近年来,污染土壤修复技术发展很快,而污染土壤修复标准的建立则相对迟缓。为了推进我国该领域的工作,利用盆栽实验,通过小麦生物量、小麦不同部位铅含量、土壤总铅含量及土壤有效态Pb含量的变化确定了棕壤土中Pb的土壤修复基准。结果表明:随着铅处理浓度的提高,小麦各器官中的铅含量逐渐升高,其中以根部含量最高,其次为茎叶、籽壳,籽实中铅的含量最低。以小麦籽实生物量降低10%为依据,确定棕壤中铅的土壤修复基准为292mg·kg-1,有效铅含量为7mg·kg-1。以小麦可食部位-籽实中铅含量的食品卫生标准为依据,确定棕壤中铅的土壤修复基准:总量为170mg·kg-1,有效态含量为4mg·kg-1。
This paper contributes to the development of critical levels of heavy metal Pb in soil at which agriculture production of food is safe.In this study,a remediation criterion for Pb in soil is derived from the relationship from the Pb concentration and biomass of wheat between the total and available Pb in soil.Results showed that concentration of Pb in wheat increased with the increase of Pb application.With the biomass dropped by 10% set as the critical point for soil Pb pollution to be toxic to wheat in brown soil,the critical value is 292 mg·kg-1 for total Pb,7mg·kg-1 for available Pb.Given the food quality standard and a maximum acceptable probability of exceeding this standard,the Pb concentration in brown soil is 170 mg·kg-1 for total Pb,4 mg·kg-1 for available Pb.
全 文 ：生态科学2006年12月第25卷6期ECOLOGICS IENCE
Dec．，2006，25(6)：554～557
基于小麦产品质量的土壤铅修复基准晁
雷1一，周启星1，3．，陈苏1一，崔
爽1，2(1．中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态过程重点
实验室，沈阳ll0016；2。中国科学院研究生院，北京100039；3。南开大学环境科学与工程学院，天津300耋毒il
；9震! 巳嗣嵩；裂熨勤到茧考i巴錾萎蓬竖蓊；鬈龋琳俑穗酒薹趔联霆篓蓼薹蠢黝剧勿{j囊薹型奄倒薹寸含蠡耋垦
而!鬟冀羽作％筛；海蒿羹翔计疆耋；篓滋躞萎酮辅笮督搓，瞄恻奏㈡卫崾誊渺莉IiIj纳副群墅宴蠢罄陛叨州耋％堡蓁
型熏曼篓珥矛霎霉屐。囊吁舞薹；雾F_*州掣圳鱼雾嚣薹；霪善鉴蓼蠢蠢薹辅鞠墓罪斐耋黼；箨娄囊鬓莉薹鎏融
嚣；鲥薹霎萋葡；麓癌；骣鲜堑惬薹鳇浸泡各植物叶圆片24h，共形成4
种处理(光水、光NaHS03、暗水和NaHS03)。每种
植物取10个重复，处理后，进行叶绿素荧光的测定。
叶绿素荧光参数的测定：采用PAM一2100荧光仪
(Walz德国)进行，首先对要测定的叶片进行15min的
暗适应处理，然后打开测量光(0．05I．tmol·m-2．s。)测
量叶绿素荧光参数初始荧光值Fo，随后打开饱和脉冲
(3000rtmol·m-2．s。1)测定最大荧光值Fm，计算PSII
的最大光化学量子产量(Fv／Fm)[81。
叶片含硫量分析方法：将洗净的植物叶片于
70～80℃烘箱中烘干，粉碎过60目筛。用湿硝化
BaS04比浊法分析叶片的含硫量17J。
2结果分析与讨论
2．1不同处理对硫元素在植物叶片内积累的影响
从图l可知，在自然状况下采集的黄脉爵床叶片
含硫量最高， 为13．01mg·g～，远高于其他植物。海
桐、红背桂、基及树、 和小叶榕的硫含量在3～5mg·f1
之间，黄叶假连翘、高山榕和短穗鱼尾葵的含量相对
较低，在2～3mg·g。1之间，含量最低的是大叶变叶
木，为1．54mg·g一。因此，黄脉爵床具有较高的富集
能力，富集能力最低的是大叶变叶木。
用蒸馏水浸泡后，9种植物叶片的硫含量的变化很
少，这种变化在种间差异也很小。在NaHSO，处理下，
有7种植物叶片的硫含量显著提高(表1)。富集能力
高的黄脉爵床叶片硫含量增加不明显，增加最多的则
是自然条件下富集能力最低的大叶变叶木，叶片硫含量
增加1倍多。在NaHSO，处理下，光照的影响很小。
2．2不同处理对植物Fv／Fm值的影响
从表2可以看出，几种植物在蒸馏水处理后其
-=一15·00
=三j。∞12．00
诵％ 童9．00
蒹专 1 6·oo
救= 品 3．00
占吕 “0．00
◇一
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≮． ～’岛· R-岛· o‘ o。勺· ≮·’
植物名称Plantspecies
图l在不同的处理条件下植物叶片内硫含量的变化
Fig．1Variationofsulfurcontentinplantleaveswithdifferent
treatments
表14种不同处理下叶片含硫量与直接采摘后植物叶片含硫量
的比率
TablelTheratiosf ulfurcontentsin reatedl avestothe
control
注： TI．光下水浸泡：T2．暗处水浸泡：T3．光下硫浸泡；T4．暗处硫浸泡；Em一
小叶榕，E．c．红背桂，sh．基及树，Pt．海桐。&"．黄脉爵床。C．v．大叶变
叶木 ，Ca．短穗鱼尾葵，Dr．黄叶假连翘，E．a-高山榕。Notes：TI．treated
withdistilledwaterunderlightcondition；1"2．treatedwi hdistilledwaterunder
darkcondition；T3．treatedwithN HS01underlightcondition；T4．treatedwith
NaHS03underdarkeonditiomEm-Ficusmicrocm．pnvar．pusillifolia．E．c—
Excoccariacochinch加ensi$。&h．Sarumahenryi，P，．Pittosporum-tobira，
S．n—Sanchezianob#is，C．v-Codiaeumvar egatum-C．a．Carommiffs，D．r
万方数据
6期 晁雷，等：基于小麦产品质量的土壤铅修复基准 555
站，为休耕地，未使用任何化学品已10a，属清洁土壤，
采样深度为O～20cm(表层)，基本理化性质见表l。
供试植物：小麦(辽春10号，乃打fc甜肌口邸f如甜研．L)
供试药品：铅为Pb(N03)2(分析纯)；
1．2试验设计
1．2．1盆栽试验根据前期研究工作的结果【7】，在小麦
种子发芽和根伸长抑制率浓度IC小于50％抑制率范
围内，设置了6个不同的Pb处理浓度：0，100，300，500，
1000，l500m套·k岔1。陶瓷盆钵高20cm，直径15cm，
土样过2mm筛后拌入污染物，重金属元素与土壤充
分混匀后装入盆钵，每盆2。5埏土，平衡2周后再次
混匀以保证其均匀性。
小麦种子消毒催芽后，每盆播15粒，出苗后保苗
10株，每日以蒸馏水浇灌，小麦生长过程中，土壤始
终保持约60％田间持水量，采用物理方法除虫，小麦
于成熟期取样。
l，2．2样品采集、制备植株取样后，样品的根、茎、
叶、穗分开，用自来水充分冲洗，去除黏附于植物样
品上的泥土和污物，再用去离子水冲洗。麦穗经过自
然风干后，手工搓掉外皮得到籽粒部分，用粉碎机粉
碎。将根、茎、叶的鲜样于105℃烘箱杀青10min，再
于65℃烘至恒重后称其干重。新鲜土样保存于0．4℃冰
箱中，用于测定土样pH值。
1．3分析方法
土壤基本理化性质按土壤农化常规分析法测定【8】。
分析过程所用试剂均为优级纯，所用的水均为超纯水
(亚沸水)。分析中加入国家标准植物样品(GSV．3)和国
家标准土壤样品(GBW07404)进行质量控制，重金属的
回收率均在国家标准参比物质的允许范围内。
1．3．1植物样品中铅总量的分析植株分为根、茎叶、
籽壳和籽实4部分，样品粉碎后，用硝酸．高氯酸消化，
原子吸收分光光度仪测定铅的浓度【9】。
1．3．2土壤全铅测定采用硝酸一高氯酸消化，原子吸收
分光光度仪测定铅的浓度【l01。
1．3．3土壤有效铅测定称取5g风干土(20目)于50mL
离心管，加入25mLNH4N03浸提剂，在往返式振荡机
上(220次／分)振荡2h，过滤，用原子吸收分光光度
计测定滤液铅含量【111。
2结果与讨论
2．1不同浓度铅对小麦生长的影响
当土壤中的外源污染物质达到一定浓度时，土壤
中农作物的外观往往表现出某种中毒症状。在实验设
定的浓度范围内小麦的株高和穗长并没有表现差异性
(见表2)。但是小麦单株的粒数和产量则随着土壤中
Pb浓度的升高表现出差异。当土壤中铅浓度为100
mg·埏以时小麦牛长受到了促进，其株高、穗长、粒数
均高于对照。fl!{足进并不明显，小麦的株高、穗长、
粒数和产量与对照相比没有明显的差异(P>O．05)。
这种低浓度铅促进植物生长的现象已被许多试验所证
实，而不同作物种类其刺激作用的浓度范围是不同
的ll引，有人推测铅本身就是一种促进生长的因子：但
也有人认为这并不是铅的作用，而是其它因素的影响
造成的。一方面，植物在低铅胁迫下应激产生保护作
用，通过加速生理生化活动，产生大量的代谢产物，
同金属缔合来解毒；另一方面，激活的代谢系统也
加速了对重金属的吸收，反过来又抑制了植物的代谢
活动【l引。在低铅胁迫下，植物的适应性反映大于金属
的毒害作用，表现出“积极”的结果；当土壤中铅浓
度为300mg·培1时小麦生长正常，小麦的株高、穗长和
产量与对照相比没有显著性差异。但是小麦单株的粒数
显著小于对照(P，0．05)。当土壤中铅浓度大于500mg·l西1
表l 供试土壤基本理化性质
TabIelBasjcphVsicalandchemicaIDroDertiesOft ston
巳坚 查垫堕Q!曼塑堡婴型亟堑2 丝垫墨塑里f丝! 塑婆墅!f堑2鳖垫竺!型(!鱼) 重全星些垒量!竺!垒!些塑璺：蔓蔓!1
6．5 1．55 21．4 46．5 32．1 18．35
表2不同铅污染土壤对小麦生物量的影响
1abIe2Theel＆ctofwheatunderdifkrentco centrationsofPb．
土壤Pb浓度TotalPb 株高Hight 穗长Spike 粒数Seed(个·株。1) 产量Yield(g·盆J)
(mg·kg-J) (cm) (cm) fnumber·individual口lant叫)fg·Dofll
对照CK 44．28士2．05a 5．18士1．41a 18士3a 3．25士0．99a
100 45．80士2．83a 5．36士1．48a 20士4a 3．30士O．95a
300 44．87士3．25a 5．02士1．4la 13士3ab 3．22士1．13a
500 45．OO士3．18a 4．84士1．24a l1士2b 2．42士0．52ab
1000 43．20士2．90a 4．59士1-30a 9士3b 1．57士0．44ab
1500 41．17士3．18a 4．11士1．5la 8士3b 1．28士O．35b
1)表中数据为平均值士标准差，显著性水平为5％．Datapres％ted硒meall士SD，si印墒c∞celevelP
錾F番蠢 善i塞
蚕2羹NaHSO§型蚕革新囊喜呈荔笥书薹萋}蒌琴藿堕薹
l雾ll!l霪l||茎i!鸶!_{rr：Ⅲ蠢!：竺j!i；j蕃霎嚣i!霖；羹薹!繇《11￡曩；￡!}至!l妻j
毳粪TreatmentEm E．c S=h P{ s=n Cv Ca D。r E．a
矍l=嚣．羹囊囊壁lNotes：T0．control
薹熏薹蠢壬臻黯爸硌吞暑量凳蒌季坚蓁舔萎鋈童蠹纂；
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蛩附熟砸蔓锺i州亘勋蠢引学二
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攀。凳NaHSO≥酐肼崭。础薹渊碰世雾耋蠢羹藉迓锊笊
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半盒慰缢吕藕商甄氢季妙k墼萎；
Fig·2Comparisonof ulfurcontentin9plantspeciescollectedfrom?丽蓖薄拳
twosamplings tes：SmallNan—HiliandWorldExhibitionPark
套墅雾幕崭茹甭忑蹦裕警变霎毗舅彭K再直1塑配
础襁鲤饕觏囊9可矗型曼鬻翟零击器裂拶羹攀贿；耐j璧鬃鄹；臻拦鞠毳9镧誊裂瘫篱霪豇J、／宙声
狮积袱；蟛她灞淄傲胜纛裂％鹄鞠邕。烈聋堕薷
渚蠹野鏊零必堪甥妻磊蓟藕蔓鬲∽萎慕置鬻熨季
k珐冀老霉益。
錾；堇萋
薹÷i薹
兰．荤萎
蠹0。74
孽0：72
萃0；70
薹。簟J
蚕，萎蓁
0：64
摹蠹摹藿薹薹薹Fv／Fm
F=mEjeS：hP=tS÷nC!薹CiaD?rFi：a
薹翼襄雾Plantspecies
鍪奏壁iJll,J,薹羹鲡羹彗篓9臻臻鍪荆篓堕i霪薹鼎冀丽筝
Fig；3ComparisonofFv／Fmof9plantspeciesfromtwo
samplings tes：SmallNan—HillandWorldExhibitionPark
11i 鎏茎囊：主薹蚕j1998．萎薹层囊囊浅藉战躺萋刍蕊妻嵩
驯薹鬟霉瞄爵钳描到|{i|{?篓薹晤笪妻蓊；i善l；；：1-|?
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i至i 萋囊降；雾篓荔j子寿．2003，匣甍喾及錾薹而瓤篓回
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；萎；8 嚣刊霎；囊缫Ⅲ。缛萎霎影一2005，如羹堇￡T刊霾脉叠点
万方数据
6期 晁雷，等：基于小麦产品质量的土壤铅修复基准 557
表4小麦生理指标与土壤全量铅的相关性
Table4CorrelationsbetweenwheatndsoiltotalPb
生理指标Phy。iol。西。al主望全塑!竺!!!!竺!!!：!!圭量复塾丝竺兰!生!!!!!竺兰!!：：!
砌ex
。 。
R回归egre方程ssionm deJ
R2 P lDl0
R回归egre方程ssionm deI
R2 P IDl。
J
“ ～
I 一
1 ～⋯
株高Plantheight(cfn)Y=-0．0026x+45．505O．80 <0．052174Y---0．0484x+42．168O．78
壤进行的研究。农作物对重金属的吸收与土壤的理化
性质之间有着密切的关系‘翻，当土壤的pH值、有机质
含量、N的含量、P的含量等发生变化时，小麦对重金
属的吸收都会发生相应的变化[23,24]。
3结论
(1)在低浓度铅处理下，小麦的生物量均有所
增加，随着处理浓度的提高，生物量逐渐降低。随着
铅处理浓度的提高，小麦各器官中的铅含量逐渐升高，
其中以根部含量最高，其次为茎叶、籽壳，籽实中铅
的含量最低。
(2)籽实中铅含量与土壤中铅的全量和有效态含
量的相关性远低于根、茎叶、籽壳中铅含量与土壤中
铅的全量和有效态含量的相关性。
(3)以小麦籽实生物量降低10％为依据，确定棕
壤中铅的土壤修复基准为总量292mg．kg"1，有效铅含量
为7mg-蚝～；以小麦可食部位．籽实中铅含量的食品卫
生标准(o．2mg．kg-1)为依据，确定棕壤中铅的土壤修
复基准为：总量170mg·kg-’。有效态含量4mg·kg-1。
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万方数据
6期 张秋云，等：织带厂『废水处理工艺优化及工稃应用研究 563
表4工程运行处理监测结果
!垒垒堡兰!坠!坐壁坠鲢Q!i塑g堡!坚!垒垡巳!虫!壁堡!璺!坐呈坐
指标lindex pH CODcr(mg·L‘1)BODS(mg·L。1)SS(mg·L。1)
化系统前浓度基本保持一致，避免由于pH值、有机
物浓度的不断改变、温度偏高等对系统造成的冲击，
以利于降解菌的生长繁殖。水解酸化池采用针对该类
废水而驯化的高效降解菌群，将水中染料等大分子有
机物断链为小分子有机物，既除去大部分色度，又提
高废水的可生化性，为后续的接触氧化好氧生化处理
提供条件。
工程实际运用中，经过3个多月的调试，处理的
水量、水质达到了设计要求，经当地环保部门验收监
测，出水达到《广东省水污染物排放限值》
(DB44／26．2001)中的第二时段一级标准，监测结果
见表4。
3结语
(1)采用水解．接触氧化．混凝沉淀为主体工艺，
以硫酸亚铁作为絮凝剂，处理织带厂废水经过20h处
理，取得了良好效果。 废水处理后，pH下降了2．9，
CODcr及BOD5去处效率达到90％以上，色度降低几
十倍。可以确保织带厂污水处理后达到《广东省水污
染物排放限值》(DB44／26．2001)中的第二时段一级
标准。
(2)该试验为解决广东省织带厂废水处理提供了
一条可行途径，并对该类型高浓度染料废水的治理具
有借鉴和参考价值。
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万方数据
基于小麦产品质量的土壤铅修复基准
作者： 晁雷， 周启星， 陈苏， 崔爽， CHAO Lei， ZHOU Qi-xing， CHEN Su， CUI Shuang
作者单位： 晁雷,陈苏,崔爽,CHAO Lei,CHEN Su,CUI Shuang(中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态
过程重点实验室,沈阳,110016;中国科学院研究生院,北京,100039)， 周启星,ZHOU Qi-
xing(中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态过程重点实验室,沈阳,110016;南开大学环境
科学与工程学院,天津,300071)
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGIC SCIENCE
年，卷(期)： 2006,25(6)
被引用次数： 3次
参考文献(24条)
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