential-culture-education district > first mixed
district > reference district. The farther the distance to pollution sources, the lower the lead content in aspen leaves. The correlation
between Pb contents in aspen leaves and soil is extremely significant, which implies that lead in plants comes mainly from the soil
after the full application of lead-free gas in Shenyang city.
Key words: lead pollution; aspen leaves; Shenyang city