全 文 ：第17卷 第4期 湖 南 城 市 学 院 学 报 （自然科学版） Vol. 17 No.4
2008年12月 Journal of Hunan City University （Natural Science） Dec. 2008

南洞庭湖优势植物蒌蒿的重金属富集特征及其
食用安全性
董 萌1，赵运林1，雷存喜1，戴枚斌2，易合成2
（1. 湖南城市学院 化学与环境工程系，湖南 益阳 413000；2. 益阳市林业局，湖南 益阳 413000）
摘 要：采用野外原位取样系统分析法，研究了南洞庭湖湿地区域内8个样点的蒌蒿对重金属Cd、Pb、
Cu在不同部位的富集含量与积累特征，并评价了其作为蔬菜的食用安全性．结果表明，各样点所取蒌蒿对3
种重金属均有较高的富集含量和根茎转移系数；可食部分重金属特别是Cd含量严重超标，蒌蒿作为食用蔬菜
其安全性较低，不宜直接进行长期大量食用；结合其他研究成果认为蒌蒿可作为耐重金属Cd污染的新型修复
植物进行开发利用．
关键词：蒌蒿；重金属；富集特征；食用安全性
中图分类号：Q949.783.5 文献标识码：A 文章编号：1672–7304(2008)04–0044–05

重金属污染在整个环境污染中占有很大的比
例．20 世纪 90 年代以来，国际上对重金属元素
的环境标准制定越来越严格[1-2]．近年来，有关环
境中重金属有效性的研究已由环境化学制约性逐
步转向植物制约性研究，研究的深度和广度也在
不断拓展，目前已由各类重金属各种化学形态及
含量的测定转为对污染机理分子水平上的探索，
国内外学者也获得了不少新的研究成果[3-5]．
湿地是介于湖泊和陆地之间的一种过渡型生
态系统，大多数湿地具有栖息生物资源、提供优
质原料、调节气候、旅游等多项生态功能与社会
功能，特别是具有悠久历史的自然湿地区域，与
人类的生产和生活更是息息相关．由于人类的过
度开发利用及保护措施不当等，国内大多数湿地
都遭受了严重的重金属、有机化合物等的污染
[6-8]．湿地与生长于其内的生物资源是一个统一的
有机整体，各类污染物质从所处环境中通过一系
列的转移和转运作用必将进入动物和植物体内，
再通过食物链的传递最终富集和蓄积在人体，从
而对人体各器官造成危害．环境污染重金属危害
人体的例子已屡见不鲜，20 世纪 50 年代作为世
界第二大公害的日本富山“ 骨痛病” 事件，即是
由于人们饮用了镉污染的河水和食用了含镉的大
米以及其它受镉污染的食物所引起；2000 年湖南
郴州炼砷区因废渣污染井水，致使该区 54%的蔬
菜可食部分砷含量大大超过《国家蔬菜卫生标准》
所规定的最大容许量[9]．
在湿地区域内，某些植物具有直接食用价值
或与人们生活密切相关的其他经济价值，对该类
植物生态安全性的研究不容忽视[10]．本研究即是
通过对取材于南洞庭湖湿地优势植物种蒌蒿
（Aremisia selengensis Turcz.）植株体内的重金属
元素镉（Cd）、铅（Pb）、铜（Cu）的含量进行测
定和分析，评价其作为食用蔬菜用途的食用安全
性，旨在加深人们对重金属环境污染的认识并对
蔬菜食用安全予以足够的重视．
1 材料与方法
1.1 研究区概况
南洞庭湖湿地位于洞庭湖西南部的沅江市境
内，地理位置为 112°18′ 45″ -112°51′ 15″ E，
28°38′ 15″ -29°01′ 45″ N，面积 16.8 万 hm2，
位于长江中游最大的过水性淡水湖泊—洞庭湖的
南部，南距益阳市 25 km，距沅江市 5 km．1997
年在该湿地建立省级自然保护区，2001 年加入
《湿地公约》，列入国际重要湿地名录，2002 年，
南洞庭湖被确定为国际湿地自然生态保护区，属
内陆湿地与水域生态系统类型的自然保护区，湖
区内湖滩星罗棋布，气候温和，雨量充沛，栖息
繁殖着大量的野生动植物资源[11]．
蒌蒿为多年生菊科草本植物，是在整个南洞
庭湖湿地区域内大量生长的一类野生优势植物
种，在该区域内这种植物除具有保持水土、改善
环境等生态作用外，还是深受人们青睐的一种野
生绿色蔬菜，与野芹菜（Oenanthe javanica）、
芦笋（Asparagus officinalis）和蓼米并誉为“洞庭
收稿日期：2008-11-03
基金项目：湖南省科技计划资助项目（2008SK4013）；湖南省教育厅科研基金资助项目（08C180）
作者简介：董萌(1982-)，男，山东济宁人，助教，博士生，主要从事环境污染生态修复研究．

董 萌等：南洞庭湖优势植物蒌蒿的重金属富集特征及其食用安全性

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四珍”，植株可食部分为地上幼嫩的茎叶，蒌蒿以
其可口的味道和较高的营养价值等优点逐渐被人
们广泛栽培种植．但近年来不少文献报道蒌蒿是
一种对重金属元素富集能力较强的植物，特别是
对污染区的 Cd、Cu 等多种重金属吸附能力较其
他普通植物高出许多[12]，这就必然涉及到其作为
蔬菜的食用安全性问题．
1.2 样品采集与前处理
于 2008 年 5 月对南洞庭湖湿地范围内的沈家
湾、天鹅凼、车便湖、保民垸、安民垸、西目平
湖、兰家山、管竹山等 8 个蒌蒿生长密集的样点
进行广泛采样，为保证取材的均一性，采用网格
状方式布点进行随机采集，各个样点采集 5-9 次
作为重复，每次采集 10 株以上，同一样点所取材
料混合后平均分成 3 份作为测定重复．带回后洗
净泥土，去离子水浸泡 3 次，吸水纸吸干后将整
株分为地上部（茎叶）和地下部（根）；烘箱中
105 ℃杀青 20 min，70 ℃烘干至恒重；植物粉碎
机细孔粉碎后装袋，备用．
1.3 样品测定
1.3.1 硝化方法
采用目前比较常用的浓 HNO3- HClO4混合酸
硝化法[13]：准确称取粉碎后的干样 0.1 g，加 15 mL
浓 HNO3 过夜，次日于电热炉上消煮至近干（注
意不要过干），迅速加入 5 mL HClO4 继续消煮至
剩余少量液体（1 mL 左右）时，加入去离子水清
洗并过滤入 50 mL 容量瓶，定容，分装于塑料离
心管中待测．
1.3.2 重金属元素含量测定
所测定元素均采用石墨炉原子吸收分光光度
法 ， 仪 器 类 型 为 原 子 吸 收 分 光 光 度 计 岛 津
AA-6300 型．
1.4 数据统计与处理分析
所得数据用 DPS 软件系统进行分析与处
理．根茎转移系数计算公式：根茎转移系数=地
上部分重金属含量值/地下部分重金属含量值，用
来表述植物对该种重金属由根部吸附后运输到茎
叶部的能力[14]．
2 结果与分析
2.1 各样地蒌蒿植株体内对 Cd、Pb、Cu 3 种重
金属的积累与分布
通过对各个样地蒌蒿地上部分和地下部分干
样中的重金属含量分别测定后发现，该种植物在
自然生长状态下对 Cd、Pb、Cu 3 种重金属均有
非常强的吸收与富集能力（见表 1）．在 Cd 元素
的干样含量值中可以明显看出，无论地上还是地
下部分，各个样地的蒌蒿均具有较高的重金属 Cd
含量，且各地点之间的积累值有较大差别，就地
上部分来看，保民垸地带的含量最高，可达 64
mg/kg，天鹅凼地带的含量最低，但也在 20 mg/kg
以上，其他地点居于中间值，与之对应的蒌蒿地
下部分 Cd 含量值与各地上部分含量值之间的变
化趋势相似，数值上大多高于地上部分，说明各
个地带蒌蒿的茎叶和根 2 部分在 Cd 元素的吸收
量上较稳定；从对 Pb 元素的整个吸收状况来分
析，保民垸地带的吸收量仍较高，兰家山、沈家
湾地带整株的 Pb 含量相对其他地带偏低，西目平
湖地上部分含量虽相对低些，但其地下部分的积
累值却居于较高水平．若单纯从植物富集量角度
分析污染区状况的话，可以从一定程度上推断出
南洞庭湖湿地 Pb 污染呈地带性分布，保民垸、管
竹山、天鹅凼等地带 Pb 污染较严重，兰家山、沈
家湾等地带污染相对轻微；各个地点蒌蒿对 Cu
的富集量远高于其他 2 种重金属，8 个样地中有 5
个样地的蒌蒿地下部分 Cu 含量在 100 mg/kg 以
上，其中管竹山更是高达 225 mg/kg，半数地带的
蒌蒿茎叶中的 Cu 含量也超过或接近 100 mg/kg．
总体来看，所涉及的 8 个样地中的蒌蒿植株
体内均呈现出非常高的重金属含量，保民垸、西
目平湖等地带蒌蒿中的 Cd 积累量最多；保民垸、
管竹山等地点蒌蒿中 Pb 的积累量最多；管竹山、
安民垸等地带蒌蒿植株内 Cu 含量最高．将各个
样点蒌蒿各生长部位的 3 种重金属含量值作比
较，无论在根部还是在茎叶部，不同种类重金属
含量的顺序依次为 Cu﹥ Cd﹥ Pb．
2.2 各采样点蒌蒿的根茎转移能力分析
植物吸收重金属后，一部分滞留于根部，另
一部分由于植物自身的生理机能将其输送到植物
的地上部分，从而在植物的各个器官、生长部位
均有分布．植物地上部分重金属含量的多少取决
于根部输送重金属能力的大小，对本研究材料蒌
蒿来讲，其根茎转移系数直接描述了不同重金属
在植株体内的分布状况．从表 2 和图 1 来看，各
样点蒌蒿对重金属 Cd 的转移系数均在 0.5 以上，
即超过一半的重金属 Cd 经蒌蒿吸附后转移到了
地上茎叶中，某些地带（天鹅凼、管竹山）的蒌
蒿茎叶中 Cd 的含量与根部含量相同甚至高于根

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部含量，这在其他种类植物重金属转移系数的研
究中较少见[15-17]，更进一步说明了南洞庭湖蒌蒿
对重金属 Cd 有着非常强的耐受性；野生蒌蒿对
重金属 Pb 的根茎转移系数总体上也非常高，沈家
湾蒌蒿植株对 Pb 的转移系数最高，达 1.53，车便
湖和保民垸地带的植株也接近或超过 1，兰家山、
西目平湖的蒌蒿转移系数较低，分别为 0.23 和
0.31；而除管竹山和保民垸两个地带外，其余各
样地蒌蒿对 Cu 的转移系数则普遍更高．转移系
数总体平均值高达 0.9，对 3 种重金属的转移系数
总体平均值进行比较：Cu 的最高，达到 0.9；Cd
次之，为 0.84；Pb 最小，为 0.74．
表 1 Cd、Pb、Cu 在各样点蒌蒿中的含量与分布
生长部位 取样地点 重金属含量/(mg·kg-1)
Cd Pb Cu




地上部分








地下部分




沈家湾
天鹅凼
车便湖
保民垸
西目平湖
兰家山
管竹山
安民垸
各地点地上平均值
沈家湾
天鹅凼
车便湖
保民垸
西目平湖
兰家山
管竹山
安民垸
各地点地下平均值
29.67±1.301
25.45±1.222
40.71±2.076
64.18±1.175
48.26±1.179
26.95±1.304
33.51±2.061
41.32±2.184
38.75±1.933
34.78±1.626
23.77±1.175
53.62±2.013
74.61±2.446
76.19±1.957
34.89±1.159
35.58±1.432
48.64±1.668
47.76±1.759
11.22±1.113
20.79±1.289
23.15±1.684
34.10±2.124
10.36±0.271
3.65±0.148
17.81±1.156
25.18±1.177
18.28±1.414
7.35±0.974
34.82±2.547
25.39±1.569
32.28±1.464
33.57±1.258
15.83±1.322
43.43±2.013
27.43±1.357
27.51±1.778
104.43±2.123
110.82±1.577
72.35±1.324
86.61±2.458
72.94±1.198
72.76±1.618
74.88±2.406
138.69±2.449
91.68±2.014
91.10±1.987
73.97±1.644
75.32±1.456
181.41±1.956
104.29±1.825
62.91±1.678
225.16±2.369
145.28±1.757
119.93±2.175

0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
Cd Pb Cu
重 金 属 种 类
根
茎
转
移
系
数
值
沈家湾
天鹅凼
车便湖
保民垸
西目平湖
兰家山
管竹山
安民垸

图 1 Cd、Pb、Cu 3 种重金属在各地点蒌蒿中的根茎转移系数

表 2 各样点蒌蒿根茎转移系数
取样地点 根茎转移系数/(S/R)
Cd Pb Cu
沈家湾
天鹅凼
车便湖
保民垸
西目平湖
兰家山
管竹山
安民垸
各地点平均值
0.85
1.07
0.76
0.86
0.63
0.77
0.94
0.85
0.84
1.53
0.60
0.91
1.06
0.31
0.23
0.41
0.92
0.74
1.15
1.50
0.96
0.48
0.70
1.16
0.33
0.95
0.90

2.3 蒌蒿作为蔬菜植物的生态安全性评价
某种植物的生态安全性评价有 2 个层面的涵
义，一是该种植物通过自身特性对所处区域生态
系统的安全性产生的影响或潜在的危险因素，另
一层面是对人类健康和社会生态价值的某些方面
所造成的负面影响和潜在威胁状态[10,18]．作为本
研究对象的南洞庭湖湿地优势植物蒌蒿，一方面
因其具高营养价值而成为倍受人们喜爱的蔬菜，
另一方面该种植物又对某些种类的重金属元素有
着非常强的吸收富集作用，而且由于较强的根茎

董 萌等：南洞庭湖优势植物蒌蒿的重金属富集特征及其食用安全性

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转移能力使得作为主要食用部位的茎叶中蓄积了
大量的重金属，这种状况不能不引起人们的关
注．与表 3 中所列数值进行比较可以发现，我国
规定的无公害绿色蔬菜中重金属 Cd 的最高限量
值为 0.05 mg/kg，Pb 为 0.2 mg/kg，Cu 为 10 mg/kg，
而本研究所得结果却远远超出此标准：所测定蒌
蒿地上可食部分干样中 Cd 含量平均值为 38.75
mg/kg，高出规定标准值 775 倍，其中富集值最高
的保民垸地带蒌蒿中 Cd 含量是该标准值的 1 283
倍；茎叶部重金属 Pb 含量平均值为 18.28 mg/kg，
是该标准值的 91 倍，含量最高的保民垸地带超出
标准 170 倍；重金属 Cu 含量平均值为 91.68
mg/kg，是标准值的 9 倍，富集量最高的安民垸地
带蒌蒿高出标准值 13 倍．从以上数字可以看出，
南洞庭湖湿地蒌蒿作为蔬菜植物从重金属污染的
角度来讲，对人体健康具有较大的潜在生态安全
威胁性．
表 3 我国无公害蔬菜中规定的部分重金属含量
最高限量值
重金属 砷(As) 汞(Hg) 铅(Pb) 铬(Cr) 镉(Cd) 铜(Cu)
最高残留限
量/(mg·kg-1) 0.5 0.01 0.2 0.5 0.05 10
3 结论与讨论
（1）南洞庭湖湿地优势植物蒌蒿对 3 种重金
属元素 Cd、Pb、Cu 具有较强的富集能力，且在
根中和茎叶中均有较高的积累水平．特别是对重
金属元素 Cd 的富集性相对于其他植物更强，且
在茎叶中的积累量相当高，该结论与潘静娴等
[19-20]的研究结果一致．目前为止对蒌蒿这种植物
的研究报道较少，主要集中在对其化学成分分析、
生物学特性及栽培技术等方面的探索[21-24]，蒌蒿
吸附重金属方面主要是对其在重金属 Cd 胁迫下
生 长 发 育 状 况 和 阶 段 性 积 累 特 征 的 研 究 上
[19-20]．本试验不仅有力地证实了蒌蒿对重金属 Cd
的强富集特性，而且扩展到其他几种重金属，证
明了其对重金属 Pb 和 Cu 也有较强的吸附性．下
一步的工作内容可放在蒌蒿对除这三种重金属之
外的其他重金属类型和有机物的吸收与富集上，
另外对蒌蒿和其他植物在对重金属富集机理方面
的差别也值得深入研究．
（2）南洞庭湖湿地蒌蒿对 3 种重金属元素
Cd、Pb、Cu 在植株内的含量远远超过卫生蔬菜
所限定的指标[25]，且具有较高的根茎转移系数，
其作为蔬菜食用方面的生态安全性较低．由于该
种植物对重金属的根茎转移系数很高，根所吸附
的重金属有很大部分直接转移到了可供食用部位
的茎叶中，过量重金属对人体会产生许多潜在性
的危害，因此对南洞庭湖湿地的蒌蒿不可长期大
量地直接食用．本研究的试材全部取自于南洞庭
湖湿地的 8 个样地，虽不能代表整个洞庭湖区域，
但各样点之间相距较远，范围涉及到了南洞庭湖
大部分地域，因此在一定深度和广度上可说明此
问题．潘静娴、戴锡玲等[12]在蒌蒿的食用安全性
上也做了研究，得出的结论是蒌蒿植株内重金属
含量严重超标而不可食用．本研究所测定结果虽
与其相似，但对此观点并不完全认同，蒌蒿作为
蔬菜历史由来已久，近年来才发现其对有害重金
属有较强的富集能力，显然对其野生种进行直接
食用时不安全的，但人们可通过改善其生长环境、
改良品种及人工栽培使其脱离野生状态等途径来
改变蒌蒿受污染现状，目前这方面的研究已有所
进展[26-27]．相信在不久的将来，蒌蒿定会成为一
种食用安全性高、品质价值优良的蔬菜品种而广
受青睐．
（3）蒌蒿对重金属 Cd、Pb、Cu 具有较强的
吸收富集能力和较强的根茎转移系数，可考虑将
野生蒌蒿作为该 3 种重金属污染区的修复模式植
物进行开发和大面积繁殖，作为治理土壤重金属
污染的新途径．一般来说，作为修复重金属污染
的植物为该重金属的超富集植物[28]，定性衡量超
富集植物的标准是该种植物对重金属元素的富集
含量为普通植物的 100 倍以上，且具有较高的地
上部分转移系数，这样便于采后处理．目前已发
现的大部分超积累植物由于生长速度慢、生物量
低、不适于机械化采收等原因而不能进行有效利
用，如印度芥菜在 CdCO3 含量为 40 mg/kg 时，
地上部和根系生物量就开始下降，在其他作物上
也有类似现象[29-30]．蒌蒿虽为草本植物，但其植
株内重金属 Cd 相对含量值较高且易于地上转移，
另外蒌蒿在高浓度重金属 Cd 污染环境中生长状
况不受影响，更有研究报道蒌蒿对某些难溶态重
金属 Cd 化合物也表现出良好的吸收效果[19-20]，
进一步说明了蒌蒿成为土壤重金属 Cd 污染区一
种新型修复植物的可能性．目前我国农田 Cd 污
染的最大含量为 130 mg/kg，远低于蒌蒿对 Cd 的
抗性范围，因此，蒌蒿是一种前景广阔的重金属
Cd 污染修复植物．

湖 南 城 市 学 院 学 报（自然科学版） 2008年第4期

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Accumulation Characteristics to Heavy Metals and Edible Safety of South
Dongting Lake Dominant Plants Aremisia Selengensis Turcz.
DONG Meng1, ZHAO Yun-lin1, LEI Cun-xi1, DAI Mei-bin2, YI He-cheng2
（1. Department of Chemistry and Environment Engineering, Hunan City University, Yiyang, Hunan 413000, China; 2.Yiyang Forestry Bureau,
Yiyang, Hunan 413000, China）
Abstract: By means of analysis method of sampling in situ on field to study on the concentration,
accumulation characteristics and edible safety of heavy metals Cd、Pb、Cu in different growing zone of
Aremisia selengensis at eight plots in the South Dongting Lake Wetland. The result showed that in every
sampling plot Aremisia selengensis had a higher concentration and transfered coefficient of three heavy
metals; The concentration of heavy metals especially Cd was more higher than standard in edible part;The
Aremisia selengensis could be used as a new kind of plants to repair Cd heavy metal pollution.
Key words: Aremisia selengensis Turcz.; heavy metals; accumulation characteristics; edible safety
(责任编校：文瑞明)