全 文 ：105　
卢立晃 ,余建明 ,叶永和 ,许秀兰 ,隋玉杰 ,范赛荣
(温州市质量技术监督检测院 ,浙江温州 325001)
摘　要:为选择超积累重金属和对气候具有耐性的植物 ,以达到利用植物修复重金属污染土壤的目的 。采用田间种
植 ,比较了超积累重金属植物大叶红苋菜(298)与野苋菜 、向日葵 、玉米等 4种植物修复铬污染 。根茎叶经晒干灼烧 ,
回收铬处理 ,而实现无二次污染修复土壤 。研究结果表明:这些植物的根茎叶对皮革工业铬污染具有较强的吸收和积
累能力 ,野苋菜的地上部生物量分别是向日葵的 1.5倍 、玉米的 1.2倍 、大叶红苋菜(298)的 1.05倍 。对于地下部生物
量而言 , 4种植物的高低顺序依次为野苋菜 >大叶红苋菜(298)>玉米 >向日葵 。 4种植物的根茎叶对铬累积量的高
低顺序依次为野苋菜 >大叶红苋菜(298)>向日葵 >玉米 。野苋菜能吸收富集铬重金属并且具有耐铬重金属的特性 ,
基于其具有生物量较大 、生长速度快 、耐高温 、耐干旱的特点 ,作为重金属污染的修复植物具有较好的应用前景 。
关键词:重金属 ,野苋菜 ,植物修复 ,超积累植物
StudyonAmarantusviridisL.phytoremediationinthesoil
ofleatherindustrypolutedbychromicheavymetal
LULi-huang, YUJian-ming, YEYong-he, XUXiu-lan, SUIYu-jie, FANSai-rong
(WenzhouInstituteofTechnologyTesting＆ Calibrating, Wenzhou325001 , China)
Abstract:TheenrichmentofchromicintheAmarantusviridisL., AmarantusviridisL(298), Helianthusannuusand
ZeamaysL.byfield-plantedwerecomparedtophytoremediatethesoilofleatherindustrypolutedbychromic
heavymetal.CaudexesandleavesofAmarantusviridisL.werecauterizedafterbeinginsolatedtorecyclefor
chromicandcarryoutthephytoremediationinthesoilwithoutpolution.Theresultsshowedthattheefecton
chromicuptakeandaccumulationinthoseplantsweremarked, thebiomassinshootofAmarantusviridisL.were1.5
timeshigherthanHelianthusannuus, 1.2 timeshigherthanZeamaysL, 1.05 timeshigherthanAmarantusviridisL.
(298).Otherwise, amonginrootofthoseplants, AmarantusviridisL.wasthehighest, thenwasAmarantusviridisL
(298), ZeamaysL.andHelianthusannuus, respectively.ThechromiccontentofAmarantusviridisL.wasthe
highest, thenwasAmarantusviridisL(298), HelianthusannuusandZeamaysL., respectively.Showingby
comprehensiveanalysisthat, AmarantusviridisL.could concentrate chromic heavymetalsand had the
characteristicsofagreaterbiomass, resistinghightemperatureanddrought, whichhadabeterpotentialand
practicaluseinphytoremediation.
Keywords:heavymetal;AmarantusviridisL.;phytoremediation;hyperaccumulator
中图分类号:TS201.2　　　　文献标识码:A　　　　文 章 编 号:1002-0306(2010)01-0105-03
收稿日期:2009-11-04
作者简介:卢立晃(1952-),男 ,副研究员 , 研究方向:食品安全及检测
设备研发。
基金项目:浙江省质量技术监督局计划项目(20070228)。
　　重金属铬污染土壤主要来源于皮革工业 、电镀
工业和矿石开采 “三废 ”的不合理排放或堆放 ,加之
农用化学物质结构不合理 ,使用不科学 ,导致农业生
态环境日益恶化 ,农产品种植中的水 、土中重金属及
有毒有害物质超标严重 。土壤重金属污染是全球面
临的一个急待解决的环境问题 ,传统污染土壤的修
复方法不能从根本上解决问题。近年来 ,新兴的植
物修复是一种发展前途较好的生物治理技术 [ 1 ] 。国
内外有关新发现的超积累植物的报道很多 [ 2-7] 。除
此之外 ,为了更有效地提高超积累植物对重金属的
提取效率 ,近年来科学家们正在寻找新的突破口 ,如
通过改进农业措施(包括施用肥料 、添加有机配体
等),寻找和筛选生物量大的超积累植物等 。最近陈
同斌等 [8 ]报道 ,适量的磷肥明显促进蜈蚣草 (Pteris
vitata)的生长 ,提高体内 As的含量 ,增大 As的累积
量 ,明显促进 As污染土壤的植物修复;但过量施磷
不会进一步提高蜈蚣草的产量 ,反而有降低 As含量
DOI :10.13386/j.issn1002-0306.2010.01.089
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和 As累积量的趋势 ,且修复效率有所下降。对治理
污染土壤而言 ,植物修复技术比其它物理 、化学和生
物等方法更受到社会的欢迎 ,对环境扰动少 ,在清理
土壤重金属污染物的同时 ,可清除污染土壤周围的
大气或水体中的污染物 ,有较高的美化环境价值 ,易
为农户所接受 ,能使地表长期稳定 ,有利于生态环境
改善和野生生物的繁衍 , 且治理污染的成本较
低 [ 9-13 ] 。
1　材料与方法
1.1　材料与仪器
田间种植在温州市水头皮革工业区附近污染蔬
菜地　土壤为湿润黏化富铁土 ,取 0～ 20cm表层土
壤 ,风干 、过 2mm尼龙筛 , 备用 。土壤基本性质:
pH7.1,有机质 2.0%,碳酸钙 2.2%,土壤总铬含量 3.6
×102mg/kg;野苋菜(AmaranthusviridisL.)种子　采
自温州市龙湾工业区;向日葵(Helianthusannuus)、
玉米(ZeamaysL.)、大叶红苋菜 (298)(Amaranthus
viridisL.)种子　采自温州市龙湾蔬菜基地;铬标准
品　采购于国家标准物质研究中心;优级纯消酸 ,优
级纯盐酸 ,去离子水。
ThermoX-7 ICP-MS仪　美国赛默飞世尔科技
有限公司;CEM-Mars5微波消解仪　美国 CEM公
司;Milipore2150型超纯水处理系统　出水电阻率
18.2MΨ· cm,美国密利博公司 。
1.2　实验方法
对水头皮革工业区附近污染蔬菜地进行植物修
复:于 4月中旬采用每亩施 2000～ 3000kg有机肥 ,加
入磷酸钙 20～ 30kg,然后翻入土中耙平 ,筑 1米宽畦 。
每畦 4行 ,穴距 10～ 15cm, 4种植物每穴 5～ 6颗种子 ,
然后覆土。植物出苗 10d后留苗每穴 3株 。植后一
般不再浇缓苗水 ,但要及时中耕培土 ,以促进根系向
下生长 ,育成壮大根系。以上作物均设 4个平行 ,植
物种植 100d后收获。根系尽力挖掘 ,根茎叶样品洗
净 ,经晒干或 60℃烘干后灼烧 ,然后对灼烧灰粉进行
10% HNO3水溶液浸析 ,过滤 ,用少量 10% HNO3水
溶液洗二次 , 边过滤边洗。将水溶液再用 10%
FeSO4和 10%NaOH处理 ,使其形成氢氧化铬等沉淀
物析出 , 10% FeSO4和 10% NaOH的用量根据铬含
量而定 ,控制不再出现沉淀物析出为止 ,过滤回收沉
淀物。灰粉 100℃烘干后称重 ,其铬含量的测定采用
浓硝酸 、浓盐酸 CEM密封微波消解仪消化 , ICP-MS
测定灰粉中铬的含量 。
1.3　土壤和样品总铬含量分析
土壤为湿润黏化富铁土。采用梅花形布点法 ,
设 5～ 6分点用竹铲直接采集 0～ 20cm土层 ,在采样单
元内分点采集的土样混合均匀 ,用四分法弃取 ,留下
1～ 2kg装入样品袋。在风干室将潮湿土样倒在白色
搪瓷盘内 ,摊成约 2cm厚的薄层 ,用玻璃棒压碎 、翻
动 。风干 、过 2mm尼龙筛 ,备用 。将收获的植物根茎
叶样品洗净 , 60℃烘干后称重 ,植物体内铬含量的测
定按照微量元素采样和样品制备方法处理植株样和
土壤总铬含量 ,采用浓硝酸 、浓盐酸 CEM密封微波
消解仪消化 , ICP-MS测定样品中总铬的含量 。
1.4　数据处理
土壤和 4种植物检测各作 4个平行 ,检测结果比
较接近 ,计算其平均值。
2　结果与讨论
2.1　修复植物的生物量比较
实验过程中 , 4种植物生长状况良好。 4种植物
地上部和地下部生物量差异不显著。地上部生物量
最大的是野苋菜 ,其次是大叶红苋菜(298)、玉米 ,超
累积植物向日葵生物量最小。野苋菜的地上部生物
量分别是向日葵的 1.5倍 、玉米的 1.2倍 、大叶红苋菜
(298)的 1.05倍 。对于地下部生物量而言 , 4种植物
的高低顺序依次为野苋菜 >大叶红苋菜(298)>玉
米 >向日葵。
2.2　修复植物的总铬含量比较
4种植物的根茎叶对铬累积量见表 1,累积量的
高低顺序依次为野苋菜 >大叶红苋菜(298)>向日
葵 >玉米 。
表 1　修复植物的总铬含量
野苋菜 大叶红苋菜(298) 向日葵 玉米
Cr(mg/kg) 7.851 7.256 5.086 4.993
　　野苋菜是苋科苋属植物(AmaranthusviridisL.),
一年生草本 ,遍生于田野 。形态:茎高 30～ 90cm,质
柔软 ,枝直立无毛 ,绿色或带紫褐色。叶互生 ,具长
柄 ,卵形 ,边缘无齿 ,淡绿色。根红色 ,花黄绿色 ,穗
状花序。野苋菜具有耐高温 、耐干旱的特性 ,在我国
南方一年四季均可种植 ,治理污染周期短 、除去率
高 、不污染水质 、操作方便 、适合大规模的应用。本
研究的目的是为了比较高富集重金属植物与高生物
量的植物对于铬污染土壤的修复效率 ,为利用植物
修复技术解决土壤重金属污染问题奠定基础。
大叶红苋菜(298)植物的根茎叶对铬累积量和
生物量与野苋菜类似 ,但耐高温 、耐干旱性比野苋菜
差 ,在我国南方一年四季均可种植 ,治理污染周期
短 、去除率高 、不污染水质 、操作方便 、适合大规模的
应用 。
3　结论
3.1　野苋菜的地上部生物量分别是向日葵的 1.5
倍 、玉米的 1.2倍 、大叶红苋菜 (298)的 1.05倍。对
于地下部生物量而言 , 4种植物的高低顺序依次为野
苋菜 >大叶红苋菜(298)>玉米 >向日葵 。 4种植物
的根茎叶对铬累积量的高低顺序依次为野苋菜 >大
叶红苋菜(298)>向日葵 >玉米。而且野苋菜具有
耐高温 、耐干旱 、适合大规模推广应用 、成本低的
优点 。
3.2　野苋菜 、大叶红苋菜(298)、向日葵 、玉米等 4
种植物修复铬污染 ,这些植物的根茎叶对皮革工业
铬污染具有较强的吸收和积累能力 ,根茎叶经晒干
灼烧 ,回收铬处理 ,而实现无二次污染修复土壤。因
为植物修复技术比其它物理 、化学和生物等方法更
受到社会的欢迎 ,该技术成本低 ,对环境扰动少 ,在
清理土壤重金属污染物的同时 ,可清除污染土壤周
　　　　　 (下转第 111页)
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