关于“重金属富集系数”
紫茎泽兰对金属铜的富集作用的研究

紫茎泽兰对金属铜的富集作用的研究作者:张杨倩雯张加林来源:《农家科技中旬刊》2017年第09期摘要:目的为了了解紫茎泽兰多土壤中的铜是否有富集作用,方法采用原子吸收分光光度法对紫茎泽兰的叶和土壤中的铜进行测定,结果富集系数为0.3282,说明紫茎泽兰对土壤中的铜有一定的富集作用,但富集作用不显著。
关键词:紫茎泽兰;铜;富集作用紫茎泽兰又名破坏草、飞机草,为菊科泽兰属,多年生草本双子叶植物,环境适应能力极强。
紫茎泽兰原产于墨西哥、牙买加一带,于20世纪传入我国,紫茎泽兰主要是靠它那密集成片的生物学特性和惊人的繁殖能力排斥其它植物的生长。
本问主要是研究紫茎泽兰对土壤中重金属铜的富集作用,研究紫茎泽兰是否能利用它旺盛的生命力,利用植物修复技术【1】来修复铜污染的土壤。
1 材料和方法1.1 实验材料采集楚雄医药高等专科学校校园内紫茎泽兰的叶及相应的土壤。
1.2仪器和试剂原子吸收分光光度计(岛津AA-7000),消化炉(上海华睿仪器有限公司KDN-08C),超纯水机(普易达EPED-F2-60T),铜(Cu)标准样品(国家有色金属及电子材料分析测试中心)。
所用玻璃器材均用5%硝酸浸泡24小時后洗净、晾干备用,实验用水均为去离子水。
1.3 实验方法1.3.1 样品处理将采集的紫茎泽兰的叶子用去离子水洗净、晾干,分别和土壤样品放80℃恒温干燥箱干燥48小时,取出粉碎过80目标准筛,未通过筛孔的部分继续粉碎、直至所以所以样品全部通过筛孔。
分别精确称取紫茎泽兰和土壤制备样品各0.5000g于烧瓶中,各加入浓硝酸10ml,静置2小时后开消化炉消化至近干,冷却后加入硝酸-高氯酸(3+1)的混合酸10ml继续消化至白烟冒尽为止,冷却,加0.5%硝酸20ml溶解后移入50ml容量瓶当中,用去离子水定容至50ml[2]。
1.3.2 样品分析配制标准液,制作工作曲线,用岛津AA-7000原子吸收分光光度计,测定波长324.7nm,用火焰法测定铜的含量。
菰和菖蒲对重金属的胁迫反应及其富集能力_2007周守标

基金项目: 国家自然科学基金资助项目 ( 30370280) ; 深圳市水务局西沥水库生态河道试 验基金资助项 目 ( 143- 130411 ); 安徽省重要生 物资 源保护与利用重点实验室专项基金资助项目 收稿日期: 2005-11-18; 修订日期: 2006-07-21 作者简介: 周守标 ( 1963~ ) , 男, 安徽和县人, 博士, 教授, 主要从事植物生理生态学研究. E-m ai:l zhoushoub iao@ vip. 163. com Foundation item: The project w as finan cially supported by N at ional S cien ce Foundation of C h ina( N o. 30370280 ) ; Eco log ical river constru ct ing project of w ater source eng ineering m anagem en t departm en t in Sh enzhen ( X ili reservo ir) ( N o. 143-130411 ); P roject of K ey Lab. of B iological R esources C onservat ion and U tilizat ion of A nhu i Province R eceived date: 2005-11-18; Accepted date: 2006-07-21 B iog raphy: Zhou Shoub iao, Ph. D. , Professor, m ain ly engaged in p lan t ecophys iology. E-m ai:l zhoushoub iao@ vip. 163. com
几种重金属(Cd、Cr、As)在玉米植株中的分布研究

几种重金属(Cd、Cr、As)在玉米植株中的分布研究孙姣辉;陈婷婷;邱博;刘伟华;罗红兵【摘要】从株洲市某社区玉米园中采集玉米植株及其生长的土壤样品,利用ICP 等离子法测定铬(Cr)、砷(As)、镉(Cd)3种重金属元素的含量,对玉米不同器官积累重金属的特性进行初步研究。
结果表明:(1)玉米园土壤受重金属As中度污染,重金属Cd重度污染;(2)3种重金属在玉米植株中的分布规律大致为根>叶>茎;(3)玉米对土壤中3种重金属的平均富集系数大小排列顺序为Cd>Cr>As;(4)玉米对土壤As元素有较强的耐性;(5)玉米茎中Cr元素含量与根中Cr达到了显著负相关,而茎、叶中Cd含量与根部Cd呈正相关。
%The contents of heavy metals (Cr,Cd,As)in maize plant and soil collected from somewhere in Zhuzhou were measured by ICP plasma method. Preliminary study was made on the Characteristics of heavy metal accumulation in differ-ent organs of Maize. The results showed that:(1 )the soil was contaminated by As at middle-grade,by Cd at severe -grade,(2)the contents of heavy metal in plant showed the order ofroot>leaf >stem,(3)the accumulative coefficient or-der wasCd>Cr>As,(4)the result also showed that maize plant was tolerated to As,(5)Cr of stem were significant nega-tive correlation with the same elements in the roots. While Cd in stem and leaf were significant positive correlation with the same elements in the root.【期刊名称】《作物研究》【年(卷),期】2016(030)004【总页数】4页(P402-405)【关键词】玉米;重金属;分布;富集【作者】孙姣辉;陈婷婷;邱博;刘伟华;罗红兵【作者单位】湖南农业大学农学院,长沙410128;湖南农业大学农学院,长沙410128;湖南农业大学农学院,长沙410128;湖南农业大学农学院,长沙410128;湖南农业大学农学院,长沙410128【正文语种】中文【中图分类】S513.06随着工业化和城市化的飞速发展,土壤重金属污染已成为不容忽视的突出环境问题[1~5]。
不同种类蔬菜对土壤重金属的富集差异

不同种类蔬菜对土壤重金属的富集差异韩峰;高雪;陈海燕【摘要】To explore the feasibility of planting vegetaldes on the land with heavy metal content above the national standard,a field contrast experiment was conducted to analyze the contents of heavy metals (Cd,Hg,As,Pb)in 12 vegetable variety samples planted in soils with heavy metals exceed standard,and the pollution levels were evaluated in the paper.The results indicated that cucumber had the strongest enrichment capacity for Cd,celery had the strongest enrichment capacity for Hg,all vegetables had weak enrichment capability on As and Pb.Single factor pollution index Cd in cucumber,cabbage,lettuce, radish and kidney beans were 3.260,3.140,2.900,2.520,and 1.900,respectively,which were moderate and above pollution level.Hg reached severe and above polluted in celery,radish,carrot,eggplant, lettuce loofah,and cabbage.Whereas,both As and Pb had no significant effect on quality in different vegetable varieties,which reached clean level.Therefore,it was suggested that under the detection of heavy metal contents in the soil,and according to the differences of heavy metal absorption in different vegetables,selectively plant different vegetables types to avoid the exceed of heavy metal contents,and to expand the planting areas of vegetables in Guizhou.%为探索重金属含量超标的耕地种植蔬菜的可行性,通过田间种植对比试验,分析了Cd、Hg、As、Pb 超标土壤上12个蔬菜品种中的重金属含量,并对污染程度进行了评价。
当归植株对重金属的富集特征研究

第27卷㊀第1期2018年3月青㊀海㊀草㊀业QINGHAIPRATACULTURE㊀㊀㊀㊀㊀㊀Vol.27.No.1㊀㊀㊀㊀㊀㊀Mar.2018文章编号:1008-1445(2018)01-0024-06当归植株对重金属的富集特征研究仲启祥1,朱锦福2,谢慧春2(1.青海省大通县东峡林场,青海㊀桥头镇㊀810100;2.青海师范大学生命与地理科学学院,青海㊀西宁㊀810008)摘要:为了解当归不同部位对重金属的富集特性,采用大田种植方式分析了当归全株不同部位的重金属含量㊂结果表明:当归种植地土壤中重金属含量较低,未形成污染;当归全株中重金属含量从高到低依次为Cu>Zn>Cr>Pb>Mo>Hg>As>Se;Cu含量高于其它金属,其中叶吸收量为2777.09μg㊃kg-1,根含量为1138.89μg㊃kg-1;在地上部分枯黄前收获时全株生物量达到6284.23kg/hm2,吸收的Cu为14.18g/hm2㊂当归对Cu㊁Zn㊁Mo㊁Hg和Pb的富集系数和转运系数都大于1,其中Cu的富集系数和转运系数分别为56.43和2.44,远高于其它重金属㊂当归全株对重金属Cu具有较强的富集作用㊂关键词:植物修复;重金属;当归;全株中图分类号:S812㊀㊀文献标识码:A1㊀前言土壤重金属由于无法被生物降解,在土壤㊁水体等环境中逐渐积累,对人类健康带来威胁,已成为当今世界普遍关注的生态问题之一[1 4]㊂据统计,近年来我国耕地土壤污染以重金属污染为主[5],污染面积估算达到19.4%,上世纪90年代这一数字只有约10%[6],这表明污染面积有扩大的趋势㊂土壤污染的植物修复技术以其对环境友好㊁低廉㊁高效等优点而广受关注[7]㊂随着土壤生态系统研究的不断深入,利用植物提取作用去除土壤中重金属的植物修复技术越来越受到重视㊂其中,超富集植物因具有吸附较高浓度重金属的特点,对这类植物的筛选一直是学术界的热点[8]㊂目前文献报道的超富集植物具有重金属含量高,转移系数大,但生物量小㊁生长缓慢等缺点[9 10],发掘富集能力强㊁生物量大且对重金属吸收率高的植物是解决这一问题的关键[11]㊂当归是多年生伞形科植物(Angelicasinensis(Oliv.)Diels.)的干燥根,素有 十药九归 之说,具有补血㊁调经㊁润肠通便等作用[12 13],主产于甘肃岷县㊁宕昌㊁漳县等地[14]㊂有研究表明,栽培的当归对铜㊁砷㊁铅有明显的吸附特性[15]㊂作为药材,研究者只关注根对重金属的富集特性,当归地上部分是否和根一样具有重金属富集作用还鲜有报道㊂为此,本文利用当归全株通过大田种植和室内分析方法研究其对重金属的富集特性,可为当归综合利用提供理论基础㊂2㊀材料与方法2.1㊀试验地概况试验地位于青海省互助县南门峡镇㊂互助县属于半干旱大陆性季风气候,年平均气温3.5ħ,气温由南向北随海拔高度的升高而降低,年均降水量400 600mm,蒸发量达1191.9mm[16]㊂试验地海拔2640m,土壤pH6.6,有机质69.2g㊃kg-1,前茬作物为春小麦㊂2.2㊀当归栽培与采样2013年清明前后进行当归苗移栽,种苗来源于甘肃岷县当归种植户㊂移栽前施底肥(磷酸二铵300kg/hm2,尿素150kg/hm2),然后做畦,高约15cm,宽0.4m,长度6m,覆盖0.08mm黑色农用地膜,畦间距30cm,共13畦㊂覆膜后畦上打孔移栽,每孔1苗,每畦移栽2行,株行间距约20cm㊂移栽后试验地出现的抽薹当归不作处理,生长期间人工除草4次,每次除草后叶面喷施尿素(中国石油天然气股份有限42公司宁夏石化分公司)作为追肥,用量7.5kg/hm2㊂2.3㊀样品采集样品采集在9月20日当归地上部分枯黄前进行,随机选择5畦,统计出苗率和抽薹率,挖取非抽薹当归全株,去除大部分根系土壤,采集与根系结合较紧密的土壤,合并一处四分法取土样1000g;挖取的根系尽量保持完整,用水洗净根部土壤后带回实验室,以去离子水冲洗3遍,105ħ杀青10min,70ħ烘干至恒重㊂根和叶分别称重,用植物磨样机分别粉碎,混合均匀后过0.5mm尼龙筛㊂土样室温风干后去除枯枝落叶及石子,木棍碾碎,过0.125目筛保存㊂2.4㊀样品测定样品均采用硝酸-双氧水消解,准确称取样品粉末0.2g,置聚四氟乙烯消解罐内,消解用硝酸6ml+2ml双氧水,混匀,待气泡散尽,置微波消解仪内㊂消解完全后取出,待蒸汽挥尽后,转入20ml聚丙烯量瓶中,用少量水洗涤消解罐3次,洗液合并于量瓶中,加水定容至刻度,摇匀即得㊂同时做试样空白对照㊂ICP-MS法测定样品中铬(Cr)㊁铜(Cu)㊁锌(Zn)㊁砷(As)㊁硒(Se)㊁钼(Mo)㊁汞(Hg)及铅(Pb)等元素的含量㊂主要实验仪器有安捷伦ICP-MS7500ce,安东帕微波消解仪MW3000,Milli-Q超纯水系统,家用微型粉碎机㊂实验用过氧化氢为分析纯,硝酸为优级纯,实验用水为超纯水㊂2.5㊀数据分析土壤及植物不同部位重金属含量用单因子方差分析法(ANOVA)和最小差异显著法(LSD)进行差异性(P<0.05)检验,所有数据分析均由MicrosoftExcel2010和SPSS19软件这处理,Origin7.5作图,所有结果表达为平均值ʃ标准偏差(MeanʃSD)㊂富集系数(Bioconcentrationfactor,BCF)和转运系数(Translocationfactor,TF)计算方法为:BCF=植物全株某元素含量土壤某元素含量ˑ100%(1)TF=植物地上部某元素含量植物根中某元素含量ˑ100%(2)3㊀结果与分析3.1㊀土壤重金属含量当归种植地土壤重金属Cr㊁Cu㊁Zn㊁As㊁Se㊁Mo㊁Hg和Pb含量结果(图1)显示,当归种植地土壤重金属Cr含量变化范围220.31 237.57μg/kg-1,Cu为66.41 72.37μg/kg-1,Zn为122.53 131.99μg/kg-1,As为24.47 32.21μg/kg-1,Se为8.71 9.27μg/kg-1,Mo为9.62 10.68μg/kg-1,Hg为3.12 3.74μg/kg-1,Pb为55.13 63.47μg/kg-1,土壤中Cr含量最高,Hg含量最低㊂根据我国土壤环境质量标准(GB15618 1995)中相关元素的含量,当归种植地土壤不存在重金属污染现象㊂㊀㊀注:不同小写字母表示重金属在土壤及植物不同部位存在显著差异(p<0.05).图1㊀当归种植地土壤及植物不同部位重金属含量52㊀㊀当归植株对重金属的富集特征研究仲启祥等3.2㊀当归不同部位重金属的含量当归根㊁叶重金属含量结果表明(图1),土壤中元素含量依次为Cr>Zn>Cu>Pb>As>Mo>Se>Hg,其中Cr㊁As和Se等3种元素含量为土>根>叶,元素含量在土㊁根和叶三部分中差异显著;当归全株中Cr含量低于土壤含量,根部含量高于叶,表明根对Cr存在较强的滞留作用;Se在当归植株中含量最低,根部含量高于和叶;土壤中As含量高于当归全株含量,根部高于叶㊂Cu㊁Zn㊁Mo和Hg元素含量则呈现出叶>根>土壤的趋势,Zn含量在根和叶中差异不显著外,其它元素在此三部分中差异显著;当归叶部Cu含量最高,为2777.09g/kg-1,是根部含量1138.89g/kg/-1的2.44倍,表明Cu被吸收后主要转运到地上部;其次为Zn,根部含量与叶部含量基本相等;土壤中含量最低的元素是Hg,全株含量为42.60g/kg-1,叶部含量高于根部;当归叶部Mo含量是根部含量的1.86倍㊂Pb含量为土壤>叶>根,三者之间差异显著,叶部含量高于根部㊂3.3㊀当归生物量与重金属富集含量本试验中当归每畦移栽32株幼苗,出苗率82.3% 96.8%;抽薹率26.9% 44.8%㊂产量测定结果表明(表1),当归在地上部分枯黄前收获时,地上叶的生物量是根的2.15倍,单株根产量最大可达32.69g,叶可达86.31g,地上生物量是地下生物量的2.64倍,折算当归全株生物量可达到6284.23kg/hm2㊂㊀表1当归地上地下生物量对比g㊁kg㊁kg/hm2单株质量样地平均产量折算大田产量根25.68ʃ7.01199.61ʃ20.261997.09叶56.94ʃ29.37428.50ʃ190.154287.14㊀㊀当归栽培地土壤及植株根部㊁叶中重金属含量分析(表2)表明,当归植株中Cu㊁Zn㊁Mo㊁Hg和Pb的富集系数和转运系数均大于1,当归全株中Cu含量为3915.98g/kg-1,是土壤含量69.39g/kg-1的56.43倍;当归全株中Zn含量655.79g/kg-1,是土壤含量127.26g/kg-1的5.15倍;全株Mo含量74.19g/kg-1是土壤含量10.15g/kg-1的7.31倍;全株Hg含量达到42.60g/kg-1,是土壤含量3.43g/kg-1的12.43倍;全株Pb含量为87.88g/kg-1,是土壤含量59.30g/kg-1的1.48倍㊂其余Cr㊁As㊁Se等3种重金属则是土壤含量高于全株含量,表明当归对这几种金属元素的富集能力较低㊂当归中Hg的富集较高,但转运系数较低,表明根对Hg具有较强的滞留作用㊂当归对重金属的富集能力依次为Cu>Hg>Mo>Zn>Pb>Cr>As>Se,由根部转运到地上部分的能力依次为Cu>Mo>Hg>Pb>Zn>Se>Cr>As,当归对Cu的富集和转运能力均最高㊂㊀表2当归对重金属的富集能力与富集量CrCuZnAsSeMoHgPb富集系数BCF0.8556.435.150.820.807.3112.431.48转运系数TF0.572.441.010.480.611.861.471.45根吸收量(g/hm2)0.252.270.650.030.010.050.030.07叶吸收量(g/hm2)0.3011.911.420.030.010.210.110.22㊀㊀根据当归全株生物量,当归对重金属Cu的富集量最高(表2),叶的吸收量达到11.91g/hm2,根吸收量2.27g/hm2,全株富集量为14.18g/hm2㊂Se含量最低,全株含量为0.02g/hm2,当归全株重金属绝对含量为Cu>Zn>Cr>Pb>Mo>Hg>As>Se,根和叶中Cu的含量在测定元素含量中为最高,叶含量高于根部;当归对Se的富集能力和富集量均最低,单株植物叶中含量低于根部,被吸收的As主要集中在根部;吸收最高的Cu含量是吸收量第2位的Zn的6.85倍,是含量最少的Se元素的709倍㊂4㊀讨论植物修复以其高效㊁低廉和环保特点而广受关注[17]㊂考察植物富集能力的指标有(1)富集系数>1;(2)转运系数>1;(3)地上部吸收的重金属达到临界值(Zn达到10000mg/kg-1,Pb㊁Cu㊁Cr达到1000mg/kg-1);(4)生物量较高,但实际研究中发现,同时满足这些条件的植物很少[10,18]㊂如果符合超富集植物特征的植物生物量较小,将导致重金属富集量小;如果植物生长时间较长,使得62青海草业㊀㊀2018年㊀㊀第27卷㊀㊀第1期植物修复时间过长,也会导致这一超富集植物缺乏修复价值㊂因此有研究提出,将一些不完全满足超富集植物特征,但具有大生物量的植物列入超富集植物行列,以便使这些植物更具实用价值[19]㊂本研究结果表明,当归对Cu㊁Zn㊁Mo㊁Hg㊁Pb的富集系数和转运系数都>1,但富集量没有达到超富集植物的限量标准,因此部分具备超富集植物的特征㊂试验地土壤中Cr含量最高,且都高于Cu和Zn,但当归全株中Cr的含量低于Cu和Zn,植物体内重金属元素含量的总体趋势与土壤中的重金属含量趋势不一致,这说明当归对重金属元素的吸收和富集具有一定的选择性㊂当归中Cu和Zn的含量较高,可能是Cu㊁Zn作为植物生长发育过程中的必需元素,吸收量本身较高的缘故[17];与其它元素相比,当归中Cu含量显著高于其它重金属,此结果与李士博等[15]张宇[20]高振杰等[21]的研究基本一致㊂由于当归对此5种元素具有不同程度的富集作用,特别是当归对Cu的吸收含量超过其它7种元素,也超过转运系数和富集系数>1的Zn㊁Mo㊁Hg㊁Pb等元素,可考虑将其作为Cu污染超富集植物或复合污染修复植物㊂当归地上部重金属含量低于超富集植物的限量标准,可能与试验地土壤中重金属含量本身较低有关㊂根据文献报道的重金属富集植物具有生长周期长,或者生物量小的缺点,从而限制了此类植物的修复效率和实际应用[22]㊂当归在生产上普遍采用幼苗移栽方式进行,一年即可收获,因此生长期短㊂在产量方面影响因素较多,主要有轮作方式㊁早期抽薹比例㊁种植地海拔㊁前茬作物及栽培方式等[14,23 30]㊂漆琚涛等[31]的研究表明,采用白地膜覆盖栽培方式,当归最高产量可达6056.25kg/hm2㊂当归的药用部分是根,其叶因无药用价值而弃之不用,且在实际生产中是在叶枯黄后才进行根的收获,因此在文献中缺乏叶的生物量数据㊂本研究中当归产量根为1997.09kg/hm2,产量比前者低67.02%,仅为前者的约1/3㊂根产量显著低于前者,可能与栽培方式㊁抽薹率较高以及采挖过早有关,但同时叶的生物量高于根,因此在栽培中采用白色地膜覆盖技术后,产量还有提升空间,植株富集的重金属有望进一步提高㊂目前报道的重金属Cu的超富集植物多分布在低海拔地区或热带㊁亚热带及温带低海拔地区[8],而当归适生于气候凉爽湿润㊁海拔1700 3000m的高寒地区[13,32],此类环境中Cu富集植物鲜有报道㊂虽然在此类地区的植物修复可考虑引入其它物种,但这样有可能带来生物入侵的潜在风险[10],因此在高寒阴湿地区进行植物修复时,可考虑将当归作为重金属Cu富集植物加以应用㊂本研究结果是在土壤重金属含量较低的情况下得到的,当归对Cu等重金属的耐受范围㊁富集能力等还需要结合盆栽实验等手段确定㊂此外,当归在重金属复合污染环境中的吸收特征及富集机理,同样需要进行进一步研究㊂5㊀结论(1)在土壤重金属含量较低的大田环境中,当归全株中Cu含量高于其它重金属,在根及叶中Cu的也含量都高于其它重金属;(2)当归根部Cr㊁As和Se含量高于叶,叶片中Cu㊁Hg㊁Pb和Mo含量高于根部,Zn在叶和根中含量基本接近;(3)当归对Cu㊁Zn㊁Mo㊁Hg和Pb具有富集作用,Cu的富集系数和转运系数均最高;(4)大田中当归枯黄前收获时达到6284.23kg/hm2,采用适当的栽培技术后产量有望提高,因此当归具有重金属Cu的富集植物的应用潜力㊂参考文献:[1]H.Ali,E.Khan,M.A.Sajad.Phytoremediationofheavymetals Conceptsandapplications[J].Chemo⁃sphere,2013,91(7):869 881.[2]C.D.Jadia,M.H.Fulekar.Phytoremediationofheavymetals:Recenttechniques[J].AfricanJournalofBiotechnology,2009,8(6):921 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3147.BIO-CONCENTRATIONTRAITSOFHEAVYMETALSBYPLANTOFANGELICASINENSISZHONGQi-xiangetal(DongxiaForestryStationofDatongCounty,QiaotouzhenQinghai810100,China)Abstract:Objective:Screeningofheavymetalaccumulatorplantsisthefundamentalworkforphytoremedi⁃ation,theobjectiveofthispaperistoelucidatecharacteristicofbioconcentrationofheavymetalsbyAngelicasinensis.Method:WholeplantofAngelicasinensisplantedinthefieldwascollectedandconcentrationofheavymetals(Cr,Cu,Zn,As,Se,Mo,Hg,Pb)indefferentpartsoftheplantwasdetermined.Results:Thesoilwasnotpollutedbyheavymetals,theconcentofheavymetalsinAngelicasinensiswasCu>Zn>Cr>Pb>Mo>Hg>As>Se,Cuwasthehighestamongthem.TheconcentrationofCuwas2777.09μg/kg-1and1138.89μg/kg-1inleafandroot,;andthewholebiomassofAngelicasinensisreached6284.23kg/hm2whenharvestedbeforetheabovegroundpartwithered,14.18g/hm2ofCucouldbecollectedperhectare.Bioconcentrationfactor(BCF)andtranslocationfactor(TF)ofCu,Zn,Mo,HgandPbwereallgreaterthan1,BCFandTFofCuwas56.43and2.44,respectively,whichismuchhigherthanthatofotherheavymetals.Conclusion:AngelicasinensishadhighbioconcentrationcapabilityofCu.Keywords:Phytoremediation;Heavymetals;Angelicasinensis;Wholeplant92。
包头市三类湿地中重金属污染程度及生物富集研究

收 稿 日 期 %%&$; T&% T$&
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环#境#工#程
第 !" 卷
BC引C言 包头市湿地在当地环境修复)气候调节中都起
到重要作 用"然 而 各 种 废 弃 物 的 排 放"使 得 部 分 湿 地遭到 不 同 程 度 的 重 金 属 污 染*$+ ( 环 境 中 重 金 属 很难被降解"且通 过 生 物 富 集 作 用 对 动 植 物 及 人 类 健康造 成 威 胁*%+ ( 了 解 湿 地 中 的 重 金 属 污 染 特 征 以及食物链富集效应对包头地区生态安全与人体 健康具有重要意义(
然而"关于包头市湿地的重金属污染程度及生物 富集效应研究尚未见报道( 本研究选择昆都仑水库 桃儿湾湿地)尾矿库南侧湿地和小白河黄河湿地为研 究样地"对其底泥 重 金 属 的 污 染 程 度 进 行 评 价" 并 对 当地两栖类花背蟾蜍的主要食物链中重金属的生物 富集效应进行分析"以期为当地湿地重金属污染防控 和物种保护提供数据支持( DC实验部分 DED C 实 验 样 地 设 置 与 样 品 采 集
近年来"国内 外 关 于 湿 地 沉 积 物 和 水 生 生 物 重 金 属污染的评价和富集研究越来越多( 如鄱阳湖*!+ )宁 夏黄河流域湖泊*8+ )黄河渭南段*G+ 等湿地的底泥重金 属研究"鄱阳湖*:+ )拉萨河*"+ )赤水河*;+ 等湿地 水 生 生 物的生物富集研究( 大量研究表明%各地湿地沉积物 中不同程度地存在 ?,)?B)<>)?@)Y3和 A=累积现象" 以上重金属更易在鱼的肝脏和鳃等组织中富集( 国外 ) 幼发拉底河*$&+ )塔斯基吉湖*$$+ 等地的湿地沉积物及水 生动植物发现"重金属在鱼组织内的浓度与营养水平 呈现显著负相关"其中"肝脏和鳃中的重金属含量显著 高于其他 组 织"植 物 根 系 中 重 金 属 显 著 高 于 茎 和 叶( 据司万童等*$%+ 报 导%在 重 金 属 的 胁 迫 下"花 背 蟾 蜍 体 内各种生理指标的变化可以直观反映出该地区的水环 境污染状况"故可以作为环境监测的指示生物(
重金属

式中:r(h)为变异函数;h为为样点空间间隔距离,称为步长;
N(h)表示间隔距离为h的样点数; Z(xi)和 Z(xi+h)分别是区域化变量Z(x)在空间位置xi和xi+h 的实测值
对于不同的空间分隔距离h,根据变异函数公式计算出 相应的r(h)来。再以h为横坐标,r(h)为纵坐标,画出变异函 数曲线图,通过变异函数分析可得到各种元素的理论模型和 相应参数。这些参数反映了土壤中重金属含量的变异特征, 通过对比分析这些参数,能够从理论上认识土壤重金属的空 间分布特征。 一般采样方法测得的数据不能完全覆盖所要求的区域范围, 需要插值,将离散的采样点数据内插为连续的数据表面,空间插 值方法是一种通过已知点数据推求同一区域其他未知点数据的计 算方法。其论假设是空间位置上越靠近的点,越可能具有相似的 特征值。基于GIS 的空间插值方法很多,常用的有反距离插值法 和基于地统计学的克立格插值法。 克立格法最大限度的利用了空间取样所提供的各种信息, 使这种估计比其他传统的估计方法更加精确,更加符合实际, 并且避免了系统误差的出现,而且能够给出估计误差和精度。
高等环境化学课堂分享
——土壤中重金属污染评价
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背景介绍:
重金属在土壤中具有隐蔽性和潜伏 性,不易降解,具有不可逆性和长期性, 难以恢复性和污染后果的严重性,被环 境学界喻为“化学定时炸弹”造成的后 果尤为严重,受到科学家们的广泛关注, 成为近年来环境领域研究的热点问题, 为此研究者探究出了多种适合于土壤重 金属污染评价方法。
5 .地积累指数法
地积累指数法(Mull指数),近年来被国内用于土壤 重金属 污 染 的 评 价。
式中:Cn是元素n在沉积物中的含量;
Bn是沉积物中该元素的地球化学背景值; k为考虑各地岩石差异可能会引起背景值的变动而取 的系数(一般取值为1.5),用来表征沉积特征、岩石地质及 其他影响
保定市某垃圾填埋场植被的重金属富集特征

保定市某垃圾填埋场植被的重金属富集特征作者:张妍王琳崔彬彬管延英来源:《绿色科技》2017年第12期摘要:指出了城市垃圾填埋场对环境的破坏日益严重,选择合适的植被对其进行生态修复尤为重要。
针对实际测定了保定市某垃圾填埋场13种优势植物的重金属含量。
结果显示:柳树、杨树、榆树、紫穗槐、龙葵和商陆对Cd的吸收能力较强,可作为重金属Cd的修复植物加以推广;柳树、杨树、芦苇、狗尾草、龙葵、商陆、藜吸收Zn的能力较强;芦苇、爬山虎、商陆吸收Cu、芦苇吸收Cr的能力较强;榆树、爬山虎、狗尾草对Pd具有较强的吸收富集能力;可认定龙葵为Cd和Zn的超富集植物、爬山虎为Pb的超富集植物。
因此,这些植物可用于城市垃圾填埋场重金属污染的修复治理。
关键词:垃圾填埋场;土壤;重金属污染;植物修复中图分类号:X506文献标识码:A文章编号:16749944(2017)120005051引言随着我国城市化建设的推进,生活垃圾逐年增多,垃圾填埋是城市主要的垃圾处理方式。
然而,由于我国垃圾分类工作还不够完善,含有大量重金属的电子产品、电池等进入垃圾填埋场,填埋后可直接或间接造成土壤重金属污染[1]。
在重金属污染治理的各种技术手段中,植物修复技术以其成本低廉、不破坏生态环境、不引起二次污染等优势,表现出广阔的发展前景,而对重金属污染土壤修复植物的筛选是进行植物修复工作的前提。
植物在生长发育过程中,不同植物对土壤中的重金属表现出不同的生理现象,如一些植物能在含某种重金属较多的土壤中良好生长,表现出了对重金属的抗性;而一些植物不仅能在重金属含量较多的土壤中正常生长,还能大量吸收土壤中的重金属进入植物体内,表现出较强的富集重金属的能力。
不同污染场所由于其污染源的不同,土壤重金属的种类、含量不同,对植被的影响也会不一样,如污水处理厂、垃圾填埋场、工矿企业污染区等。
而且植物种类在地理分布上也有一定的区域性。
所以,本研究选择河北省保定市区内一个典型垃圾填埋场为研究样地,探讨其优势植物对重金属的吸收和积累特征,为城市垃圾填埋场的重金属污染修复提供基础材料。
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关于“重金属富集系数”
生物富集系数、生物富集因子等名称一直混淆,看了很多国内的文献,一直没有很统一的概念。
查看外文文献,也没有结果,更没有一个权威的定义。
但这个概念在很多很多论文或是出版物中出现,一篇文章中也出现互相矛盾的地方,看了一些参考文献特整理出来,跟大家交流。
希望大家补充和完善。
生物富集系数、生物富集因子(bioconcentration factor,Biological Enrichment Factor,BCF);BCF=Cp/Cs,其中,Cp 为植物地上部分重金属含量,Cs 为沉积物中重金属含量)。
以BCF为指标反映野生植物对沉积物中重金属的富集特征。
应用富集系数法对重金属的富集情况进行评价,其计算式为:
式中, EF为重金属在沉积物中的富集系数; Cx为元素x的浓度;C Al为Al元素浓度;s和b为样品和背景。
若EF>1,说明该元素相对富集,受到人为活动的影响,若EF≈1,则该元素来源于地壳风化。
由此可评价元素的富集程度。
(马宏瑞,张茜,季俊峰,吴昀昭. 长江南京段近岸沉积物中重金属富集特征与形态分析. 生态环境学报2009, 18(6): 2061-2065)
中国科学院沈阳应用生态研究所魏树和说,学术界目前对超富集植物的衡量标准还有些争议。
周启星等人提出的四个标准是目前有关这一问题最准确的提法和学术见解。
这四个标准包括:
一是临界含量标准,如镉的临界含量是100毫克/千克,锌、锰超过1万毫克/千克,铅、铜等超过1000毫克/千克;
二是植物地上部分的重金属含量要大于根部;
三是和没有污染的植物相比,生物量(植株大小、茎叶生长状况等特征)不能明显减少;
四是要考虑富集系数,就是植物体内的重金属含量一定要大于土壤中的含量,即富集系数大于1,至少当土壤中重金属含量高到足以使植物体内富集的含量大于超富集植物临界含量。
(百度百科)植物从沉积物中吸收、富集的重金属,可以用富集系数来反映植物对重金属富集程度的高低或富集能力的强弱。
重金属富集系数是指植物某一部位的元素含量与土壤中相应元素含量之比,它在一定程度上反映着沉积物--植物系统中元素迁移的难易程度,说明重金属在植物体内的富集情况。
重金属富集系数=植物体内重金属含量/土壤(或沉积物)中重金属含量×100%
又称生物浓缩系数、生物浓缩率、生物积累率、生物积累倍数、生物吸收系数等。
生物体内某种元素或化合物的浓度与其所生存的环境中该物质的浓度的比值。
可表示生物富集、浓缩、积累、放大和吸收能力与程度的数量关系。
植物和土壤间的富集系数是植物灰分中某物质的浓度与其所生长的土壤中该物质浓度的比值,即植物灰分中某物质的含量与土壤中该
物质含量的比值。
苏联彼列尔曼(A.I.Perel’man)于1965年把这个数值_称为生物吸收系数(Ax),并据此把植物对元素的累积程度划分为5个元素生物吸收序列。
只有Ax>1的元素,才谈得上在生物体内富集。
随着元素测定技术的提高,各种元素的生物吸收系数会有所变化,某些甚至变化很大,不断被以后的学者修正和改进。
修复重金属污染的优良植物应具备的几个特征
1、富集系数大于0.5。
富集系数(bioaccumulation factor)也称吸收系数,是指植物中某元素含量与土壤中该元素含量之比,富集系数表征土壤-植物体系中元素迁移的难易程度,是反映植物将重金属吸收转移到体内的能力大小的评价指标。
富集系数越高,表明植物对重金属富集质量分数越大。
然而有研究表明,植物生物量与重金属富集量之间存在着某种平衡关系,即重金属的高富集量是以低生物量为代价的,反之亦然。
因此,将富集系数临界值定为0.5,可以保证筛选到的植物有一定的生物量,便于推广。
2、转移系数大于0.5。
转移系数(translocation factor),是指地上部元素的含量与地下部同种元素含量的比值,用来评价植物将重金属从地下向地上运输和富集的能力。
转移系数越大,则重金属从根系向地上部器官转运的能力越强。
转移系数大于0.5,说明植物能把大部分的重金属迁移到地上部,有利于重金属的回收利用。
3、对重金属有较强的耐性。
根系耐性指数(Rootto lerance index),是指植物各处理的根系长度与对照的根系长度的比值,可以很好地反映植物对重金属的耐性情况。
因为重金属与植物作用时,首先是根接触重金属,对重金属进行吸收或排斥,同时根细胞壁中存在大量的交换位点,能将重金属离子交换吸收或固定,从而促进或阻止重金属离子进一步向地上部分运输,因此,根系耐性指数是用来反映植物体对重金属耐性大小的一个非常重要的指标。
从表象来看,即植物生长良好,地上部生物量未减少,且未出现失绿症状和根系发黑现象。
4、生长快,适应性强,地上部生物量大。
限制超积累植物广泛应用的最主要原因,就是其生物量较小,而很多草本植物不仅对重金属有一定的吸收能力,而且具有适应力强、生长速度快、再生性强、地上部产量高等优点。
因此,选用草本植物修复重金属污染的土壤,可在草本植物刈割几茬之后,逐步“抽提”基质中的重金属,达到彻底修复重金属污染的目的。
5、不易进入食物链。
有一些重金属吸收强的植物,具有毒性或动物不食性,在修复重金属污染的土壤时,适量多栽种这些植物,可以避免重金属进入食物链,以免危害人体健康。