12種道路綠化樹木葉片重金屬含量比較

程玉良，張家洋，任 敏

（新鄉(xiāng)學(xué)院 生命科學(xué)與技術(shù)系，河南 新鄉(xiāng) 453003）

12種道路綠化樹木葉片重金屬含量比較

程玉良，張家洋，任 敏

（新鄉(xiāng)學(xué)院 生命科學(xué)與技術(shù)系，河南 新鄉(xiāng) 453003）

對新鄉(xiāng)市12種道路綠化樹木葉片重金屬鉛、鎘和鋅的含量進行分析。結(jié)果表明，同種道路綠化樹木葉片的重金屬含量表現(xiàn)為污染區(qū)＞清潔區(qū)，不同樹種道路綠化樹木葉片的重金屬含量具有明顯差異，鉛含量的大小排序為榆樹＞欒樹＞雪松＞刺槐＞懸鈴木＞夾竹桃＞毛白楊＞柳樹＞衛(wèi)矛＞圓柏＞臭椿＞核桃； 鎘含量的大小排序為毛白楊＞雪松＞欒樹＞懸鈴木＞夾竹桃＞臭椿＞柳樹＞榆樹＞懸刺槐＞圓柏＞衛(wèi)矛＞核桃，鋅含量的大小排序為夾竹桃＞榆樹＞臭椿＞柳樹＞刺槐＞欒樹＞雪松＞毛白楊＞核桃＞圓柏＞衛(wèi)矛＞懸鈴木。運用隸屬函數(shù)法對12種道路綠化樹木葉片重金屬含量進行歸類，榆樹和欒樹歸為第1類，夾竹桃、雪松、毛白楊、刺槐、柳樹、懸鈴木和臭椿為第2類，衛(wèi)矛、圓柏和核桃歸為第3類。

道路綠化；綠化樹木；重金屬污染物；吸收凈化能力

隨著社會的不斷的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中排放的各種重金屬污染物不斷增加，且重金屬污染具有隱蔽期性、在一定程度上威脅著人類的健康，大氣中重金屬污染物通過綠化樹木葉片上的氣孔進入葉片內(nèi)部，經(jīng)過葉片內(nèi)一系列的化學(xué)反應(yīng)，這些重金屬離子最終被轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)[1-2]。近年來，一些學(xué)者利用植物來監(jiān)測大氣環(huán)境的報道較多，他們對不同城市綠化樹木富積重金屬的能力進行研究，試圖篩選一批抗污吸污能力強的樹種[3-7]。還有學(xué)者研究表明植物葉片重金屬的累積與大氣中重金屬污染物濃度成一定的正相關(guān)[8-10]。然而，針對新鄉(xiāng)市綠化樹木葉片對大氣重金屬污染物鉛、鎘和鋅的吸收、積累鮮有報道，鑒于此，通過對新鄉(xiāng)市污染區(qū)和清潔區(qū)進行調(diào)查，選擇12種綠化樹木，對其葉片3種重金屬含量進行測定，以期篩選出抗污吸污能力強的綠化樹木，為城市生態(tài)綠化工程提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 綠化樹木材料的選擇及設(shè)計

根據(jù)據(jù)新鄉(xiāng)市區(qū)污染程度選擇3個功能區(qū)12種綠化樹木，即清潔區(qū)（新鄉(xiāng)學(xué)院及河南科技學(xué)院）、污染區(qū)（化工路和發(fā)電廠附件）和市區(qū)，于2012年10月即秋季對道路綠化樹木葉片鉛、鎘和鋅的含量進行測定，所采集的樹木葉片為較老葉片，因其鉛、鎘和鋅含量相對較為穩(wěn)定。12種綠化樹木分別為欒樹、衛(wèi)矛、核桃、臭椿、刺槐、榆樹、柳樹、毛白楊、夾竹桃、懸鈴木、雪松和圓柏。

1.2 樣品采集與制備

于2012年10月上午8:00～12:00，下午2:00～5:00，在不同的功能區(qū)，選擇生長健康的綠化樹木，在各采樣點對每個樹種采集3株，所選擇同一樹種樹高、樹齡、生長情況等相似性極高，采樣位置選擇樹冠外圍東西南北4個方向，將采集后的葉片小心封存于自封塑料袋中并帶回實驗室處理，具體操作過程：將采集的葉片用蒸餾水浸泡葉片6 h，然后洗凈葉片上的滯塵等雜物，放在烘箱中殺青1 h，并設(shè)置溫度為102 ℃，最后在溫度70 ℃下烘干至恒重，將烘干的樣品用電動粉碎機粉碎，過50目篩，得到粉末狀樣品，即為分析樣品，置于清潔密封袋中備用。

1.3 樣品的測定

用美國PE公司生產(chǎn)Optima 2100DV電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測重金屬含鉛、鎘和鋅量。

2 結(jié)果與分析

2.1 樹木葉片含鉛量功能區(qū)變化分析

不同功能區(qū)綠化樹木葉片含鉛量存在一定變異（見表1），就綠化樹木葉片含鉛量而言，所有綠化樹木葉片含鉛量（除臭椿和毛白楊外）均是污染區(qū)高于鬧市區(qū)和清潔區(qū)；在污染區(qū)其含量排序為欒樹＞雪松＞榆樹＞懸鈴木＞刺槐＞夾竹桃＞柳樹＞毛白楊＞衛(wèi)矛＞圓柏＞臭椿＞核桃。在鬧市區(qū)其含量排序為欒樹＞雪松＞榆樹＞夾竹桃＞刺槐＞毛白楊＞懸鈴木＞柳樹＞衛(wèi)矛＞圓柏＞臭椿＞核桃，在清潔區(qū)其含量排序為榆樹＞欒樹＞懸鈴木＞刺槐＞雪松＞夾竹桃＞毛白楊＞柳樹＞衛(wèi)矛＞圓柏＞核桃＞臭椿。而同一種樹木葉片含鉛量在不同的功能區(qū)呈現(xiàn)倍數(shù)差異，如柳樹、圓柏、懸鈴木、刺槐、衛(wèi)矛、核桃、欒樹、夾竹桃、榆樹、雪松、毛白楊和臭椿在污染區(qū)的樹木葉片含鉛量分別是鬧市區(qū)樹木葉片含鉛量的2.191、2.070、1.889、1.401、1.226、1.205、1.152、1.149、1.093、1.061、0.934和0.835倍；是清潔區(qū)樹木葉片含鉛量的2.649、2.286、1.854、1.756、1.510、1.614、2.257、1.977、1.285、2.593、1.919和2.785倍。總之，綠化樹木在污染嚴(yán)重的地方樹木其葉片鉛量高，反之低。其可能的原因是綠化樹木葉片含鉛量與大氣污染物濃度密切相關(guān)。

表1 不同功能區(qū)綠化樹木葉片含鉛量變化Table 1 Changes of Pb content in greening tree species leaves in different functional areas mg/kg

2.2 樹木葉片含鎘量功能區(qū)變化分析

不同功能區(qū)綠化樹木葉片含鎘量存在一定變異（見表2），就綠化樹木葉片含鎘量而言，所有綠化樹木葉片含鉛量（榆樹和懸鈴木除外）均是污染區(qū)＞鬧市區(qū)＞清潔區(qū)；而同一種樹木葉片含鎘量在不同的功能區(qū)也呈現(xiàn)倍數(shù)差異，如欒樹、衛(wèi)矛、核桃、臭椿、刺槐、榆樹、柳樹、毛白楊、夾竹桃、懸鈴木、雪松和圓柏在污染區(qū)的樹木葉片含鎘量分別是鬧市區(qū)樹木葉片含鎘量的1.260、1.171、1.182、1.025、1.062、0.915、2.053、1.221、1.006、0.883、2.552和2.077倍；是清潔區(qū)樹木葉片含鎘量的2.680、2.158、1.238、1.471、2.029、4.167、1.855、3.486、1.393、3.031、2.744和3.600倍，在污染區(qū)其含量排序為毛白楊＞雪松＞欒樹＞懸鈴木＞夾竹桃＞柳樹＞臭椿＞榆樹＞刺槐＞圓柏＞衛(wèi)矛＞核桃；在鬧市區(qū)其含量排序為毛白楊＞懸鈴木＞欒樹＞夾竹桃＞雪松＞臭椿＞榆樹＞柳樹＞刺槐＞衛(wèi)矛＞圓柏＞核桃；在清潔區(qū)其含量排序為毛白楊＞雪松＞夾竹桃＞欒樹＞臭椿＞柳樹＞懸鈴木＞刺槐＞核桃＞衛(wèi)矛＞榆樹＞圓柏?？偠灾?，綠化樹木在污染嚴(yán)重的地方樹木其葉片含鎘量高，反之污染較輕的地方樹木葉片含鎘量就低，另外綠化樹木葉片含鎘量與大氣污染物濃度密切相關(guān)。

表2 綠化樹木葉片含鎘量功能區(qū)變化Table 2 Changes of Cd content in greening tree species leaves in different functional areas mg/kg

2.3 樹木葉片含鋅量功能區(qū)變化分析

不同功能區(qū)綠化樹木葉片含鋅量存在一定變異（見表3），就綠化樹木葉片含鋅量而言，所有綠化樹木葉片含鋅量（柳樹、夾竹桃和圓柏除外）均是污染區(qū)＞鬧市區(qū)＞清潔區(qū)；而同一種樹木葉片含鋅量在不同的功能區(qū)也呈現(xiàn)倍數(shù)差異不同，就欒樹和圓柏來說污染區(qū)是鬧市區(qū)的2.487和0.876倍，其余樹木含鋅量也在0.906～1.325倍之間，而污染區(qū)于清潔區(qū)而言，最大的如刺槐4.964倍，最小的榆樹1.916倍，其余均在2.130～4.734倍之間，在污染區(qū)其含量排序為夾竹桃＞榆樹＞臭椿＞刺槐＞欒樹＞柳樹＞雪松＞核桃＞毛白楊＞衛(wèi)矛＞圓柏＞懸鈴木；在鬧市區(qū)其含量排序為夾竹桃＞榆樹＞柳樹＞臭椿＞刺槐＞雪松＞毛白楊＞圓柏＞核桃＞衛(wèi)矛＞欒樹＞懸鈴木；在清潔區(qū)其含量排序為榆樹＞欒樹＞夾竹桃＞毛白楊＞臭椿＞柳樹＞圓柏＞刺槐＞雪松＞衛(wèi)矛＞核桃＞懸鈴木?？偠灾?，綠化樹木在污染嚴(yán)重的地方樹木其葉片含鋅量高，反之污染較輕的地方樹木葉片含鋅量就低，另外綠化樹木葉片含鋅量與大氣污染物濃度密切相關(guān)。

表3 綠化樹木葉片含鋅量功能區(qū)變化Table 3 Changes of Zn content in greening tree species leaves in different functional areas mg/kg

2.4 樹木葉片鉛、鎘和鋅含量綜合分析

為了綜合分析12種道路綠化樹木葉片含鉛、鎘和鋅量，對其進行比較，結(jié)果表明（見表4），綠化樹木葉片鉛含量的大小排序為榆樹＞欒樹＞雪松＞刺槐＞懸鈴木＞夾竹桃＞毛白楊＞柳樹＞衛(wèi)矛＞圓柏＞臭椿＞核桃； 鎘含量的大小排序為毛白楊＞雪松＞欒樹＞懸鈴木＞夾竹桃＞臭椿＞柳樹＞榆樹＞懸刺槐＞圓柏＞衛(wèi)矛＞核桃，鋅含量的大小排序為夾竹桃＞榆樹＞臭椿＞柳樹＞刺槐＞欒樹＞雪松＞毛白楊＞核桃＞圓柏＞衛(wèi)矛＞懸鈴木。根據(jù)新鄉(xiāng)12種道路綠化樹木葉片污染元素隸屬函數(shù)累積值大于2，或小于2且大于1，或小于1，將其分為3類，榆樹和欒樹歸為第一類；夾竹桃、雪松、毛白楊、刺槐、柳樹、懸鈴木和臭椿歸為第二類；衛(wèi)矛、圓柏和核桃歸為第三類。

表4 樹木葉片含鉛、鎘和鋅量隸屬函數(shù)分析Table 4 Membership function analyses on Pb, Cd and Zn contents in greening tree species leaves

3 結(jié)論與討論

(1)同種綠化樹木葉片含鉛、鎘和鋅重金屬污染物量大小不同，表現(xiàn)為鉛＞鎘、鉛＞鋅、鎘＜鋅；不同種綠化樹木葉片含鉛、鎘、鋅重金屬污染物也有很大差異，含鉛量高的綠化樹木有榆樹、欒樹和雪松，含鎘量高的綠化樹木有毛白楊和雪松，鋅含量高的綠化樹木有夾竹桃和榆樹。存在這種差異性的原因可能與樹木葉片表面結(jié)構(gòu)、濕潤程度、樹木葉片距地高度、重金屬元素的性質(zhì)、土壤及氣候條件等多種因素有關(guān)。

(2)12種道路綠化樹木葉片含鉛、鎘、鋅的量由于季節(jié)的改變和污染源的不同而存在差異。如在不同污染源條件下的同一種樹木葉片含鉛、鎘、鋅量存在差異，表現(xiàn)為污染區(qū)大于清潔區(qū)。

(3)根據(jù)12種道路綠化樹木葉片重金屬鉛、鎘和鋅的含量進行分類， 將其分為3類，榆樹和欒樹葉片3種污染物含量相對較高，歸為第1類；夾竹桃、雪松、毛白楊、刺槐、柳樹、懸鈴木和臭椿歸為第2類，其葉片3種污染物含量居中；衛(wèi)矛、圓柏和核桃葉片3種污染物含量相對較低，歸為第3類。

[1] 王利寶,朱寧華,鄂建華.Pb、Zn等重金屬對樟樹、欒樹幼苗生長的影響[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報,2010,30(2):44-47.

[2] 江行玉,趙可夫.植物重金屬傷害及其抗性機理[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報,2001,7(1): 92-99.

[3] 魯 敏,李英杰.綠化樹種對大氣金屬污染物吸滯能力[J].城市環(huán)境與城市生態(tài),2003,16(1): 51-52.

[4] 譚曉風(fēng),蔡海麗,袁德義,等.重金屬在油茶林地及樹體中的富集特性研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報,2011,31(3):8-11.

[5] 張煒鵬,陳金林,黃全能,等.南方主要綠化樹種對重金屬的積累特性[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2007, 31(5):125-128.

[6] 穆立薔,孫海燕,祝 寧.東北主要綠化樹種對大氣中砷吸收能力的研究[J].植物研究,2004, 24(2),220-222

[7] 邱媛,管東生,陳 華,等.惠州市植物葉片和葉面降塵的重金屬特征[J].中山大學(xué)學(xué)報, 2007,46(6):98-102.

[8] 馬躍良,賈桂梅,王云鵬,等.廣州市區(qū)植物葉片重金屬元素含量及其大氣污染評價[J].城市環(huán)境與城市生態(tài), 2001,14(6):28-30.

[9] 魏海英,方炎明,尹增芳,等.大羽蘚對Pb、Cd污染的指示與累積作用研究[J].植物研究, 2004,24(1):41-44.

[10] 陸東暉,殷云龍.城市道路綠化植物葉層對重金屬元素和N、S的吸收與蓄積作用[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2008, 32(2):51-55.

[10] 江行玉,趙可夫.植物重金屬傷害及其抗性機理[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報,2001,7(1): 92-99.

Comparisons of heavy metal contents in leaves of 12 roadside greening afforestation tree species

CHENG Yu-liang, ZHANG Jia-yang, REN Min
(School of Life Science and Technology, Xinxiang University, Xinxiang 453003, Henan, China)

The heavy metals (Pb, Cd and Zn) contents in leaves of 12 roadside greening trees in Xinxiang city of Henan province were investigated and analyzed. The results indicate that the same roadside afforestation tree species showed different heavy metal contents in their leaves, the leaf heavy metal content in the polluted area was bigger than that in the clear area, simultaneously the leaf heavy metal contents of different tree species in same area showed signif i cant differences, the content of Pb was in the order ofUlmus pumila＞Koelreuteria paniculata＞Cedrus deodara＞Robinia pseudoacacia＞Platanus hispanica＞Nerium indicum＞Populus tomentosa＞Salix babylonica＞Euonymus alatus＞Sabina chinensis＞Ailanthus altissima＞Juglans regia; the content of Cd was in the order ofPopulus tomentosa＞Cedrus deodara＞Koelreuteria paniculata＞Platanus hispanica＞Ailanthus altissima＞Salix babylonica＞Ulmus pumila＞Robinia pseudoacacia＞Sabina chinensis＞Euonymus alatus＞Juglans regia; the content of Zn was in the order ofNerium indicum＞Ulmus pumila＞Ailanthus altissima＞Salix babylonica＞Robinia pseudoacacia＞Koelreuteria paniculata＞Cedrus deodara＞Populus tomentosa＞Juglans regia＞Sabina chinensis＞Euonymus alatus＞Platanus hispanica; the afforest trees were classified three at the basis of the content of Pb, Cd and Zn, the first category includedUlmus pumilaandKoelreuteria paniculata;Nerium indicum,Cedrus deodara,Populus tomentosa,Robinia pseudoacacia,Salix babylonica,Platanus hispanicaandAilanthus altissimabelong to the second category; the third category includedEuonymus alatus,Sabina chinensisandJuglans regia.

roadside greening; afforestation tree species; heavy metal pollutants; absorption and purif i cation ability

S718

A

1673-923X(2014)11-0052-04

2014-01-12

新鄉(xiāng)學(xué)院創(chuàng)新基金(12ZB15)，國家科技支撐項目（2009BADB2B0601）

程玉良（1961-），男，河南新鄉(xiāng)人，副教授，主要從事環(huán)境化學(xué)研究；E-mail：njlydxzyyhj@163.com

[本文編校：吳 毅]