黃心烏和地膚修復(fù)鎘污染土壤的研究

梁 娜

（山西欣一榮環(huán)?？萍加邢薰?，山西 陽泉 045000）

鎘（Cd）是植物生長(zhǎng)的非必需元素，在環(huán)境中具有很強(qiáng)的生物毒性，易遷移，活性持久，對(duì)土壤微生物群落、土壤環(huán)境質(zhì)量和植物生長(zhǎng)發(fā)育具有巨大危害[1]。2014 年公布的《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》中數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)土壤鎘（Cd）的點(diǎn)位超標(biāo)率最高，為7.0%[2]。重金屬超積累植物是指能夠吸收土壤中過量的重金屬并能轉(zhuǎn)運(yùn)和富集在地上部分的一類植物[3]。根據(jù)Roger 等[4]2017 年7 月的報(bào)道，世界各地已發(fā)現(xiàn)鎘的超積累植物7 種。本文對(duì)黃心烏和地膚兩種植物對(duì)鎘的吸收、富集和轉(zhuǎn)運(yùn)能力進(jìn)行研究，為進(jìn)一步尋找鎘的超積累植物提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試植物

供試植物為黃心烏（brassica narinosa）和地膚（kochia scoparia linn schrad）。

1.2 供試土壤

取0～20 cm 表層土壤，自然風(fēng)干，混合均勻，測(cè)定土壤理化性質(zhì)：pH=8.03，有機(jī)質(zhì)含量為11.02 g/kg，鎘含量背景值為0.46 mg/kg。

1.3 試驗(yàn)方案

進(jìn)行室外盆栽試驗(yàn)，每盆裝入5.0 kg 土壤，設(shè)置25、50、75、100、125、150 mg/kg6 個(gè)含量等級(jí)，分別加入Cd（NO3）2溶液（0.222 4 mol/L）5、10、15、20、25、30 mL，生長(zhǎng)70 d 后收割，分出地上和地下兩部分，沖洗瀝水，烘干磨碎。

1.4 樣品測(cè)定

稱取0.500 0 g 樣品，用硝酸和雙氧水進(jìn)行硝解，定容至50 mL 容量瓶中，采用北京TAS-990 型原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定樣品中鎘含量（波長(zhǎng)228.8 nm）。

1.5 研究方法

目前公認(rèn)的鎘超積累植物標(biāo)準(zhǔn)：植物地上部分鎘含量超過100 mg/kg；富集系數(shù)（BCF）>1；轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)（TF）>1[5]。試驗(yàn)通過測(cè)定2 種植物不同部位的鎘含量，計(jì)算其富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)，對(duì)其富集重金屬鎘的能力進(jìn)行分析。

富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)計(jì)算式為：

2 結(jié)果分析

通過植物生物量、植物體內(nèi)鎘含量、富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)等指標(biāo)來反映植物對(duì)鎘的耐受能力。

2.1 對(duì)植物生物量的影響

從表1 中可以看出，隨著土壤中鎘濃度的增加，黃心烏生物量總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，地膚生物量隨鎘濃度的增加而減少。

表1 供試植物的生物量

2.2 植物體內(nèi)鎘含量差異分析

從表2 中可以看出，黃心烏地上和地下部分的鎘含量都較高，且植物能正常生長(zhǎng)并不表現(xiàn)出受毒害的癥狀；地膚地上部分富集鎘的含量較高，而地下部分鎘的含量非常低。

表2 不同濃度處理下植物體內(nèi)的鎘含量

2.3 富集系數(shù)

由表3 知，黃心烏富集系數(shù)大于1，符合地上部分富集系數(shù)大于1 的要求；地膚地上部分富集系數(shù)接近或超過1，地下部分富集系數(shù)極小。

表3 供試植物的富集系數(shù)

2.4 轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)

由表4 可知，黃心烏轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)除在對(duì)照試驗(yàn)中外，其他測(cè)試濃度均未達(dá)到1，轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)隨土壤中鎘濃度的增加呈下降趨勢(shì)，說明黃心烏的能富集大量鎘，但其地下部分向地上部分轉(zhuǎn)移的鎘相對(duì)較少，無法滿足鎘的超積累植物的要求；地膚的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)非常高，且隨著土壤鎘濃度的增加而明顯增加，但由于地膚在土壤中鎘含量大于75 mg/kg 時(shí)，植物無法正常生長(zhǎng)，所以地膚只適用于低濃度鎘污染土壤的修復(fù)。

表4 供試植物的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)

3 結(jié)論

綜合分析兩種供試植物生物量、地上部分的鎘含量、富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)，發(fā)現(xiàn)，黃心烏地上部分的鎘含量超過了100 mg/kg，富集系數(shù)大于1，但轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)小于1；地膚地上部分的鎘含量接近100 mg/kg，富集系數(shù)大于1，轉(zhuǎn)運(yùn)能力甚至達(dá)到118.34，但其生物量較低。兩種供試植物對(duì)鎘的吸收能力均較強(qiáng)，能否作為修復(fù)重金屬鎘污染土壤的超積累植物還需經(jīng)過進(jìn)一步研究。