全 文 ：Serial No． 570
October． 2016
现 代 矿 业
MODERN MINING
总第 570期
2016年 10 月第 10 期
﹡ 广 东 省 大 学 生 创 新 创 业 训 练 计 划 项 目 (编 号:
201419576050)。
曾懋华(1965—) ，男，教授，512005 广东省韶关市大学路。
某冶炼厂附近藿香蓟对重金属的富集*
曾懋华1 曾庆宏2 曾葭桂1
(1．韶关学院化学与环境工程学院 ;2．韶关市环境保护科学技术研究所)
摘 要 植物修复技术处理被重金属污染的土壤优势较大，但超富集作物难以确定。对距某
冶炼厂 200 m、300 m、400 mm 藿香蓟和土壤分别取样，探究藿香蓟对镉、铅、铜等重金属的富集作
用。结果表明:距离冶炼厂越近，土壤中镉、铅、铜浓度越大，藿香蓟体内镉、铅、铜含量越高;藿香蓟
对镉的富集系数和转运系数均较大，能显著富集土壤中的镉，并能有效地从地下部分(根部)等转
移到地上部分(叶) ;藿香蓟对土壤中的铅富集和转运能力较差，对铜的富集和转运效果一般。因
此，藿香蓟是一种镉的超富集植物，可以作为受镉污染的土壤的修复植物。
关键词 藿香蓟 重金属 超富集 转运系数
随着我国工业生产的发展，土壤的重金属污染
状况日益严重，特别是工矿区周围耕地土壤的重金
属污染，已严重影响了社会的稳定［1-2］。目前取得成
效的土壤修复技术主要有物理修复、化学修复、生物
修复及联合修复，生物修复凭借着经济环保和不引
发二次污染等特点成为现在最具研究价值的土壤修
复技术之一［3-4］。植物修复技术实施成本低，适用于
大面积的污染土壤，不破坏土壤。但该技术仍处于
起步阶段，在理论基础、修复作用机理和技术工艺等
方面仍然需要进行更深层次的研究，寻找、筛选、培
育超富集植物是当前植物修复技术研究最主要的任
务之一［5］。
韶关市丹霞冶炼厂周围生长着较多的藿香蓟，
它是一种多年生草本植物，紫色花卉，可作观赏类植
物，能连续播种繁殖，生长速度极快，基部多分枝，野
外适应性强，对土壤要求不高［6-8］。研究发现藿香蓟
是镉的超富集植物，地上部分茎叶中镉的含量是土
壤中镉的 10 倍以上。将藿香蓟种植在受镉污染的
地区，定期收割其地上部分并进行处理，既能起到观
赏作用，又能有效地修复土壤，消除镉污染。
1 试验试剂与仪器
试剂:硝酸(分析纯) ，高氯酸(分析纯) ，盐酸
(分析纯) ，镉、铅、铜的标准溶液。
仪器:恒温干燥箱(上海科析试验仪器厂) ，摇
摆式高速万能粉碎机(上海四瑞仪器有限公司) ，
AA-7000 火焰原子吸收光谱仪(日本岛津国际贸易
有限公司) ，电子天平，TC-15 套式恒温器(海宁市新
华医疗器械厂) ，烧杯(25 mL、50 mL、250 mL) ，三口
烧瓶(100 mL)。
2 试验方法
2． 1 样品的采集与处理
在距冶炼厂 400 m、300 m和 200 m处分别对土
壤和藿香蓟进行取样，将整株藿香蓟连根拔起，洗净
根部后装进塑料袋并做好标记(记为 1#样、2#样和
3#样)。先用自来水将样本冲洗干净后，再用去离子
水将植物表面清洗干净，风干、剪碎，分离出根、茎、
叶三部分后，放到恒温干燥箱中。设定干燥温度
120 ℃，干燥时间 3 h，自然冷却到室温后放入摇摆
式高速万能粉碎机中，约 30 s 后取出样品，通过孔
径 0． 149 mm筛子，将筛下物继续粉碎 30 s，重复操
作 3 次，筛下样品粉末放入密封袋中贴上标签备用。
2． 2 酸化消解
称取 1． 000 0 g 样品于三口烧瓶中，加入硝酸
10 mL和高氯酸 3 mL，放置在电热套上小火加热约
20 ～ 30 min，直到烧瓶内液体呈淡黄色，蒸干，停止
加热，待冷却后加入 5%的盐酸溶解，过滤后转移至
100 mL容量瓶中，定容，将样品摇匀后，在 AA-7000
火焰原子吸收光谱仪上进行检测。
3 试验结果与讨论
3． 1 土壤中镉、铅、铜浓度
土壤钟镉、铅、铜的含量测定结果见表 1。
38
表 1 土壤中镉、铅、铜的含量 mg /kg
土壤样本 镉 铅 铜
1#样 3． 53 595． 09 21． 86
2#样 5． 58 686． 17 24． 53
3#样 5． 83 753． 73 37． 86
表 1 表明，距离冶炼厂越近，土壤中镉、铅、铜重
金属浓度越高，土壤受污染的程度越大。
3． 2 藿香蓟根、茎、叶中镉、铅、铜含量
根据测定结果计算藿香蓟各部分镉、铅、铜的含
量见表 2。
表 2 藿香蓟根、茎、叶中镉、铅、铜的分布 mg /kg
各样本部位 镉 铅 铜
1#样根 27． 93 115． 52 49． 71
1#样茎 34． 93 81． 56 16． 96
1#样叶 54． 39 61． 24 48． 38
2#样根 32． 25 118． 23 80． 50
2#样茎 51． 77 85． 74 18． 29
2#样叶 68． 75 67． 00 54． 14
3#样根 44． 70 147． 83 100． 39
3#样茎 51． 25 106． 08 19． 17
3#样叶 100． 10 90． 44 47． 12
由表 2 可知，藿香蓟各部分镉、铅、铜的含量总
体呈 3#样、2#样、1#样递减的趋势，说明越靠近冶炼
厂，藿香蓟体内镉、铅、铜的含量越高，且铅含量高于
镉和铜。镉在藿香蓟各部分内的含量不同，在叶片
中含量最高，茎部次之，根部最少。
3#样叶片中镉的含量高达 100． 10 mg /kg，根部
内镉的含量只有 44． 70 mg /kg，说明镉从藿香蓟根
部转移到地上茎、叶部分的程度较大;铅在藿香蓟根
部、茎部、叶片内的的含量逐渐减少，3#样体内铅含
量为 147． 83 mg /kg，但 3#样叶中铅含量降低到
90. 44 mg /kg，说明铅被藿香蓟的根部吸收后，较少
被转移到茎和叶的地上部分;铜在藿香蓟茎内含量
最少，根部最多，说明铜从藿香蓟的地下部分转移到
地上部分的能力较差，且 3#样叶片中铜含量比 1#、
2#样都低，说明 3#样所处的土壤中铜的浓度可能影
响其在藿香蓟体内的转移。
3． 3 藿香蓟对土壤中镉、铅、铜的富集和转移
富集系数是指植物地上部分某种重金属含量与
土壤中该金属含量的比值，它是衡量植物对重金属
富集能力大小的一个重要指标，反映植物对土壤中
重金属的吸收转移能力的强弱。富集系数越大，说
明植物对土壤中重金属的吸收富集能力越强。转运
系数是指植物地上部分某种重金属含量与根部该种
重金属含量的比值，能反映重金属在植物体内的转
运和分配情况，用来衡量植物的根部到地上部分对
重金属的有效转移程度［9］。
欧丽［10］曾对藿香蓟进行盆栽试验，发现当土壤
中镉浓度达到 10 mg /kg 时，植物长势变得旺盛，植
物地上部分镉含量为 100 mg /kg;随着土壤中镉浓
度的增大，植物吸收的镉也增加，富集系数均大于
1。
由表 1、表 2，计算出藿香蓟的富集系数和转移
系数，结果见表 3。
表 3 藿香蓟的富集系数和转运系数
系数 镉 铅 铜
1#样地上部富集系数 12． 65 0． 12 1． 49
1#样地下部富集系数 7． 91 0． 19 2． 27
1#样转运系数 1． 60 0． 62 0． 65
2#样地上部富集系数 10． 80 0． 11 1． 48
2#样地下部富集系数 5． 78 0． 17 3． 28
2#样转运系数 1． 87 0． 65 0． 45
3#样地上部富集系数 12． 98 0． 13 0． 88
3#样地下部富集系数 7． 67 0． 20 2． 65
3#样转运系数 1． 69 0． 66 0． 33
由表 3 可知，镉在藿香蓟体内富集系数较大，地
上部分镉富集系数都大于 10． 0，其中 3#样地上部分
镉富集系数达到 12． 98，地下部分镉富集系数最低
也达 5． 78，说明藿香蓟对土壤中的镉具有很好的富
集作用;镉在藿香蓟体内的转运系数都大于 1，特别
是 2#样中转运系数达到 1． 87，说明镉从藿香蓟根部
转移到地上部分的效果较好;3#样叶片中镉含量达
到 100． 10 mg /kg，表明藿香蓟是镉的超富集植物。
试验结果进一步验证了藿香蓟能在冶炼厂周边土壤
镉、铅、铜等重金属含量超标的地区长势良好，并对
镉具有超富集作用。
尽管藿香蓟体内铅含量很高，但各部分的富集
系数都较低，3#样地下部分铅的富集系数最高仅
0. 20，说明即使土壤中铅浓度很高，藿香蓟也不能很
好地富集铅。同时铅的转运系数均低于 1． 0，说明
铅在藿香蓟体内的转移能力也比较差，因此藿香蓟
不属于铅的富集植物。刘碧英、潘远智［11］通过盆栽
试验证明藿香蓟能在一定程度上适应被铅胁迫的土
壤环境，只有当土壤中铅浓度超过 750 mg /kg 时，才
开始影响其正常的生理代谢过程。
藿香蓟地下部分铜的富集系数都大于 1，最大
3． 28，说明藿香蓟根部能富集吸收较多的铜;地上部
分铜富集系数都偏低，3#样地上部分铜的富集系数仅
48
总第 570 期 现代矿业 2016 年 10 月第 10 期
0． 88，说明藿香蓟地上部分对铜的富集能力一般。转
运系数均小于 1，最高也仅 0． 65，说明藿香蓟根部所
吸收的铜不能很好地转移到地上部分。因此藿香蓟
不是铜的超富集植物，但能部分富集和转移铜。
4 结 论
(1)随着土壤中镉浓度的增大，藿香蓟体内镉
的含量越高，且富集系数和转运系数都大于 1，说明
藿香蓟是镉的超富集植物，地上部分镉含量最高可
达 100． 10 mg /kg，均大于地下部分。对于土壤镉污
染严重的地区，可以通过连续种植藿香蓟并收割其
地上部分来修复。
(2)藿香蓟对铅的富集系数和转运系数都很
低。当土壤中铅浓度较大时，藿香蓟并没有出现死
亡现象，反而生长得更加茂盛。说明藿香蓟对铅的
抗性较大，在铅胁迫下依然能作为土壤镉污染的修
复植物。
(3)藿香蓟的根部对铜的富集系数较大，能较
好吸收土壤中的铜，但转运系数小于 1，转运到地上
部分较少，说明藿香蓟不是铜的超富集植物，但能部
分富集和转移铜。
参 考 文 献
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护，2010(3) :55-57．
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土壤铅胁迫的生理响应［J］． 应用与环境生物学报，2011(5) :
651-655．
(收稿日期 2016-08-25
櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄
)
(上接第 80 页)1 次筛网，可保证筛网的通透率，使
筛分效率不低于 60%。
3 实践效果
一系列生产工艺参数优化和改造措施，选厂生
产趋于稳定，系统生产能力已超过设计能力，原矿处
理量由设计的 6 300 t /d 提高到 6 500 ～ 7 000 t /d，
铁精矿产量由设计的 2 875 t /d提高到 3 300 t /d，精
矿品位由设计的 63． 5%提高到 64． 0%以上。
4 结 论
白象山铁矿选厂通过优化中碎和高压辊磨机工
作参数、增强磨前抛尾等措施，提高入磨矿石品位和
抛尾量，降低后续磨选工艺负荷，实现了低成本选
矿;优化高压辊磨机工作压力和转速，并新增干式抛
尾提高抛尾量、降低后续磨选工艺负荷;控制 2 段旋
流器给矿压力 0． 12 MPa以上、给矿浓度 42%以下，
能改善 2 段磨矿分级效果;每 7 d 清洗 1 次高频细
筛筛网，可确保筛分效率不低于 60%。选厂工艺的
优化解决了制约选矿生产能力提高的因素，各生产
环节配合更加合理，选矿效率得到显著改善，生产成
本明显降低。
参 考 文 献
［1］ 钱士湖．白象山铁矿选厂细碎回笼料干选抛尾试验［J］．现代
矿业，2015(10) :52-55．
(收稿日期 2016-09-21
櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄
)
(上接第 82 页)对较长，原因是冬季室外温度较低，
投加的城市污泥为污水处理厂脱水后的污泥，需充
分分散;运行前几个小时出水水质相对较差，COD
含量甚至超出 20 mg /L，原因是生化反应时间较短，
废水中污泥含量相对较少。
(3)该处理工艺用水量较小，处理效果较好，可
为后续中型或现场工业试验及调试提供指导。
(收稿日期 2016-07-05)
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曾懋华 曾庆宏等:某冶炼厂附近藿香蓟对重金属的富集 2016 年 10 月第 10 期