宜春市區(qū)行道樹葉片中重金屬含量分析及評(píng)價(jià)

張烈遠(yuǎn)，管炎林，李麗娜，曾晨輝，胡小平

(1.江西省宜春檢驗(yàn)檢疫技術(shù)研究所，江西宜春 336000；2.江西省宜春學(xué)院生命科學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院，江西宜春 336000)

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宜春市區(qū)行道樹葉片中重金屬含量分析及評(píng)價(jià)

張烈遠(yuǎn)1，管炎林2，李麗娜2，曾晨輝1，胡小平1

(1.江西省宜春檢驗(yàn)檢疫技術(shù)研究所，江西宜春 336000；2.江西省宜春學(xué)院生命科學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院，江西宜春 336000)

摘要[目的]研究宜春市區(qū)樟樹葉片中重金屬含量。[方法]以宜春市區(qū)道路旁樟樹葉片作為研究對(duì)象，經(jīng)消解后采用電感耦合等離子體(ICP-OES)法測(cè)定樟樹葉片中重金屬含量，通過(guò)污染指數(shù)等級(jí)對(duì)每個(gè)采樣點(diǎn)大氣重金屬污染程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。[結(jié)果]重金屬Pb、Cd、Cr、Mn、Zn、Cu的平均含量分別為0.790、0.699、16.870、44.030、456.290、12.410 mg/kg。其中，Zn的含量高，但污染程度較小，Mn相對(duì)含量較小，但污染程度較小。[結(jié)論]整體來(lái)看，宜春市植物受到大氣重金屬污染較小。

關(guān)鍵詞樟樹；重金屬；城市生態(tài)環(huán)境；宜春市

生存環(huán)境一直是人類迫切關(guān)注的問(wèn)題，重金屬污染具有隱蔽性、長(zhǎng)期性、累積性和不可逆性[1]，而城市空氣中重金屬元素主要以大氣顆粒物的形式遷移、富集和轉(zhuǎn)化[2]。通過(guò)對(duì)城市綠化植物葉片中重金屬含量的測(cè)定分析，不僅可以直接獲悉植物富集重金屬的生長(zhǎng)狀況，還能間接了解大氣重金屬污染的程度。任乃林等[3]研究表明，可根據(jù)園林樹種葉片的重金屬含量來(lái)估測(cè)大氣中的重金屬污染狀況，鑒別城市環(huán)境污染程度，判斷污染等級(jí)和評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量。劉和等[4]研究發(fā)現(xiàn)，草本植物對(duì)土壤中部分重金屬具有超富集作用。王亞宇等[5]和薛皎亮等[6]研究發(fā)現(xiàn)，林木對(duì)土壤中重金屬Cu、Cr、Pb、Zn具有一定吸滯作用。目前對(duì)植物葉片吸收重金屬能力方面的研究較多[7-10]。然而，關(guān)于宜春市行道樹葉片重金屬含量方面的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。鑒于此，筆者以宜春市區(qū)街道兩旁的樟樹作為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)樟樹葉片中重金屬含量進(jìn)行測(cè)定，研究了該市重金屬污染程度，旨在為我國(guó)城市生態(tài)規(guī)劃提供參考。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況宜春市區(qū)位于114°22′59.7″～114°25′51.6″ E，27°47′31.8″～27°48′03.8″ N，屬中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，氣候資源豐富。樟樹為該市區(qū)主要的城市綠化植物，對(duì)城市環(huán)境的美化起著重要作用。

1.2試驗(yàn)材料標(biāo)本夾(45 cm×30 cm方格板2塊，配以繩帶)、標(biāo)本紙(吸水性強(qiáng)的草紙，折成略小于標(biāo)本夾的3～5張1疊若干)、采集袋(塑料袋)、枝剪、標(biāo)簽、野外記錄紙、海拔儀、GPS、地形圖等。65%濃硝酸、氫氟酸、高氯酸、2%稀硝酸、電熱板、聚四氟乙烯坩堝，15 mL容量瓶。電感耦合等離子體(ICP-OES)儀等。

1.3樣品采集與測(cè)定于2014年9月樟樹生長(zhǎng)茂盛期，沿道路兩旁隨機(jī)取39個(gè)點(diǎn)，以袁山公園點(diǎn)(無(wú)污染區(qū))為對(duì)照。將采集的樣品依次編號(hào)封存于塑料袋中，用去離子水清洗干凈、晾干，經(jīng)搗碎、研磨后過(guò)80目尼龍篩，每份樣品提取2 g(精確至0.000 2 g)，并貼好標(biāo)簽備用。將樣品置于聚四氟乙烯坩堝中，依次加入25 mL 65%濃硝酸，5 mL氫氟酸，5 mL高氯酸，冷卻后用2%稀硝酸定容，然后將消解液用15 mL試管加塞密封保存，用電感耦合等離子體(ICP-OES)法測(cè)定樟樹葉片中Zn、Mn、Cr、Cu、Pb、Cd的含量。

1.4污染指數(shù)計(jì)算與污染等級(jí)劃分利用測(cè)得的植物葉片中重金屬含量的數(shù)據(jù)對(duì)植物大氣污染指數(shù)(Pi)進(jìn)行計(jì)算，并進(jìn)一步對(duì)照評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)大氣質(zhì)量進(jìn)行等級(jí)評(píng)價(jià)。采用單項(xiàng)污染指數(shù)(Ci)公式計(jì)算污染指數(shù)：

C=Cm/Ck

式中，Cm為各點(diǎn)植物重金屬實(shí)際測(cè)得值；Ck為對(duì)照區(qū)植物重金屬實(shí)際測(cè)得值。通過(guò)單項(xiàng)污染指數(shù)計(jì)算，求出Ci，然后用以下公式求出植物的平均污染指數(shù)(TW)：

式中，Ci為各項(xiàng)目的污染指數(shù)，n為項(xiàng)目數(shù)量。

重金屬單個(gè)污染指數(shù)與等級(jí)劃分[11]：Pi≤1.2為無(wú)污染(I)，1.3

2結(jié)果與分析

通過(guò)測(cè)得的重金屬含量可知，樟樹葉片中重金屬Cr、Mn、Zn、Cu的含量較大，而Pb、Cd的含量相對(duì)較少。除了3、8、22～33 14個(gè)采樣點(diǎn)檢測(cè)出Pb外，其余采樣點(diǎn)均未檢測(cè)出。除了3、7、21、28 4個(gè)采樣點(diǎn)檢測(cè)出Cd外，其余采樣點(diǎn)均未測(cè)出。

由表1可知，Zn的平均含量最高，高達(dá)456.290 mg/kg，但從污染指數(shù)(Ci)來(lái)看，除了13、38兩個(gè)采樣點(diǎn)為中度污染(III)外，其余的采樣點(diǎn)大部分為無(wú)污染(I)，少部分為輕度污染(II)，故污染程度較小。Mn的平均含量44.030 mg/kg，各采樣點(diǎn)的污染指數(shù)等級(jí)均為V級(jí)，故屬嚴(yán)重污染。Cr的平均含量為16.870 mg/kg，大部分采樣點(diǎn)的污染指數(shù)等級(jí)為II級(jí)，屬輕度污染，部分為I級(jí)，屬無(wú)污染，其余采樣點(diǎn)中4個(gè)點(diǎn)屬中度污染(III)，2個(gè)點(diǎn)屬重度污染(IV)。Cu的平均含量為12.410 mg/kg，大部分采樣點(diǎn)的污染指數(shù)等級(jí)為I級(jí)，屬無(wú)污染，其余少部分為II級(jí)，屬輕度污染，故總體來(lái)說(shuō)污染程度較小。

表1　宜春市各采樣點(diǎn)樟樹葉片中Cr、Mn、Zn、Cu重金屬的含量及污染指數(shù)

注：對(duì)照的Pb與Cd含量為0，所有采樣點(diǎn)Pb與Cd的平均含量分別為0.790、0.699 mg/kg，說(shuō)明Pb和Cd污染較小，故表中未列出。

Note: Pb and Cd content in control was o, average content of Pb and Cd in each sampling site was 0.790, 0.699 mg/kg, indicating Pb and Cd pollution was small, so they were not listed in the table.

3結(jié)論與討論

(1)通過(guò)對(duì)重金屬含量的測(cè)定及污染指數(shù)等級(jí)分析，樟樹葉片中Mn的平均含量雖然不是最高，但對(duì)大氣污染程度最為嚴(yán)重，而Zn的平均含量最高，達(dá)456.290 mg/kg，對(duì)大氣污染程度較小，Cr與Cu的平均含量相對(duì)較低，對(duì)大氣污染程度也較小。因此，在利用綠化植物作為美化城市的行道樹時(shí)，通過(guò)植物對(duì)重金屬富集量的大小及污染指數(shù)可在一定程

度上反映大氣重金屬污染狀況。

(2)影響植物吸收重金屬的因素很多，如季節(jié)變化、植物葉綠素含量、車流量、植物的電導(dǎo)率及pH等。不同植物對(duì)重金屬的富集作用不同，總體來(lái)說(shuō)植物中重金屬主要來(lái)源于大氣與土壤。目前，植物對(duì)重金屬的吸收是根系吸收還是葉片吸收還是二者同時(shí)吸收等問(wèn)題還存在有爭(zhēng)議。劉慶陽(yáng)等[12]通過(guò)春夏秋冬對(duì)金屬元素污染源主成分因子的分析表明，植物葉片中重金屬的來(lái)源隨著季節(jié)的變化有土壤源，也有汽車尾氣源。馬躍良等[11]研究了廣州市區(qū)植物葉片重金屬元素含量與大氣污染程度呈正相關(guān)關(guān)系。此外，還有眾多的文獻(xiàn)表明，影響植物重金屬的含量與大氣中重金屬含量成正相關(guān)。鑒于此，可從側(cè)面通過(guò)對(duì)植物重金屬含量的監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)來(lái)反映城市大氣環(huán)境中重金屬的污染程度。宜春作為宜居城市之一，市區(qū)的地理位置遠(yuǎn)離工業(yè)區(qū)，城市重金屬污染對(duì)植物的影響主要來(lái)自大氣重金屬的濃度，據(jù)該研究污染指數(shù)及等級(jí)可知，從整體來(lái)看，植物受到大氣重金屬污染較小，這與實(shí)際情況相符合。

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基金項(xiàng)目國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2014BAK19B06)。

作者簡(jiǎn)介張烈遠(yuǎn)(1992- )，男，江西南康人，助理工程師，從事分析測(cè)試、檢驗(yàn)方法研究。

收稿日期2016-04-05

中圖分類號(hào)S 41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2016)14-076-02

Analysis and Evaluation on Heavy Metal Content in Roadside Tree Leaves in Yichun City

ZHANG Lie-yuan1, GUAN Yan-lin2, LI Li-na2et al

(1. Yichun Inspection and Quarantine Technology Research Institute, Yichun, Jiangxi 336000; 2. School of Life Science and Resource Environment, Yichun University, Yichun, Jiangxi 336000)

Abstract[Objective] The aim was to study heavy metal content in camphor tree leaves in Yichun City. [Method] With camphor tree leaves in Yichun City as study object, after digestion, ICP-OES method was adopted to determine heavy metal contents, through pollution index grade, heavy metal pollution degree in each sampling site was evaluated. [Result] The average content of Pb, Cd, Cr, Mn, Zn, Cu was 0.790, 0.699, 16.870, 44.030, 456.290, 12. 410 mg/kg. The content of Zn was high, but the pollution degree was slight; the relative content of Mn was low, the pollution degree was low. [Conclusion] In general, Yichun plants are less polluted by heavy metals in the atmosphere.

Key wordsCamphor tree; Heavy metal; City eco-environment; Yichun City