苧麻對(duì)農(nóng)田土壤中汞、鎘的吸收累積特征研究

劉 沖，趙 玲，李秀華，3，傅趙聰，劉 方，滕 應(yīng)*

（1.貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴陽(yáng) 550025；2.中國(guó)科學(xué)院土壤環(huán)境與污染修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（南京土壤研究所），南京210008；3.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049）

2014 年全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)顯示：我國(guó)耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂，耕地土壤點(diǎn)位超標(biāo)率為19.4%，主要污染物為鎘、鎳、銅、砷、汞、鉛、滴滴涕和多環(huán)芳烴等，其中鎘、汞的點(diǎn)位超標(biāo)率達(dá)到7.0%和1.6%。汞具有極強(qiáng)的神經(jīng)毒性和致畸形，并且累積效應(yīng)和遺傳毒性顯著[1]。鎘是毒性極大的重金屬元素，在土壤、水、大氣中具有很高的遷移性[2]。我國(guó)貴州省銅仁地區(qū)擁有豐富的汞礦資源，長(zhǎng)期汞礦開(kāi)采與冶煉活動(dòng)不僅導(dǎo)致當(dāng)?shù)剞r(nóng)田土壤汞污染較為嚴(yán)重，土壤汞含量最高可達(dá)129.4 mg?kg-1[3-4]，還導(dǎo)致多種農(nóng)產(chǎn)品可食部位的汞含量超標(biāo)。研究表明，銅仁地區(qū)空心菜、白菜、辣椒和玉米等農(nóng)產(chǎn)品中汞的含量分別達(dá)到0.168、0.222 9、0.521 9 mg?kg-1和 0.039 7 mg?kg-1；辣椒中的鎘含量為0.065 mg?kg-1[4]，遠(yuǎn)高于《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB 2762—2012）規(guī)定的汞、鎘含量限值。種植對(duì)重金屬具有修復(fù)功能的非食用性經(jīng)濟(jì)植物，是一種切斷重金屬?gòu)奈廴巨r(nóng)田土壤進(jìn)入食物鏈、降低重金屬人體健康風(fēng)險(xiǎn)的有效措施。

苧麻又名“中國(guó)草”，是多年生草本植物，生長(zhǎng)迅速，生物量大，是中國(guó)傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)作物和重要的紡織原料。研究顯示，苧麻具有較強(qiáng)的汞、鎘耐受能力和累積能力[5-6]。苧麻對(duì)汞的耐受閾值可達(dá)到130 mg?kg-1，累積系數(shù)最高可達(dá)0.32，轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)最高可達(dá)0.91[7-8]；苧麻的鎘含量是一般植物的2～10 倍，對(duì)鎘的累積系數(shù)最高可達(dá)2.1，轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)最高可達(dá)3.0[9-10]。但是，苧麻對(duì)汞、鎘的累積特性研究大部分都是基于盆栽試驗(yàn)和人為制備污染土的研究結(jié)果[7，11-17]，且對(duì)汞、鎘復(fù)合污染的研究較少。

為此，本研究對(duì)銅仁地區(qū)某鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)田種植的苧麻和對(duì)應(yīng)的土壤樣品進(jìn)行采集，定量分析了土壤中汞、鎘含量、pH、DOC 和對(duì)應(yīng)苧麻根部、麻稈、麻皮及麻葉中的汞、鎘含量，在此基礎(chǔ)上，計(jì)算了苧麻對(duì)汞、鎘的累積系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)，以期明確實(shí)際田間種植條件下苧麻對(duì)汞、鎘的吸收累積特征，為苧麻作為汞鎘復(fù)合污染農(nóng)田土壤修復(fù)植物提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

銅仁地區(qū)部分農(nóng)田汞、鎘污染通過(guò)食物鏈對(duì)人體健康造成了潛在危害[18]。研究區(qū)是位于貴州省銅仁市某鄉(xiāng)鎮(zhèn)的農(nóng)田區(qū)域，位置坐標(biāo)為東經(jīng)109°15′05″，北緯27°27′33.72″，海拔高度為441 m，屬于中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，年平均氣溫16.1 ℃，年平均降水量1400 mm，常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)[19]。該農(nóng)田區(qū)域原為水稻種植區(qū)，在當(dāng)?shù)卣龑?dǎo)下進(jìn)行了種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，統(tǒng)一種植了約6.67 hm2苧麻。苧麻的移栽種植時(shí)間為2018年4月，品種為湘飼苧一號(hào)。對(duì)研究區(qū)的土壤進(jìn)行調(diào)查分析，土壤汞含量 0.381～9.040 mg·kg-1，土壤鎘含量 0.131～7.814 mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)含量為15.16～24.14 g?kg-1，全氮含量為 0.96～1.62 g?kg-1，全磷含量為 0.50～0.65 g·kg-1，全鉀含量為 17.47～24.51 g·kg-1，陽(yáng)離子交換量為7.82～10.66 cmol·kg-1。

1.2 樣品的采集與測(cè)定

采樣時(shí)間為 2018年11月22—23 日，多云，氣溫為20 ℃/6 ℃，此前一周天氣為小雨。此時(shí)為苧麻移栽后的第7 個(gè)月，屬當(dāng)年二麻收獲前夕，株高約為80 cm。整個(gè)研究區(qū)有140余個(gè)零散小田塊，按照灌溉地形將其劃分為46 個(gè)地塊，每個(gè)地塊面積區(qū)間為800～1200 m2。每個(gè)地塊采用5 點(diǎn)采樣法采集5 穴的苧麻樣，采樣面積為2 m×2 m。同時(shí)，在采集每穴苧麻時(shí)收集該穴根部0～20 cm 的土壤，5 穴混合均勻后采用四分法分樣，每地塊最后獲得1000 g 新鮮土壤樣品。一共采集苧麻樣品46 份，對(duì)應(yīng)的土壤樣品46 份。圖1為采樣點(diǎn)位示意圖。

植物樣品先用蒸餾水沖洗掉泥土后，再將其所有的根部、麻稈、麻皮和麻葉樣品分開(kāi)收集，隨后自然風(fēng)干再進(jìn)行冷凍干燥。用粉碎機(jī)將植物樣品進(jìn)行粉碎，過(guò)60目篩。土壤樣品經(jīng)冷凍干燥后研磨過(guò)100目篩。

土壤汞的測(cè)定：稱取0.200 0 g土壤樣品于具塞試管中加入5 mL 王水（鹽酸∶硝酸∶水=3∶1∶4）沸水浴消解2 h，每30 min 搖晃一次試管，消解完后用5%鹽酸定容至25 mL[20]。結(jié)果顯示，空白加標(biāo)回收率為86.2%～113.8%，符合質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。

植物樣品汞的測(cè)定：稱取0.200 0 g植物樣品于聚四氟乙烯罐中，加入5 mL HNO3和3 mL H2O2，放入烘箱140 ℃下消解4 h，自然冷卻后，超聲脫氣2 min，將消化液用5%鹽酸定容到25 mL。結(jié)果顯示，空白加標(biāo)回收率為83.6%～116.4%，符合質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 采樣點(diǎn)位示意圖Figure 1 The sampling sites of research area

土壤鎘的測(cè)定：稱取0.200 0 g 土壤樣品于聚四氟乙烯罐中加入4 mL 王水（鹽酸∶硝酸=3∶1）和1 mL HClO4，在105 ℃下消解6 h，冷卻后在電爐上趕酸至1 mL，消解液用5%鹽酸定容至25 mL[5，21]。結(jié)果顯示，空白加標(biāo)回收率為80%～120%，符合質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。

植物樣品鎘的測(cè)定：稱取0.200 0 g植物樣品于聚四氟乙烯罐中，加入6 mL HNO3和2 mL H2O2，放入烘箱140 ℃下消解6 h，冷卻后在電爐上趕酸至1 mL，將消化液用5%鹽酸定容到25 mL[18]。結(jié)果顯示空白加標(biāo)回收率為93.5%～106.5%，符合質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。

通過(guò)原子熒光光度計(jì)（北京寶德-AFS-2000）和石墨爐原子吸收光譜法（PerkinElmer-PinAAcle900Z）分別測(cè)定汞和鎘的含量，消解過(guò)程中選用生物成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)-芹菜[GBW10048（GSB26）]和土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)[GBW07405（GSS-5）]進(jìn)行消解質(zhì)量控制，每10 個(gè)樣品加入一個(gè)平行樣進(jìn)行質(zhì)量控制，測(cè)定過(guò)程中則采用每10 個(gè)樣品加入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單位樣品（1 μg·kg-1）進(jìn)行質(zhì)量控制，采用平均值表示測(cè)定結(jié)果。結(jié)果顯示，重復(fù)樣品的變異系數(shù)為0.4%～6.9%。

參照鮑士旦的《土壤農(nóng)化分析》進(jìn)行土壤理化性質(zhì)測(cè)定。土壤pH 采用1∶2.5土液比浸提，pH 計(jì)測(cè)定；土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定；全氮含量采用半微量開(kāi)氏法測(cè)定；全磷含量采用HClO4-HF消解-鉬銻抗比色法測(cè)定；全鉀含量采用火焰光度計(jì)測(cè)定。土壤陽(yáng)離子交換量（CEC）采用乙酸銨交換法-中和滴定法測(cè)定。

土壤溶解性有機(jī)碳（DOC）測(cè)定：稱取10 g新鮮土壤樣品至50 mL 離心管中，加入40 mL 蒸餾水，常溫下振蕩提取40 min，5000 r·min-1離心15 min，上清液過(guò)0.45 μm 濾膜后，用Multi N/C 3100總有機(jī)碳（TOC）測(cè)定儀測(cè)定DOC含量。每個(gè)處理重復(fù)測(cè)定3次，采用平均值表示測(cè)定結(jié)果[22]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 進(jìn)行常規(guī)分析。用SPSS 24數(shù)據(jù)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用Spearman相關(guān)系數(shù)進(jìn)行顯著性分析。采用OriginPro 2017版本進(jìn)行繪圖。

累積系數(shù)代表了植物從土壤中吸收重金屬到植物體的能力，也有研究稱其為生物富集系數(shù)（Bioaccu?mulation factor，BAF）或生物濃縮系數(shù)（Bioconcentra?tion factor，BCF）。轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)（Translocation factor，TF）代表了植物將重金屬?gòu)母哭D(zhuǎn)移到地上部分的能力，可用于評(píng)估植物的重金屬累積潛力[2，23-25]。采用單因子污染指數(shù)法計(jì)算土壤中重金屬污染[26]。

式中：Pi代表污染物單因子指數(shù)，Ci為土壤實(shí)測(cè)含量，mg?kg-1；S為《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB15618—2018）中的風(fēng)險(xiǎn)篩選值（表1）。

表1 農(nóng)用地土壤汞、鎘污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值（mg·kg-1）Table 1 Soil mercury and cadmium pollution screening values in agricultural land（mg·kg-1）

2 結(jié)果與討論

2.1 苧麻種植區(qū)土壤汞、鎘分布特征

本研究區(qū)土壤中的鎘、汞含量分布情況如圖2 所示。研究區(qū)表層土壤中汞含量分布范圍為0.381～9.040 mg·kg-1，中間值為 0.819 mg·kg-1，變異系數(shù)為1.165；鎘含量分布范圍為 0.131～7.814 mg·kg-1，中間值為0.362 mg·kg-1，變異系數(shù)為1.773，由變異系數(shù)可知研究區(qū)土壤中汞、鎘的空間分布差異大。根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）（GB15618—2018）》中列出的汞、鎘的風(fēng)險(xiǎn)管制值，計(jì)算研究區(qū)土壤汞、鎘污染情況，結(jié)果顯示土壤中汞超過(guò)風(fēng)險(xiǎn)管控值的樣品數(shù)為10.87%，鎘超過(guò)風(fēng)險(xiǎn)管控值的樣品數(shù)為67.39%。

2.2 苧麻對(duì)汞、鎘的吸收累積特征

苧麻各部位的汞、鎘含量分布如圖3 所示。從圖3（a）看出，根部汞含量分布范圍為58.02～136.97 μg·kg-1，中間值為86.02 μg·kg-1；麻稈汞含量分布范圍為60.6～560.45 μg·kg-1，中間值為99.60 μg·kg-1；麻皮汞含量分布范圍為113.26～3 860.51 μg·kg-1，中間值為284.43 μg·kg-1；麻葉汞含量分布范圍為446.1～1 686.3 μg·kg-1，中間值為886.63 μg·kg-1。麻皮和麻葉中的汞含量明顯高于根部。文獻(xiàn)報(bào)道，苧麻在汞污染土壤中生長(zhǎng)時(shí)，各部位汞含量表現(xiàn)為麻皮＞麻葉＞麻稈[27]。本研究結(jié)果與盆栽條件下苧麻的汞累積部位相近，這表明麻皮和麻葉可能為苧麻對(duì)汞的主要儲(chǔ)存部位。

從圖3（b）看出，根部鎘含量分布范圍為10.1～1 527.8 μg·kg-1，中間值為 98.35 μg·kg-1；麻稈鎘含量分布范圍為 7.17～1 203.63 μg·kg-1，中間值為 154.67 μg·kg-1；麻皮鎘含量分布范圍為11.57～1 838.14 μg·kg-1，中間值為 179.96 μg·kg-1；麻葉鎘含量分布范圍為 77.12～842.41 μg·kg-1，中間值為 212.64 μg·kg-1。根部、麻稈、麻皮、麻葉中鎘含量的范圍十分接近。有研究結(jié)果表明，鎘對(duì)葉綠素存在低促高抑現(xiàn)象[10-12，16，28-29]。當(dāng)土壤鎘含量低于 5 mg·kg-1時(shí)，會(huì)促進(jìn)苧麻根系及葉片生長(zhǎng)，增強(qiáng)光合速率，但鎘含量超過(guò)25 mg·kg-1時(shí)，鎘會(huì)破壞葉綠體結(jié)構(gòu)，抑制葉綠素的生成，減低葉片中葉綠素含量，影響苧麻生長(zhǎng)[10]。并且，只有土壤鎘含量超過(guò)20 mg·kg-1時(shí)，苧麻地上部分鎘含量才會(huì)出現(xiàn)達(dá)到飽和并開(kāi)始下降的現(xiàn)象[29]。綜合研究區(qū)的鎘污染情況，該農(nóng)田97%的土壤鎘含量均低于2 mg·kg-1，苧麻受到的鎘毒害較低，鎘對(duì)苧麻的根部及地上部均為促生作用。所以，鎘較均勻分布在苧麻各個(gè)部位。

圖2 研究區(qū)各地塊汞、鎘含量Figure 2 Distribution of mercury and cadmium in the research area

為進(jìn)一步分析汞和鎘在苧麻各部位的轉(zhuǎn)運(yùn)分布情況，本研究繼續(xù)將苧麻各部位的汞、鎘含量進(jìn)行Spearman 相關(guān)性分析（圖4）。從圖4（a）看出，根部、麻皮與麻稈中的汞含量呈顯著正相關(guān)，但麻葉只與麻皮存在顯著正相關(guān)。根部、麻皮和麻稈是苧麻對(duì)汞的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)通道，所以具有顯著正相關(guān)。麻葉代謝速度快，生命周期短于莖和根[16]，所以不可能是長(zhǎng)時(shí)間累積導(dǎo)致汞含量偏高。此結(jié)果可能是麻葉在生長(zhǎng)過(guò)程中從苧麻體根部吸收轉(zhuǎn)運(yùn)累積的汞以及麻葉從大氣吸收和吸附汞的共同作用。從圖4（b）看出，苧麻各部位鎘含量間都存在顯著相關(guān)性，證明鎘在苧麻體內(nèi)可能是通過(guò)單一且相同的通道進(jìn)行體內(nèi)運(yùn)輸并且未受到根部累積生理防線的影響。

2.3 苧麻對(duì)汞、鎘的累積轉(zhuǎn)運(yùn)特征

苧麻各部位對(duì)汞的累積系數(shù)、轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)如圖5 所示。從圖5（a）中可看出，根部對(duì)汞的累積系數(shù)范圍為0.008～0.256，中間值為0.099；麻稈對(duì)汞的累積系數(shù)范圍為0.017～0.805，中間值為0.113；麻皮對(duì)汞的累積系數(shù)范圍為0.040～4.826，中間值為0.378；麻葉對(duì)汞的累積系數(shù)范圍為0.126～2.762，中間值為1.016。從圖5（b）中可看出，麻稈對(duì)汞的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)范圍為0.583～4.931，中間值為1.173；麻皮對(duì)汞的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)范圍為1.579～33.969，中間值為3.236；麻葉對(duì)汞的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)范圍為5.452～22.595，中間值為10.015。麻葉對(duì)汞的累積系數(shù)明顯高于根部、麻稈；苧麻地上部對(duì)汞的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)分布為麻葉＞麻皮＞麻稈。韓少華等[7]研究表明，在2 mg·kg-1汞污染水平下，苧麻對(duì)汞的累積系數(shù)范圍為0.06～0.32，對(duì)汞的轉(zhuǎn)移系數(shù)范圍為0.67～0.80。其研究與本文的汞污染程度相近，但其累積系數(shù)范圍較本研究略低，其轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)遠(yuǎn)低于本研究。唐貴才等[30]通過(guò)研究苧麻在鉛、鎘復(fù)合污染條件下重金屬的吸收累計(jì)特征，發(fā)現(xiàn)鎘會(huì)促進(jìn)苧麻對(duì)鉛的吸收。所以，可能是土壤中的鎘促進(jìn)了苧麻對(duì)汞的吸收，提升了苧麻對(duì)汞的累積轉(zhuǎn)運(yùn)能力。

圖3 汞和鎘在苧麻各部位的分布情況（n=46）Figure 3 Distribution of mercury and cadmium in different parts of ramie（n=46）

圖4 苧麻各部位汞、鎘含量間的相關(guān)系數(shù)Figure 4 Correlation coefficient between mercury and cadmium contents in different parts of ramie

苧麻各部位對(duì)鎘的累積系數(shù)、轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)如圖6 所示。從圖6（a）中可看出，根部對(duì)鎘的累積系數(shù)范圍為0.003～5.993，中間值為0.311；麻稈對(duì)鎘的累積系數(shù)范圍為0.011～3.592，中間值為0.383；麻皮對(duì)鎘的累積系數(shù)范圍為0.015～3.725，中間值為0.527；麻葉對(duì)鎘的累積系數(shù)范圍為0.015～2.451，中間值為0.645。從圖6（b）中可看出，麻稈對(duì)鎘的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)范圍為0.055～8.000，中間值為1.818；麻皮對(duì)鎘的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)范圍為0.089～10.830，中間值為2.255；麻葉對(duì)鎘的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)范圍為0.283～16.175，中間值為2.216。苧麻各部位對(duì)鎘的累積轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)無(wú)明顯差別。佘瑋等[31]在對(duì)礦區(qū)的苧麻進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，苧麻地上部對(duì)鎘的累積系數(shù)范圍為0.09～2.06，地下部對(duì)鎘的累積系數(shù)范圍為0.03～1.59，轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)范圍為0.69～3.00。對(duì)比其研究結(jié)果，本研究區(qū)苧麻對(duì)鎘的累積能力較低，但轉(zhuǎn)運(yùn)能力較強(qiáng)。唐貴才等[30]通過(guò)研究苧麻在鉛、汞復(fù)合污染條件下重金屬的吸收累計(jì)特征，發(fā)現(xiàn)汞會(huì)抑制苧麻對(duì)鉛的吸收。所以，可能是土壤中汞抑制了苧麻對(duì)鎘的吸收，造成苧麻對(duì)鎘的累積能力下降。

2.4 土壤pH、DOC對(duì)苧麻吸收汞、鎘的影響

本研究區(qū)為農(nóng)田區(qū)域，定期定量施加氮、磷、鉀等復(fù)合肥，各地塊營(yíng)養(yǎng)元素含量相近。土壤pH 是土壤重要的理化性質(zhì)之一，土壤pH 的變化不僅會(huì)影響土壤肥力及養(yǎng)分，還會(huì)影響土壤中重金屬的有效性及遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程[32]；溶解性有機(jī)碳（DOC）不僅對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)元素（如碳、氮、磷）和污染物的化學(xué)活性與生物活性有直接的影響，還是許多無(wú)機(jī)污染物的主要遷移載體，同樣影響了重金屬遷移轉(zhuǎn)化[22]。所以，分析土壤pH、DOC 對(duì)苧麻吸收轉(zhuǎn)運(yùn)汞、鎘的影響將有助于解釋苧麻對(duì)農(nóng)田土壤中汞、鎘的吸收累積特征。

圖5 苧麻各部位對(duì)汞的累積、轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)（n=46）Figure 5 The BAF and TF of mercury in different parts of ramie（n=46）

圖6 苧麻各部位對(duì)鎘的累積、轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)（n=46）Figure 6 The BAF and TF of cadmium in different parts of ramie（n=46）

本研究將pH值及土壤的溶解性有機(jī)碳含量與苧麻不同部位的汞、鎘含量進(jìn)行Spearman 相關(guān)性分析（表2）。土壤DOC 與麻稈、麻皮中的汞含量呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)，表明土壤中的DOC 含量上升會(huì)導(dǎo)致苧麻麻稈、麻皮中汞含量的下降。土壤pH與麻稈、麻皮中的鎘含量呈顯著負(fù)相關(guān)，可能是酸性土壤環(huán)境會(huì)使得土壤中交換態(tài)的鎘含量增加[14]，進(jìn)而促進(jìn)苧麻的麻稈、麻皮兩個(gè)部位對(duì)鎘的吸收儲(chǔ)存。

為了進(jìn)一步解釋上述結(jié)果，對(duì)土壤汞含量、鎘含量、土壤pH 和DOC 之間進(jìn)行Spearman 相關(guān)性分析，結(jié)果如表3 所示。本研究中，研究區(qū)pH 范圍為4.71～7.27，在該區(qū)間內(nèi)汞的遷移性較強(qiáng)，利于汞-土壤解吸行為的發(fā)生，且汞-甲基化過(guò)程會(huì)受到一定程度抑制[32]。土壤DOC 含量升高導(dǎo)致的土壤pH 下降，這可能是土壤腐殖化形成的有機(jī)酸為土壤提供了氫離子造成的。土壤氫離子的增加，首先會(huì)導(dǎo)致土壤中汞的氫氧化物形態(tài)減少，土壤膠體對(duì)氫氧化物態(tài)汞的吸附量減少，其次還會(huì)加強(qiáng)氫離子競(jìng)爭(zhēng)汞離子吸附點(diǎn)位的能力，降低有機(jī)質(zhì)-汞絡(luò)合物的穩(wěn)定性，增強(qiáng)汞在土壤中的遷移能力[32]。但在本pH 范圍內(nèi)，pH 的下降還會(huì)導(dǎo)致土壤Eh 的升高，與土壤中的S2-形成HgS[32]，使得土壤中的汞難以被苧麻吸收。所以，土壤DOC 含量越高，一方面會(huì)使土壤中汞的遷移能力增強(qiáng)，但也有可能會(huì)致使汞的生物有效性降低。

表2 土壤pH、DOC與苧麻各部位汞、鎘含量的相關(guān)性（n=46）Table 2 Correlation between soil characteristics and mercury and cadmium contents in various parts of ramie（n=46）

表3 研究區(qū)pH、DOC與土壤汞、鎘含量及相互間的相關(guān)性（n=46）Table 3 pH，DOC，Hg and Cd contents in soil and their correlation in the study area（n=46）

有研究表明，當(dāng)土壤的鎘濃度高于10 mg·kg-1時(shí)，DOC 對(duì)土壤中鎘的吸附解吸影響將顯著強(qiáng)于鎘濃度低于10 mg·kg-1時(shí)的土壤[22]。本研究區(qū)97%的土壤鎘含量均低于2 mg·kg-1，DOC 對(duì)鎘的吸附能力相對(duì)較弱。所以，Spearman 相關(guān)性分析會(huì)出現(xiàn)土壤DOC與鎘含量之間不存在顯著相關(guān)性的結(jié)果。

3 結(jié)論

（1）苧麻的麻皮、麻葉中的汞含量顯著高于根部；根部、麻稈、麻皮與麻葉中的鎘含量十分接近。

（2）苧麻麻葉對(duì)汞的累積系數(shù)明顯高于根部、麻稈；苧麻地上部對(duì)汞的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)分布為麻葉＞麻皮＞麻稈。苧麻各部位對(duì)鎘的累積轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)無(wú)明顯差別。

（3）土壤中的DOC 含量上升會(huì)導(dǎo)致苧麻麻稈、麻皮中汞含量的下降，土壤pH 的下降會(huì)促進(jìn)苧麻的麻稈、麻皮兩個(gè)部位對(duì)鎘的吸收儲(chǔ)存。