鉛鋅尾礦對(duì)香根草葉綠素?zé)晒鈪?shù)和金屬元素含量的影響

王杰 安宇航 曾佳琪 李夢(mèng)婷

摘 要 鉛鋅尾礦的植物修復(fù)日益引起學(xué)者的關(guān)注，為了探討香根草對(duì)鉛鋅尾礦的修復(fù)潛力，本文采用盆栽試驗(yàn)，用鉛鋅尾礦種植香根草20天后，測(cè)量葉綠素?zé)晒鈪?shù)和礦質(zhì)元素含量。結(jié)果顯示，種植于鉛鋅尾礦中的香根草的 Fv/Fm、Fo和Fm與對(duì)照接近，根、莖、葉中K含量顯著降低，而Zn、Pb顯著增加。除根中的P、Cd有顯著變化外，Mn、P、Cd無顯著差異。表明香根草能夠用于鉛鋅尾礦的重金屬修復(fù)。

關(guān)鍵詞 香根草 鉛鋅尾礦 葉綠素?zé)晒?和礦質(zhì)元素 植物修復(fù)

中圖分類號(hào)：S156.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鉛鋅資源的應(yīng)用范圍也越來越廣，其使用量及鉛鋅礦的開采量呈不斷上升趨勢(shì)。其在采選、冶煉過程中，常伴隨著大量廢渣、尾礦的產(chǎn)生。據(jù)統(tǒng)計(jì)，鉛鋅礦原礦處理量為 2223.2 萬噸/年，排放尾礦量達(dá) 1661.61 萬噸/年。鉛鋅尾礦含有大量的 Pb、Zn、Cd等重金屬，其在淋洗、揚(yáng)塵等作用下易造成周邊環(huán)境的金屬污染。近些年我國(guó)也爆發(fā)了由鉛鋅生產(chǎn)造成的重大污染事件。如由鉛鋅冶煉引發(fā)的陜西鳳翔血鉛超標(biāo)事件。但目前對(duì)鉛鋅尾礦的治理還相對(duì)滯后。綜合經(jīng)濟(jì)成本、環(huán)境影響等方面因素的考慮，植物修復(fù)技術(shù)治理重金屬污染成為研究的熱點(diǎn)。香根草（Vetiveria zizanioides）是禾本科香根草屬多年生 C4類草本植物，是世界知名的水土保持植物，其有極強(qiáng)生態(tài)適應(yīng)性，并對(duì)多種重金屬都有較強(qiáng)的耐受能力，且能積累多種重金屬，具有應(yīng)用于重金屬治理的潛力。本文通過盆栽試驗(yàn)，探討了種植在鉛鋅尾礦中香根草葉綠素?zé)晒鈪?shù)、金屬元素積累的變化，為其用于鉛鋅尾礦的重金屬治理提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

從當(dāng)年生香根草中選取長(zhǎng)勢(shì)一致的香根草。種植業(yè)鉛鋅尾礦和正常土壤中，每處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。每天澆水，每5天施適量復(fù)合肥。種植20天后，測(cè)量有關(guān)指標(biāo)。

1.2葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測(cè)定

植株暗適應(yīng)30分鐘后，選取倒三葉，采用便攜式調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨xPAM-2500測(cè)量最小熒光產(chǎn)量（Fo）、最大熒光（Fm）和PSⅡ的最大光化學(xué)效率（ Fv/Fm）。

1.3根、莖、葉中金屬元素含量的測(cè)定

植物樣品用去離子水反復(fù)沖洗后裁剪分成根、莖、葉三部分。烘干至恒重。取上述植物根、莖、葉分別粉碎， 過篩。精密稱取0.2 g粉末干樣進(jìn)行消解。采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定金屬含量。

1.4數(shù)據(jù)分析

用Excel作圖、SPSS17.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，數(shù)據(jù)表示為平均值北曜疾?。?/p>

2結(jié)果與分析

2.1鉛鋅尾礦對(duì)香根草葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

經(jīng)過20天的處理，發(fā)現(xiàn)鉛鋅尾礦種植的香根草的Fo，F(xiàn)m和Fv/Fm與種植在土壤中的植株差異不大，均在0.175～0.168，0772～0.763和0.779～0.771之間（見表1）。

2.2鉛鋅尾礦對(duì)香根草金屬元素含量的影響

由表2可知，對(duì)于大量元素K、P而言，種植在鉛鋅尾礦的香根草根、莖、葉中的K含量顯著下降，僅為對(duì)照的36.2%-74.4%，其中，根、葉中K含量下降的幅度更大，達(dá)50%以上。種植在鉛鋅尾礦中香根草根中的P含量顯著高于對(duì)照，而莖葉中的P含量無顯著差異。對(duì)于微量元素Zn、Mn而言，Mn含量在二者間沒有顯著差異，但種植在鉛鋅尾礦的香根草根、莖、葉中Zn含量顯著高于對(duì)照，是對(duì)照的5.4-19.4倍，其中根中的Zn含量遠(yuǎn)高于莖葉。對(duì)于有害元素Cd、Pb而言，種植在鉛鋅尾礦中香根草根、莖、葉中的Pb含量和根中的Cd顯著高于對(duì)照，其中根中的Zn含量最高。

3討論與結(jié)論

Fv/Fm代表著植株的光合潛能，該參數(shù)可反映植物 PSⅡ受傷害的程度。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過20天的處理，種植在鉛鋅尾礦中的香根草的 Fv/Fm、Fo和Fm與種植在土壤中的香根草接近，說明香根草受到的脅迫傷害小，可以長(zhǎng)期存活。在重金屬脅迫下，植物體內(nèi)的礦物質(zhì)元素的吸收可能會(huì)有所改變。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，香根草的K元素的吸收受到嚴(yán)重影響，根、莖、葉中的K含量大幅下降，但P、Mn的含量呈現(xiàn)增加或維持穩(wěn)定。在實(shí)際應(yīng)用中可適當(dāng)增加K肥施用。鉛鋅尾礦中Zn、Pb是主要的重金屬，其含量可達(dá)2652mg·kg-1、716mg·kg-1。種植其中的香根草根、莖、葉中的Zn、Pb顯著高于對(duì)照，其中，根中的Zn、Pb含量到達(dá)了896.7 mg·kg-1和90.2 mg·kg-1，具有良好的積累效果。表明香根草具有修復(fù)鉛鋅尾礦的潛力。

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