全 文 ：浙江大学学报(农业与生命科学版)　37(4):465～ 472 , 2011
Journal of Zhej iang University(Agric.&L ife Sci.)
文章编号:1008-9209(2011)04-0465-08 DOI:10.3785/j.issn.1008-9209.2011.04.017
　　收稿日期:2010-01-24
基金项目:国家自然科学基金资助项目(40701074);浙江省科技厅面上资助项目(2008C33047);国家高技术研究发展计划
863资助项目(2009AA06Z316);科技部国际合作资助项目(2011DFA101222);污染环境修复与生态健康教育部重点实验室开放
基金资助项目.
作者简介:李廷强(1976—),男 ,四川德阳人 , 博士 , 副教授 , 主要从事植物营养环境生态 、污染环境修复等方面的研究.
T el:0571-86971907;E-m ail:li tq@zju.edu.cn.
东南景天对镉-苯并[ a]芘复合污染土壤的修复效果
李廷强1 , 董增施2 , 姜 宏1 , 李 冰3 , 杨肖娥1
(1.浙江大学环境与资源学院 教育部污染环境修复与生态健康重点实验室 ,浙江杭州 310058;2.杭州万向职业技术学院 ,
浙江杭州 310023;3.四川农业大学资源与环境学院 ,四川 雅安 625014)
摘　要:采用盆栽试验研究 2 种生态型东南景天对镉-苯并[ a] 芘(Cd-B[ a] P)复合污染土壤的修复效
果.结果表明:在 Cd-B[ a] P复合处理条件下 ,超积累生态型东南景天生长主要受高浓度B[ a] P影响 , 而
Cd 是抑制非积累生态型东南景天生长的主要因素 , 在低 Cd 处理条件下 , 5 mg kg -1B[ a] P能促进 2 种
生态型东南景天根系的生长;超积累生态型东南景天地上部镉含量远远大于非积累生态型 , 且不受
B[ a] P水平的影响;2 种生态型东南景天各部位B[ a] P含量主要受土壤B[ a] P水平的影响;在 Cd-B[ a] P复
合处理条件下 ,超积累生态型东南景天对镉的去除效果显著高于非积累生态型 ,但在高质量浓度B[ a] P
(25 mg kg-1)处理条件下 ,镉的去处效果明显降低;未种植物的土壤B[ a] P平均去除率达到 43.7%, 而
种植东南景天的土壤B[ a] P平均去除率达到 58.2%.本结果说明超积累生态型东南景天对中轻度 Cd-
B[ a] P复合污染土壤具有较好的修复效果.
关　键　词:苯并[ a] 芘;Cd;复合污染;东南景天;土壤修复
中图分类号:X 171;X 53 　　　文献标志码:A
LI T ing-qiang1 , DONG Zeng-shi2 , JIANG Hong1 , LI Bing 3 , YANG Xiao-e1(1 .Ministry o f E ducation
Key Laboratory of Env ironmental Remediation and Ecosy stem Health , College of Env ironmental and
Resource Sciences , Zhej iang University , Hangzhou 310058 , China;2 . Hangz hou Wanx iang
polytechnic , Hangz hou 310023 , China;3 .College o f Resource and Env ironmental Sciences , Sichuan
Agricultural University , Ya′an , Sichuan 625014 , China)
Remediation efficiency of Cd-B[ a] P combined polluted soil by Sedum al f redii.Journal o f Zhejiang
Univer sity(Agric.& Life Sci.), 2011 , 37(4):465-472
Abstract:Remediation efficiency o f cadmium(Cd)and benzo [ a] py rene(B[ a] P)combined po lluted so il
by Sedum al f redii Hance w as studied using po t e xperiment under contro lled temperature and natural
lig ht during cultivation.The results showed that the g row th o f hyperaccumulating eco type(HE)of S.
al f redii was inhibited under high B[ a] P leve l (25 mg kg-1), w he reas the biomass o f non-
hype raccumula ting ecotype(NHE)decreased significantly due to Cd to xicity.When trea ted with low Cd
(1 mg kg -1), the roo t biomass o f bo th H E and NH E w ere inc reased by 5 mg kg-1 B[ a] P.Cadmium
concentra tion in the shoo t of the H E w as much g reater than the NHE and was not inf luenced by B[ a] P
supply level.The B[ a] P concentr ations in both shoo t and roo t of bo th eco type of S.al f redii we re
浙江大学学报(农业与生命科学版)
controlled by B[ a] P leve l in the soil instead of Cd.The removal efficiency o f Cd from Cd-B[ a] P
combined polluted soil by the H E w as much g reater than the NH E , however , significant decr ease of Cd
removal efficiency w as obse rved with treatment of 25 mg kg -1B[ a] P.The removal efficiency o f B[ a] P
from unplanted soil w as 43.7%, whereas it was increased to 58.2% af te r planted with bo th eco types o f
S.al f redii.All the results above suggest that hyper accumulating eco type of S.al f redii ha s g reat
po tential fo r phy to remediation of Cd and B[ a] P moderately contaminated soil.
Key words:benzo [ a] py rene;Cd;combined pollution;Sedum al f red ii;so il remediation
　　随着工业化 、城市化 、集约化农业的快速发
展 ,我国土壤重金属污染问题日趋严重 ,其中以
镉污染最为突出[ 1-2] .目前全国土壤镉污染面积
约为13 300 hm2 , 土壤镉含量为 1 ～ 5 mg
kg-1 ,甚至达 10 mg kg-1 [ 3] .由于城市污泥和
垃圾 、有机肥料与磷肥等在集约化农业中的大
量施用 ,土壤镉污染面积呈增加趋势 ,国家环境
保护部正在修订土壤重金属污染质量标准 ,如
将土壤 Cd的污染标准从当前的 0.5 mg kg-1
降低到 0.3 mg kg-1 ,这又会大大增加中轻度
污染土壤的面积.由于 Cd的生物有效性高 ,与
其他重金属相比 , Cd更易在农产品中积累 ,对
人体健康 构成严重威胁[ 4-5] .苯并 [ a ] 芘
(B[ a] P)是 5环结构的多环芳烃(PAHs),有很
强的致癌性 ,被美国环保局列入优先控制有毒
有机污染物的黑名单[ 6] ,又因B[ a] P具有高的
辛醇-水分配系数和较高的蒸汽压 ,在自然状况
下B[ a] P很难降解 ,容易在土壤等环境中积累 ,
造成土壤环境污染[ 7-8] .重金属和多环芳烃是土
壤环境中的重要污染物 ,它们往往同时或者先
后进入同一环境介质或生态系统而形成复合污
染 ,从而对环境造成更加严重的危害[ 9-10] ,因此
对复合污染的研究已成为环境科学发展的重要
方向之一.开展重金属和多环芳烃复合污染研
究对于农业环境生态安全具有重要意义.目前 ,
国内外对重金属和多环芳烃的单独污染以及不
同重金属之间复合污染的生态效应 、修复技术
等有较多研究[ 11-12] ,但对多环芳烃和重金属复
合污染尤其是B[ a] P和镉复合污染的修复研究
尚不多见.
　　植物修复技术具有高效低耗 、保持水土和
美化环境等特点 ,是一项具有广阔应用前景的
治理重金属和有机污染土壤的全新技术[ 13] .东
南景天是我国原生的镉超积累植物 ,它对镉具
有高度耐性和极强的超积累能力 ,与国际超积
累模式植物遏蓝菜(Thlaspi caerulescens)相
比 ,它还具有生长较快 、生物量较大 、环境适应
性较广 、无性繁殖 、多年生等优点[ 14] .目前有关
东南景天对重金属镉 、锌的吸收积累特点 、体内
解毒机制等研究很多[ 15-17] , 但其在重金属-
PAHs复合条件下重金属的吸收积累特点 、修
复效应以及对 PAHs降解作用的影响研究还
是空白.本实验以 PAHs中难降解的B[ a] P和
重金属镉作为目标污染物 ,通过室内模拟实验 ,
研究在复合污染条件下 2种生态型东南景天对
镉的吸收积累特点及B[ a] P的降解特征 ,为进
一步开展重金属和有机物复合污染的植物修复
技术研究提供科学依据.
1　材料与方法
1.1　试验材料
　　苯并[ a]芘纯度>97%,Cd(NO 3)2 为分析
纯 ,均购自 Sigma 公司.植物材料为2种生态型
东南景天(Sed um al f redi i Hance),其中超积
累生 态 型 东 南 景 天 (hype raccumulating
ecotype , HE)取自浙江省衢州市铅锌矿 ,非积
累生态型东南景天(non-hype raccumulating
ecotype , NHE)取自浙江省杭州市九溪镇.供
试土壤为粘壤土 ,土壤经风干后过 2 mm 尼龙
筛 ,室温下保存 ,其基本理化特性见表 1.镉-苯
并[ a]芘复合污染土壤通过 2 个步骤制备[ 18] .
首先将 Cd(NO 3)2 溶液用喷雾混匀法加入供试
土壤中 ,完全混匀 ,获得镉污染土壤 ,风干;再把
镉污染土壤与溶解于丙酮的B[ a] P溶液充分混
匀 ,放置于通风橱中 ,通风干燥 6 ～ 7 d ,使丙酮
完全挥发.风干后取部分土壤测定镉和B[ a] P
浓度.
466 第 3 7卷　
李廷强 ,等:东南景天对镉-苯并[ a] 芘复合污染土壤的修复效果
表 1　供试土壤基本理化特性
Table 1　Selected physical and chemical propert ies of tested s oil
土壤 pH a w(有机质)/(g kg -1)
w(总氮)/
(g kg -1)
w(总磷)/
(g k g -1)
CECb/
(cmol k g -1)
w(砂粒)/
%
w(粉粒)/
%
w(粘粒)/
%
w(Cd)/
(mg kg -1)
w(B[ a] P)/
(m g kg -1)
粘壤土 8.08 21.8 0.98 0.79 15.59 35.5 40.3 24.2 0.24 0.05
　　注:a:1∶2.5土水比;b:阳离子交换量.
1.2　盆栽试验
　　试验设置 3 个镉水平:1 、10 和 50 mg
kg-1 , 3个B[ a] P水平:1 、5 和 25 mg kg-1 ,完
全组合成 9个处理 ,设置不添加 Cd和B[ a] P的
处理为对照(CK),每处理重复 3次 ,共 30盆.
同时对应每一处理设不种植物的对照.将风干
的镉-B[ a] P复合污染土壤与 N 、P 、K 基础肥料
(N 100 mg kg-1 , P2O 5 80 mg kg-1 , K 2O 100
mg kg-1)拌匀 ,各盆装土 3.0 kg ,加去离子水
至田间持水量的 60%～ 70%,平衡 1周后种植
东南景天.取大小均匀一致的东南景天枝条 ,用
自来水冲洗干净 ,用营养液预培养 18 d 左右 ,
营养液组成参照杨肖娥等[ 15] 的方法 ,待长出比
较旺盛的根系后移栽至培养盆 ,每盆 4株.试验
在玻璃温室内进行 ,试验期间 ,加重蒸水使土壤
水分维持在田间持水量的 60%,光照条件为自
然光 ,植物移栽 4个月后收获植物.
1.3　样品采集
　　将东南景天分地上部与根系收获 ,用蒸馏
水冲洗干净后测定根系形态 ,然后晾干称取鲜
质量 ,植物鲜样先在 105 ℃下杀青 30 m in ,然
后在 70 ℃下烘干至恒质量 ,测定其干物质质
量.烘干的植物样用玛瑙研钵磨细 ,过 60目尼
龙筛 ,放于冰箱(4 ℃)中备用.土壤样品在室温
下风干后 ,用玛瑙研钵磨细 ,过 100目尼龙筛 ,
放于冰箱(4 ℃)中备用.
1.4　测定方法与数据分析
　　供试土壤的基本理化性质采用常规分析方
法测定[ 19] .根系长度 、根系表面积 、根系体积和
侧根数等采用全自动根系扫描分析仪测定 ,分
析 软 件 为 Regent 仪 器 公 司 提 供 的
WinRHIZO.土壤和植物中镉含量测定:植物
样品用王水消化 ,土样用王水-高氯酸法消化 ,
采用 ICP-OES(岛津 ICPS-7510)测定 Cd含量.
植物 、土壤中B[ a] P含量测定采用加速溶剂萃
取-高效液相色谱法 测定(HPLC , Agi lent
1100),具体步骤参见文献[ 20-21] .每处理的测
定结果为 3 个重复的平均值 ,所有数据采用
SPSS 10.0分析软件处理.
2　结果与分析
2.1　Cd-B[ a] P复合污染对东南景天生长的
影响
　　Cd-B[ a] P复合污染对不同生态型东南景
天生长的影响差异显著.对于超积累生态型东
南景天 ,植株生长主要受高浓度B[ a] P影响 ,Cd
对植物生长无显著影响.当B[ a] P ≤ 5 mg
kg -1 ,3种镉处理的超积累生态型东南景天生
长良好 ,没有毒害症状;而在高质量浓度B[ a] P
(25 mg kg-1)处理条件下 ,植株株高降低 ,生
长受到一定的抑制.对非积累生态型东南景天
其植株生长主要受 Cd 影响.在不同B[ a] P水平
下 ,随着镉处理浓度的升高 ,非积累生态型东南
景天的生长逐渐受到抑制 , 在高镉(50 mg
kg -1)条件下表现出明显的毒害症状 ,植株矮
小 ,根系发黑腐烂 ,叶片失水萎蔫 、失绿 ,植株生
长受到明显抑制.
　　在不同浓度 Cd 、B[ a] P处理下 ,2种生态型
东南景天各部位生物量差异显著(表2).在中低
B[ a] P(≤5 mg kg-1)处理条件下 , 1 、10和 50
mg kg-1 3个镉处理中超积累生态型东南景天
地上部和根系生物量没有显著差异.而在高
B[ a] P (25 mg kg-1)处理条件下 , 3个镉处理的
超积累生态型东南景天生物量都有所下降 ,但不
同镉处理之间差异不明显 ,与对照处理相比 ,25
mg kg-1B[ a] P 处理中植物地上部干质量分别
下降 17.5%、20.3%和 19.4%,根系生物量分别
下降 25.0%、24.2%和 28.3%.对于非积累生态
型 ,植株生物量主要受 Cd影响 ,随着 Cd浓度的
增加 ,植株地上部和根系生物量显著降低(P<
0.05).和对照处理相比 ,高镉(50 mg kg-1)处理
467　第 4期
浙江大学学报(农业与生命科学版)
的非积累生态型地上部生物量分别下降
45.3%、46.0%和 52.5%, 根系生物量下降
62.2%、63.0%和 68.1%,差异显著 ,说明 Cd对
非积累生态型东南景天的生长具有较强的抑制
作用 ,其中对根系的抑制作用更明显.值得提出
的是 ,在低 Cd(1 mg kg-1)处理条件下 ,5 mg
kg
-1的B[ a] P能促进 2种生态型东南景天根系的
生长 ,这与邢维芹等[ 11] 的研究结果一致 ,他们发
现在 Pb-B[ a] P复合处理条件下 ,当 Pb用量较低
时 ,中等浓度处理的B[ a] P能促进黑麦草生长.
表 2　Cd-B[ a] P复合处理对东南景天生长的影响
Table 2　Ef fect of Cd-B[ a] P com bined t reatment on grow th of S.a l f red i i
w(C d)/
(m g kg -1)
w(B[ a] P)/
(mg kg -1)
地上部干质量/(g 株-1)
HE NHE
根干质量/(g 株-1)
HE NHE
1 1.116 a 1.048 a 0.118 b 0.115 b
1 5 1.188 a 1.163 a 0.139 a 0.132 a
25 0.922 b 1.119 a 0.090 c 0.108 b
1 1.093 a 0.761 b 0.115 b 0.073 c
10 5 1.102 a 0.717 b 0.123 ab 0.071 c
25 0.891 b 0.746 b 0.091 c 0.069 c
1 1.133 a 0.579 c 0.115 b 0.045 d
50 5 1.082 a 0.571 c 0.121 b 0.044 d
25 0.901 b 0.560 c 0.086 c 0.038 d
CK 1.118 a 1.058 a 0.120 b 0.119 b
　　注:同列数据后的不同小写字母表示在 P<0.05水平差异有统计学意义.
2.2　Cd-B[ a]P复合处理对根系形态的影响
　　根系是植物吸收矿质营养和水分的主要器
官 ,在土壤非生物逆境胁迫条件下 ,植物最先感
受到逆境胁迫的器官是根系.植物通过改变根
系形态和分布 ,以适应环境胁迫.从表 3可以看
出 ,Cd-B[ a] P复合处理对东南景天根系形态的
影响与根系生物量的变化趋势一致 , 2种生态
型之间差异显著.从表 3 还可以发现:Cd-
B[ a] P复合处理主要影响东南景天的根系长
度 、根表面积和根系体积 ,而对根系直径没有显
著影响;对超积累生态型 ,在高B[ a] P (25 mg
kg
-1)条件下 ,根系长度 、根表面积和根系体积
都显著降低 ,但不同镉处理之间差异不明显 ,表
明超积累生态型东南景天根系形态主要受
B[ a] P处理浓度的影响;对于非积累生态型 ,随
着镉浓度的增加 ,除根系直径外 ,各项根系形态
指标显著降低 , 相同 Cd 处理条件下 , 不同
B[ a] P处理之间差异不明显 ,表明非积累生态
型东南景天根系形态主要受 Cd处理浓度的影
响;在低Cd(1 mg kg-1)条件下 ,5 mg kg-1的
B[ a] P能促进 2 种生态型东南景天根系的生
长 ,根系长度 、根表面积和根系体积都显著增加
(P<0.05),这与根系生物量的变化类似.
2.3　Cd-B[ a] P复合处理对东南景天吸收镉的
影响
　　从表 4 可以看出 , 2种生态型东南景天在
Cd-B[ a] P复合条件下各部位镉含量差异显著.
对于超积累生态型东南景天 ,无论在高质量浓
度(25 mg kg-1)或者中低质量浓度(≤5 mg
kg -1)B[ a] P水平下 ,随着镉处理水平的增加 ,
地上部和根系镉含量都显著增加 ,且地上部镉
含量显著高于根系.在相同镉浓度条件下 ,
B[ a] P水平对超积累生态型东南景天镉含量的
影响不明显.对非积累生态型 ,随着镉处理水平
的增加 ,地上部和根系镉含量也都表现出相同
的增加趋势 ,但根系镉含量都高于相应的地上
部.在 Cd 用量为 1 mg kg-1时 , 5 mg kg-1
B[ a] P使非积累生态型东南景天地上部和根系
镉含量显著提高 ,这可能与B[ a] P促进根系生
长 、提高根表面积 、增加对镉的吸收有关.而在
同样条件下 ,超积累生态型东南景天地上部和
根系镉含量却没有增加 ,这说明 2 种生态型东
南景天对镉的吸收机制不同 ,其对 Cd-B[ a] P复
合的响应也有差异.
468 第 3 7卷　
李廷强 ,等:东南景天对镉-苯并[ a] 芘复合污染土壤的修复效果
表 3　Cd-B[ a] P复合处理对东南景天根系形态的影响
Table 3　Ef fect of Cd-B[ a] P com bined t reatment on root m orphology of S. al f red ii
w(C d)/
(mg kg -1)
w(B[ a] P)/
(m g kg -1)
根系长度/(cm 株-1)
HE NHE
根系表面积/(cm 2 株-1)
HE NHE
根系平均直径/mm
HE NHE
根系体积/(cm 3 株-1)
HE NHE
1 249.4 b 209.6 b 64.2 b 59.5 a 0.46 a 0.58 a 0.61 b 0.51 a
1 5 275.6 a 239.8 a 79.0 a 76.0 a 0.44 a 0.54 a 0.79 a 0.89 a
25 200.8 c 212.6 b 52.5 c 61.0 a 0.51 a 0.66 a 0.50 c 0.53 a
1 242.0 b 139.5 c 69.5 b 40.4 b 0.47 a 0.53 a 0.59 b 0.40 b
10 5 246.6 b 149.2 c 60.5 b 38.6 b 0.51 a 0.55 a 0.69 ab 0.47 b
25 202.1 c 139.6 c 53.0 c 41.5 b 0.50 a 0.60 a 0.49 c 0.42 b
1 251.5 b 86.8 d 69.1 b 29.5 c 0.52 a 0.63 a 0.63 b 0.21 c
50 5 246.6 b 89.9 d 62.5 b 20.5 c 0.50 a 0.65 a 0.61 b 0.27 c
25 198.5 c 91.7 d 48.0 c 23.0 c 0.56 a 0.62 a 0.40 c 0.22 c
CK 251.5 b 215.4 b 68.2 b 61.6 a 0.48 a 0.55 a 0.58 b 0.52 a
　　注:同列数据后的不同小写字母表示在 P<0.05水平差异有统计学意义.
表 4　Cd-B[ a] P复合处理对东南景天不同部位镉含量的影响
Table 4　Effect of Cd-B[ a] P combined t reatment on Cd concent rations of S.a l f r ed ii shoot and root
w(C d)/
(m g kg -1)
w(B[ a] P)/
(mg kg -1)
w(地上部 Cd)/(mg kg -1)
HE NHE
w(根部 Cd)/(mg kg -1)
HE NHE
1 1 303.7 c 36.7 d 50.2 c 63.3 d
1 5 1 202.2 c 50.2 c 69.9 c 74.6 c
25 1 268.5 c 34.6 d 48.5 c 65.6 d
1 1 985.4 b 79.4 b 189.2 b 224.3 b
10 5 2 006.5 b 86.5 b 182.4 b 218.6 b
25 1 999.7 b 82.3 b 191.3 b 215.6 b
1 2 725.4 a 130.6 a 259.5 a 324.9 a
50 5 2 876.5 a 120.7 a 262.6 a 328.1 a
25 2 609.7 a 128.5 a 271.9 a 339.5 a
CK 812.5 d 12.1 e 71.2 c 3.5 e
　　注:同列数据后的不同小写字母表示在 P<0.05水平差异有统计学意义.
2.4　Cd-B[ a] P复合处理对东南景天吸收
B[ a] P的影响
　　从表 5可见 , 2 种生态型东南景天各部位
B[ a] P含量主要受土壤B[ a] P水平的影响.无论
是超积累还是非积累生态型 ,同一 Cd水平下 ,
随着B[ a] P处理水平的升高 , 2种生态型地上部
和根系B[ a] P含量都有增加的趋势 ,不同 Cd处
理对 2种生态型东南景天体内B[ a] P含量的影
响不明显.值得提出的是 , 在同一B[ a] P水平
下 ,超积累生态型地上部B[ a] P含量与非积累
生态型没有差异 ,而非积累生态型根系B[ a] P
含量显著高于超积累生态型 ,表明 2种生态型
东南景天根系对B[ a] P固定能力不同 ,这可能
与 2种生态型东南景天根系糖类及脂类化合物
组成差异有关[ 22] .本试验结果表明 , 2 种生态
型东南景天地上部都能吸收积累 B[ a] P , 而
Bine t等[ 23] 研究表明 , 植物能够促进土壤中
PAHs的降解 , 但是植物体本身并不吸收
PAHs ,由此可见不同植物对土壤中的 PAHs
吸收积累特点不同 ,其吸收机制还有待于深入
研究.同时在本试验中 ,超积累生态型东南景天
能积累大量镉在地上部 , 这为其应用于 Cd-
B[ a] P复合污染土壤的修复提供了可能.
2.5　东南景天对 Cd-B[ a] P复合污染土壤的修
复效率
　　从表6可以看出 , 2种生态型东南景天对
Cd-B[ a] P复合污染土壤的修复效果差异显
著.对于非积累生态型东南景天 ,因其对Cd的
469　第 4期
浙江大学学报(农业与生命科学版)
表 5　Cd-B[ a] P复合处理对东南景天不同部位B[ a] P含量的影响
Table 5　Ef fect of Cd-B[ a] P combined treatment on B[ a] P concent rations of S.a l f red ii shoot and root
w(C d)/
(m g kg -1)
w(B[ a] P)/
(mg kg -1)
w(地上部B[ a] P)/(mg kg -1)
HE NHE
w(根部B[ a] P)/(mg k g -1)
HE NHE
1 0.17 c 0.16 c 0.25 c 0.48 c
1 5 0.33 b 0.34 b 0.60 b 0.78 b
25 0.63 a 0.73 a 1.13 a 1.46 a
1 0.18 c 0.19 c 0.26 c 0.43 c
10 5 0.32 b 0.32 b 0.57 b 0.77 b
25 0.71 a 0.68 a 1.20 a 1.52 a
1 0.20 c 0.22 c 0.28 c 0.49 c
50 5 0.39 b 0.34 b 0.51 b 0.70 b
25 0.69 a 0.72 a 1.16 a 1.43 a
CK 0.03 d 0.02 d 0.04 d 0.06 d
　　注:同列数据后的不同小写字母表示在 P<0.05水平差异有统计学意义.
表 6　土壤中 Cd的残留量及修复效率
Table 6　S oi l C d residue in dif ferent t reatments and it s rem ediation eff iciency
w(Cd)/
(m g kg -1)
w(B[ a] P)/
(mg k g -1)
N HE
w(Cd残留量)/(mg k g -1) w(C d去除)/%
HE
w(C d残留量)/(mg kg -1) w(Cd去除)/%
1 0.995 0.49 c 0.797 20.30 b
1 5 0.992 0.79 b 0.780 22.03 ab
25 0.995 0.49 c 0.840 15.97 c
1 9.985 0.15 d 9.366 6.34 d
10 5 9.981 0.19 d 9.303 6.97 d
25 9.983 0.17 d 9.513 4.87 d
1 49.970 0.06 d 48.805 2.39 e
50 5 49.955 0.09 d 48.850 2.30 e
25 49.975 0.05 d 49.100 1.80 e
CK 0.248 0.99 a 0.190 24.10 a
　　注:同列数据后的不同小写字母表示在 P<0.05水平差异有统计学意义.
吸收能力差 ,在不同浓度 Cd 、B[ a] P处理下 ,土
壤镉的修复效率都很低.对于超积累生态型东
南景天 ,不管在高浓度还是低浓度B[ a] P条件
下 ,随着镉处理浓度的增加 ,镉的去除率都降
低 ,对照处理中镉的去除率最高 ,同时在高质量
浓度B[ a] P(25 mg kg-1)处理条件下 ,镉的去
除率显著降低(P <0.05),表明超积累生态型
东南景天在修复中轻度 Cd-B[ a] P复合污染土
壤中有重要作用.而对B[ a] P而言(表 7),其去
除率不仅受B[ a] P起始浓度的影响 ,还受到镉
复合浓度的影响 ,但 2种生态型之间差异不显
著.随着B[ a] P浓度的升高 ,其去除率逐渐降
低 ,而高质量浓度 Cd(50 mg kg -1)处理的
B[ a] P去除率显著低于低镉(1 mg kg-1)处理.
与无植物处理相比 ,种植东南景天后 ,在高 、低
浓度B[ a] P处理下其去除率都有所提高 ,如当
B[ a] P质量浓度为 5 mg kg-1时 , 在低镉(1
mg kg -1)条件下 ,无植物处理 、种植 NHE 和
HE 的去除率分别为 47.29%、 63.29%和
64.65%,而在高镉(50 mg kg-1)条件下 ,无植
物处理 、种植 NHE 和 HE 的去除率分别为
41.96%、52.90%和 51.85%.值得提出的是 ,
东南景天植株吸收的B[ a] P量只占土壤B[ a] P
总量的 0.01%～ 0.08%,也就是说东南景天对
Cd-B[ a] P复合污染土壤的修复作用主要是东
南景天能够促进土壤B[ a] P的降解 ,而不是其
本身对B[ a] P的吸收.
　　通过 4 个月的试验 , 在未种植物的 Cd-
B[ a] P复合处理土壤中 , B[ a] P的平均去除率达
到43.7%,可能主要是由于土壤中存在的土著
470 第 3 7卷　
李廷强 ,等:东南景天对镉-苯并[ a] 芘复合污染土壤的修复效果
表 7　土壤中B[ a] P的残留量及修复效率
Table 7　S oi l B[ a] P residue in dif ferent t reatments and it s rem ediation eff iciency
w(C d)/
(mg kg -1)
w(B[ a] P)/
(mg kg -1)
无植物
w(B[ a] P残留
量)/(mg kg -1)
w(B[ a] P
去除)/%
NHE
w(B[ a] P残留
量)/(mg kg -1)
w(B[ a] P
去除)/%
HE
w(B[ a] P残留
量)/(mg kg -1)
w(B[ a] P
去除)/%
1 0.505 49.48 a 0.325 67.48 a 0.339 66.02 a
1 5 2.636 47.29 a 1.836 63.29 ab 1.767 64.65 a
25 14.680 41.28 b 10.005 59.98 b 10.525 57.90 b
1 0.521 47.86 a 0.381 61.86 b 0.372 62.72 ab
10 5 2.602 47.96 a 2.052 58.96 b 2.066 58.67 b
25 14.733 41.07 b 11.483 54.07 c 11.875 52.50 c
1 0.571 42.86 b 0.461 53.86 c 0.459 54.08 b c
50 5 2.902 41.96 b 2.355 52.90 cd 2.407 51.85 c
25 15.733 37.07 b 12.983 48.07 d 13.020 47.92 d
CK 0.030 40.05 a 0.018 63.05 ab 0.018 64.90 a
　　注:同列数据后的不同小写字母表示在 P<0.05水平差异有统计学意义.
微生物对B[ a] P有一定的降解作用 ,使土壤中
B[ a] P浓度随着时间而减少.表明土壤本身具有
自然消减和修复B[ a] P污染的功能 ,这与丁克强
等[ 24] 在 Cu-B[ a] P复合污染土壤中的研究结果类
似 ,而高镉条件下B[ a] P的去除率显著降低 ,表明
高浓度镉在土著微生物对B[ a] P的降解中有明
显的抑制作用.关于重金属和 PAHs复合污染土
壤的植物修复目前还处于起步阶段 ,不同研究者
的研究结果也不一致.有的研究表明 ,重金属和
PAHs复合可以促进 PAHs的降解 ,提高 PAHs
的修复效率 ,而有的研究表明 ,重金属和 PAHs
复合污染会抑制植物的修复作用[ 24] .许超等[ 25]
的研究结果表明 ,Cd与芘复合污染显著降低了
白玉米和黑玉米生长 ,尤其是根系的生长 ,降低
Cd与芘的修复效率.本试验中 , 2种生态型东南
景天对 Cd-B[ a] P复合污染土壤的修复效果差异
显著 ,非积累生态型东南景天对镉的去除效率
低 ,因此并不适合于复合污染土壤的修复 ,而对
于超积累生态型东南景天 ,在一定浓度范围内
(B[ a] P≤5 mg kg-1)其生长没有受到任何影响 ,
对 Cd-B[ a] P 复合污染土壤有较好的修复作用.
3　结　论
　　在 Cd-B[ a] P复合处理条件下 ,超积累生态
型东南景天的生长主要受高浓度B[ a] P的影
响 ,而镉是影响非积累生态型东南景天生长的
主要因素 ,在低 Cd条件下 , 5 mg kg-1 B[ a] P能
促进 2 种生态型东南景天根系的生长.Cd-
B[ a] P复合处理主要影响东南景天的根系长
度 、根表面积和根系体积 ,而对根系直径没有显
著影响.超积累生态型东南景天地上部镉含量
远远大于非积累生态型 ,且不受 B[ a] P水平的
影响.2种生态型东南景天各部位B[ a] P含量主
要受土壤B[ a] P水平的影响 ,而不受土壤 Cd水
平的影响.在 Cd-B[ a] P复合处理条件下 ,超积
累生态型东南景天对镉的去除效果显著高于非
积累生态型 ,但在高质量浓度B[ a] P(25 mg
kg
-1)条件下 ,镉的去除效果明显降低.2 种生
态型东南景天都能够促进土壤B[ a] P的降解 ,
未种植物的土壤 B[ a] P的平均去除率达到
43.7%,而种植东南景天的土壤B[ a] P的平均
去除率达到 58.2%.通过本研究可以看出超积
累生态型东南景天对中轻度 Cd-B[ a] P复合污
染土壤具有较好的修复作用.
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