水口山地區空心蓮子草與雙穗雀稗對Pb、Zn、Cu的富集作用

王芳宇，廖　慧，肖琦寶，申秀英，何麗芳，龍九妹，易　誠

（1.衡陽師范學院生命科學與環境學院，湖南衡陽，421008；2.湖南省普通高校哲學社會科學重點研究基地環境教育研究中心，湖南衡陽，421008）

水口山地區空心蓮子草與雙穗雀稗對Pb、Zn、Cu的富集作用

王芳宇1，廖慧1，肖琦寶1，申秀英2，何麗芳1，龍九妹1，易誠1

（1.衡陽師范學院生命科學與環境學院，湖南衡陽，421008；2.湖南省普通高校哲學社會科學重點研究基地環境教育研究中心，湖南衡陽，421008）

采用濃硝酸與高氯酸處理空心蓮子草與雙穗雀稗，利用原子分光光度計分別對它們的根、莖、葉中Pb、Zn、Cu的含量進行測定。結果表明，空心蓮子草和雙穗雀稗對Pb、Zn、Cu均具有吸附作用，植株中鉛的含量最高，其次為鋅。植株各部位對重金屬的富集情況是：根＞莖＞葉。另外，空心蓮子草與雙穗雀稗相比較，前者的富集作用更加顯著。

空心蓮子草；雙穗雀稗；Cu；Zn；Pb

水口山礦區位于湖南省衡陽市（常寧市松柏鎮），沿湘江南岸東西向分布，是一個多產的鉛鋅采礦帶，是我國主要的鉛鋅生產基地之一。該礦區具有一百多年的開采歷史，長期的鉛、鋅及銅等礦的開采和冶煉活動嚴重污染了當地環境，對湘江流域也造成了一定程度的污染［1-3］。

空心蓮子草，原名：喜旱蓮子草［Alternanthera philoxeroides（Mar.t）Griseb］，別名：空心莧、水蕹菜、革命草、水花生，是莧科、蓮子草屬的水陸兩棲的多年生草本植物，具有適應廣泛、抗逆性強等特點。該植物主要通過地下根狀莖進行營養繁殖，從而縮短了種群的更新時間并減弱了外界環境對后代繁衍的影響力，有利于其種群的迅速繁殖、擴大。關于喜旱蓮子草在污染治理中的應用，多數都集中在污水處理上。研究表明，該植物繁殖能力強、生物量大、抗逆性強，對于污染水體具有較高的耐污性，凈化效率非常顯著，能夠有效吸收、積累、分解其中的污染成分，并能夠從中吸附大量的鎘、鉛、鋅、銅等重金屬元素［4-6］。

雙穗雀稗（拉丁學名：Paspalum distichum L.）為農田及濕潤秋熟旱地的主要雜草之一。又名：紅拌根草、過江龍、游草、游水筋，屬禾本科多年生雜草。該植物對重金屬如鎘、鉛、銅和鋅具有不同程度的富集作用［7-9］。

眾多研究表明，利用植物處理系統進行污染控制具有投資、維護和運行費用低，管理簡便，處理效果好，可改善和恢復生態環境、回收資源和能源以及收獲經濟植物等諸多優點，在污水處理、富營養化水體凈化和污染土壤治理等方面均表現出良好效果［10-11］。

1　實驗材料、試劑與儀器

實驗材料

空心蓮子草、雙穗雀稗：分別于2014年6、12月在水口山冶煉八廠前的農田里采取。

1.2實驗試劑

濃硝酸（分析純）、高氯酸（分析純）、Cu、Zn、Pb標準儲備液。

1.3實驗儀器

原子吸收分光光度計：型號TAS-990，北京普析通用儀器有限責任公司。

2　實驗方法

2.1樣品預處理

再者，教師的語言應該是簡潔嚴謹的。如果總是說話啰啰嗦嗦雜亂無章，廢話一大堆，勢必會降低學生的聽課積極性。由此可知，教師應該把錘煉自己的語言當作一件大事來引起注意。

采回的空心蓮子草和雙穗雀稗用自來水清洗干凈，再用蒸餾水清洗一遍，放在陰涼處晾干，隨后放置在烘箱內，100℃烘烤至恒重。干燥后將樣品分為根、莖、葉三部分，分別用研缽磨碎后裝瓶并標記，在干燥環境中保存備用。

2.2樣品消解

準確稱取空心蓮子草雙穗雀稗的根、莖、葉各0.1 g，分別置于燒杯中，各加入5 m L濃硝酸，蓋上表面皿放置消解12小時，然后補加1 m L高氯酸加蓋靜置30 min［12］。消解好的溶液轉移至50 mL的容量瓶中定容，搖勻，靜置，待測。

2.3標準液配制

將銅、鋅、鉛的標準儲備液用蒸餾水逐級稀釋，配制成如下濃度：0.5μg/m L、1μg/m L、2μg/m L、4 μg/m L、7μg/m L，靜置，備用。

2.4測定

開機后設定工作參數，等待儀器穩定后，通過測定標準液，制作各元素的標準曲線。按與測標準液同樣的方法對樣品進行測定，通過工作曲線讀出樣品中被測元素的含量。

3　實驗結果

3.1工作曲線

在選定的最佳條件下，按實驗方法對標準系列進行測定并繪制工作曲線。各元素的線性回歸方程和相關系數見表1。

表1　回歸方程和相關系數

圖1　Pb標準曲線圖

圖2　Zn標準曲線圖

圖3　Cu標準曲線圖

3.2空心蓮子草6月份與12月份三種重金屬含量的測量結果

采用原子吸收分光光度計對空心蓮子草已處理好的樣品分別進行Cu、Zn、Pb含量測定，結果見表2（數據為3次測定的平均值，根據相應標準曲線讀取，并經換算）。從表2可以看出，空心蓮子草根莖葉對鉛的富集量都最大，其次為鋅；根對三種重金屬的富集效果都居首，其次為莖，如圖4。

表2　空心蓮子草根、莖、葉中重金屬含量（mg·kg-1）

圖4　空心蓮子草Cu、Zn、Pb含量

3.3雙穗雀稗6月份與12月份三種重金屬含量的測量結果

雙穗雀稗三種重金屬含量的測量結果如表3所示（數據為3次測定的平均值，根據相應標準曲線讀取，并經換算）。與空心蓮子草一樣，雙穗雀稗根、葉對鉛的富集量最大，其次為鋅；根對三種重金屬的富集效果都居首，其次為葉，見圖

圖5　雙穗雀稗Cu、Zn、Pb含量

表3　雙穗雀稗根、莖、葉中Cu、Zn、Pb含量（mg·kg-1）

3.4空心蓮子草、雙穗雀稗6月份與12月份三種重金屬含量變化比較

將空心蓮子草、雙穗雀稗根莖葉12月份三種重金屬的含量減去6月份的含量，得到的差值，以及含量變化的百分比列入表4。從表4可以看出，對于空心蓮子草，莖對三種重金屬富集的增速最大，葉次之，根最小。而對于雙穗雀稗，含量有增有減，如根對Cu的增幅達到324.3%，葉中Zn的減少達到了42.0%。

表4　空心蓮子草、雙穗雀稗根、莖、葉中Cu、Zn、Pb含量變化比較

2　分析與討論

多年來，衡陽水口山鉛鋅礦在冶煉過程中對周邊環境造成的重金屬污染不斷受到關注，據已有的研究報道［13］，礦區農田（土層厚度0-20cm）Pb、Zn、Cu的含量已分別達到1956.00、126.39和214.47mg·kg-1。盡管礦區通過技術改造，已降低了重金屬的排放，但仍有少量重金屬持續進入周邊環境，且以前的排放已構成了嚴重的污染。因此，對于已受到污染的水土進行治理依然是一個十分緊迫的問題。

近年來，采用植物吸收、富集重金屬，從而達到對污染水體和土壤的治理已日益受到重視［11，14，15］。本研究選取水口山八廠前農田里生長繁茂的空心蓮子草、雙穗雀稗，檢測這兩種植物對Pb、Zn、Cu的富集情況，以及一個生長季內Pb、Zn、Cu含量的變化。結果發現，空心蓮子草6月份的根已含有很高濃度的Pb、Zn、Cu，12月份的根重金屬含量雖有所增加，但增幅不及莖和葉，這可能與空心蓮子草是多年生植物，且靠根繁殖，因此根中重金屬是多年累積所致，莖的富集效果大于葉，這與莖的生長期長于葉有關。不管是空心蓮子草還是雙穗雀稗，其Pb、Zn、Cu體內均是Pb的含量最高，其次是Zn，最后是銅Cu，結合土壤中Pb、Zn、Cu的濃度，說明對Pb吸收最多，但對Zn的富集效果最好。總之，空心蓮子草和雙穗雀稗對Pb、Zn均具有較好的富集效果（對Cu的富集效果不甚理想），因而可用于重金屬污染水土的生物治理，但相比較而言，前者的富集作用更加顯著。

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Determination of Pb，Zn and Cu in ShuiKouShan region's Alternanthera philoxeroides and Paspalum distichum

WANG Fang-yu1，LIAO Hui1，XIAOQi-bao1，SHEN Xiu-ying2，HE Li-fang1，LONGJiu-mei1，YI Cheng1
（1.College of Life Sciences，Hengyang Normal University，Hengyang Hunan 421008，China；2.Research Center of Environmental Education，Key Research Base of Philosophy&Social Sciences in Hunan Province，Hengyang Hunan 421008，China）

The Alternanthera philoxeroides and Paspalum distichum were treated by nitric acid and high chlorine，and then their Cu，Zn and Pb were determined by atomic absorption spectrometry.The results show that The Alternanthera philoxeroides and Paspalum distichum can absorb Pb，Zn and Cu，and the content of lead in the plant was the highest，followed by zinc.The enrichment situation of the two plants for heavy metal is：root＞stem＞leaf.In addition，compared with paspalum distichum，the enrichment of Alternanthera philoxeroides is more significant.

Alternanthera philoxeroides；Paspalum distichum；Leadu；Zinc；Copper

Q143

A

1673-0313（2015）06-0123-04

2015-10-23

湖南省環境教育研究中心開放基金項目（HJ15 K02）

王芳宇（1965-），湖南衡南人，教授、博士，現從事環境污染治理與防治。