園林植物中重金屬元素檢測及其對重金屬污染土壤修復(fù)綜述

王夢軍 ，韓張雄 ，董抒浩 ，張 成 ，陳 恕

（1.西安市綠化養(yǎng)護管理處，陜西 西安 710032；2.國土資源部 西安礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心，陜西 西安 710054）

1 重金屬富集園林植物的選擇

重金屬對周圍環(huán)境及環(huán)境中的生物均有毒害作用，目前對重金屬污染的研究已在多個領(lǐng)域開展。重金屬對生物的毒害作用主要是由于環(huán)境中重金屬元素超過生物生理或生長所能承受的量時，重金屬影響生物正常生長發(fā)育的的作用[1-2]。城市工業(yè)區(qū)屬于重金屬污染的重點區(qū)域，重金屬主要通過工業(yè)生產(chǎn)及廢棄物處理等途徑產(chǎn)生，如果處理不當(dāng)，則會對周圍環(huán)境造成污染。

城市工業(yè)區(qū)用于綠化的植物，需要長期生長在重金屬脅迫的環(huán)境下，因此，受到重金屬的影響較大，隨著土壤中重金屬含量的增加，以及時間的延長，植物受到重金屬的毒害作用也會增大[3-4]。同時由于城市工業(yè)區(qū)污染重金屬種類較多，因此在選擇園林綠化植物時，需考慮不同重金屬所能帶來的脅迫作用。

植物體內(nèi)重金屬元素大部分積累于植物根部，主要結(jié)合方式為蛋白質(zhì)結(jié)合態(tài)，只有少部分通過植物的吸收作用，傳輸至地上部分[5]。但對于重金屬富集植物來說，則可以通過吸收，將大量重金屬從土壤中轉(zhuǎn)運至植物地上部分，并通過植株死亡起到將重金屬從土壤中去除的作用。

大部分重金屬在植物整個生長期屬于非必需元素，其在植物體內(nèi)大量積累，達到一定含量時，則會降低植物的生理指標(biāo)，造成植物生長困難，進而造成植物生長緩慢，生產(chǎn)量降低[6-7]。而在城市工業(yè)區(qū)園林植物選育過程中，應(yīng)當(dāng)選擇對生長地塊重金屬耐性較高的植物。

2 園林植物中重金屬元素檢測方法

在城市工業(yè)區(qū)種植園林植物主要目的一方面在美化環(huán)境的同時修復(fù)土壤中重金屬污染，另一方面也可作為重金屬生物毒性預(yù)警。在這一過程中需要對園林植物中重金屬進行監(jiān)測，因此，利用合適的檢測方法，可以快速準確地獲得園林植物中重金屬的含量。

2.1 原子吸收分光光度法（AAS法）

原子吸收分光光度法是比較傳統(tǒng)的重金屬檢測方法，也是應(yīng)用最早，使用最廣泛的分析方法[8]。其主要包括火焰原子吸收和石墨爐原子吸收兩種。在利用火焰原子吸收測定植物中重金屬時，儀器靈敏度相對較高，且抗干擾能力強，費用較低等特點；而利用石墨爐原子吸收檢測時，對樣品要求相對較高，需要去干擾，但檢測結(jié)果精度較高。利用火焰原子吸收一般可以測定植物中鐵、錳、銅、鉛、鋅、鎘等元素，而利用石墨爐原子吸收可以測定鉛、鋅、鎘、銀等元素，其精密度和準確度均較高[9]。

2.2 氫化物發(fā)生-原子熒光法（HG-AFS法）

將植物樣品消解后，經(jīng)還原后，利用氫化物發(fā)生使待測元素以還原態(tài)的共價氫化物存在，然后以氬氣為載氣，在原子化器中進行原子熒光測定[10]，一般情況下，利用氫化物發(fā)生-原子熒光分光光度法可以對植物樣品中砷、銻、鉍、汞、硒、碲、鍺等元素進行測定。

2.3 紫外-可見光分光光度法

紫外-可見光分光光度法相對比較傳統(tǒng)[11]，在測定植物樣品中重金屬含量主要是利用合適的絡(luò)合劑將重金屬絡(luò)合顯色，然后利用分光光度計測定。利用本法檢測重金屬操作簡便、儀器靈敏度高，且儀器運行成本相對較低，因此在早期植物樣品檢測過程中也應(yīng)用較為普遍，但隨著儀器的發(fā)展，由于其絡(luò)合劑選擇相對較為繁瑣，且大都為劇毒試劑，逐漸被淘汰[12]。

3 園林植物對重金屬污染土壤的修復(fù)

植物對土壤中重金屬的修復(fù)技術(shù)主要包括植物固定作用、植物提取作用、植物揮發(fā)作用以及植物促進作用等[13-14]。植物固定作用主要指植物利用其對重金屬吸收或吸附作用，使重金屬元素固定于植物體內(nèi)或體表的一種修復(fù)方法，主要利用植物對重金屬脅迫具有一定的閾值范圍，適用于輕度重金屬污染；植物提取作用主要利用超富集植物，將土壤中重金屬富集，然后通過工業(yè)提取，達到綜合利用的目的，適用于重金屬污染較為嚴重，且已知污染重金屬，利用特定植物修復(fù)的一種方法；植物揮發(fā)作用則是利用植物強大的蒸騰作用以及某些特殊重金屬的易揮發(fā)性，將植物從土壤中去除，排入周圍環(huán)境的一種方法，如土壤中汞的修復(fù)，此法雖能暫時降低土壤中重金屬含量，但又會對周圍環(huán)境造成污染；植物促進作用主要通過植物根系分泌有機酸對土壤中重金屬進行微環(huán)境毒性改變或活化處理，再通過植物吸收以達到去除土壤中重金屬污染的一種方法。園林植物對城市工業(yè)區(qū)重金屬的修復(fù)作用主要包括其利用對土壤中重金屬元素的吸收、積累，并將其固定于植物體內(nèi)或葉表面，通過植物更新去除已吸附重金屬的植物，通過長期更替，從而有效的降低周圍環(huán)境中重金屬元素含量。

園林植物對城市工業(yè)區(qū)土壤中重金屬的修復(fù)作用主要通過收割植物，更替栽培實現(xiàn)降低土壤中重金屬含量，因此在植物生長期間，應(yīng)當(dāng)盡量讓植物吸收土壤中重金屬，通過施加螯合劑或絡(luò)合劑可以有效地提高土壤中重金屬的有效態(tài)含量[15-16]，因此，在園林植物栽培和生長過程中，應(yīng)盡量施加具有螯合或絡(luò)合作用的肥料，促進植物對土壤重金屬的吸收。

4 園林植物修復(fù)重金屬污染土壤研究展望

一般研究認為，園林植物的主要功能在于美化周圍人居環(huán)境，但是隨著城市工業(yè)化發(fā)展，以及人們對生態(tài)安全的重視[17]，園林植物的功能多樣性日漸顯現(xiàn)，尤其是在城市工業(yè)區(qū)。由于城市工業(yè)區(qū)的特殊性，其存在的污染危害更大，因此城市工業(yè)區(qū)的園林植物既要滿足美化環(huán)境的要求，同時也應(yīng)當(dāng)具有修復(fù)污染的功能。重金屬污染不僅破壞土壤的生態(tài)環(huán)境，同時通過食物鏈攝入及人類生產(chǎn)活動攝入，威脅到人類生存安全，所以在城市工業(yè)區(qū)進行園林綠化的過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮其土壤污染狀況，選擇合適的植被類型，盡量做到既美化環(huán)境，同時又能夠治理污染。