萬山汞礦區(qū)內(nèi)草本植物汞含量調(diào)查分析

唐幫成 郭洪剛 邵靜

摘 要：為了找到一些汞超富集植物，對貴州省銅仁市萬山汞礦廢棄地區(qū)自然生長的7種草本植物進(jìn)行了調(diào)查，并對其汞含量進(jìn)行分析，以期為重金屬污染的土壤改良提供參考。研究結(jié)果表明，礦區(qū)內(nèi)不同的植物所含汞量不同，所采集的7種植物中，蒲公英的含汞量比其他幾種高，蕎麥的含汞量則相對最低。

關(guān)鍵詞：草本植物；汞含量；汞礦區(qū)；調(diào)查分析

中圖分類號 X171 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）21-81-02

汞是在常溫下唯一呈液態(tài)的金屬元素，具有很強(qiáng)的毒性。在自然界中，大部分汞與硫結(jié)合成硫化汞，廣泛分布于地殼表層，汞在化工業(yè)、造紙業(yè)、采礦業(yè)和國防工業(yè)中應(yīng)用廣泛。汞在作物體內(nèi)的富集隨土壤污染程度的增加而增加，植物可以吸收大氣中的汞，也可以吸收土壤中的汞；當(dāng)其源于土壤汞時(shí)，則植物根汞高于植物地上部汞。汞在植物各部分的分布一般是根>莖、葉>種子。汞是危害植物生長的元素，通常有機(jī)汞和無機(jī)汞化合物以及汞蒸氣都會引起植物汞中毒。然而，在食物鏈中，植物處在整個(gè)食物鏈的最底層，植物體內(nèi)的汞含量以及其本身對汞的富集程度對整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)有著重要的影響。因此，對植物中汞含量的調(diào)查及研究就顯得非常重要。為此，筆者通過對礦區(qū)植物的調(diào)查和分析，找出一些富集重金屬的植物，以期對富集重金屬的土壤進(jìn)行改良。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)儀器 量筒、燒杯、漏斗、玻璃棒、濾紙、膠頭滴管、容量瓶（100mL）、植物粉碎機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩（100目）、電子分析天平、98-II-B磁力攪拌電熱套、AFS-3100雙道原子熒光光度計(jì)（北京科創(chuàng)海光儀器有限公司）。

1.2 試驗(yàn)試劑 硝酸（65%～68%）和雙氧水（30%）均為優(yōu)級純；氫氧化鉀和硼氰化鉀均為分析純；1 000μg/mL汞標(biāo)準(zhǔn)貯備液（由國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院提供，介質(zhì)5%硝酸）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品采集 萬山區(qū)坐落在貴州銅仁，有著高低起伏的地勢，區(qū)內(nèi)最高海拔達(dá)1 149.2m，最低海拔270m，伴有特殊的中亞熱帶濕潤氣候。在萬山黑洞子礦區(qū)，筆者對周圍生長的草本植物進(jìn)行普查后，選擇在黑洞子礦區(qū)廢礦渣上進(jìn)行隨機(jī)取樣，觀察并記錄植物的種類、數(shù)量以及生長狀況，然后全株采集帶回，并按S型路線采回混合土樣，每個(gè)土樣按采集深度10～20cm采取3次，貼上標(biāo)簽帶回實(shí)驗(yàn)室。樣品的采集時(shí)間為10月上旬。

1.3.2 樣品處理 將采集的植物樣品用自來水沖洗干凈，再用蒸餾水淋洗，并將洗凈的植株在室溫下自然風(fēng)干。用植物粉碎機(jī)將其粉碎，再用100目的標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩把粉碎后的植物樣品篩過后，裝于小玻璃瓶中貼上標(biāo)簽待用。將植物樣品進(jìn)行消解處理，準(zhǔn)確稱取0.20g處理好的植物樣品放入玻璃儀器中，加5mL濃HNO3和1mLH2O2，置于磁力攪拌電熱套中加熱至植物樣品溶解，冷卻，過濾，定容至100mL，貼上對應(yīng)標(biāo)簽待測。

1.3.3 樣品汞含量的檢測 稱取1.009 3g氫氧化鉀和0.052 2g硼氰化鉀，加水溶解并定容至500mL作為標(biāo)準(zhǔn)液，先對原子熒光光度計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。取0.5mL經(jīng)過消解處理的植物樣品溶液，稀釋。在7種植物樣品中，將蒲公英稀釋4 000倍，芒其稀釋2 000倍，其它幾種均稀釋1 000倍，搖勻，再分別用原子熒光光度計(jì)測定其熒光強(qiáng)度值，根據(jù)所得標(biāo)準(zhǔn)曲線，用植物消解樣品的汞濃度乘以稀釋倍數(shù)得到植株中的汞含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 汞礦區(qū)的植物種類組成及分布 經(jīng)過長期的自然選擇，在萬山汞礦區(qū)廢礦及廢渣上，正常生長的多為草本植物，喬木和灌木較稀少。所選擇的7種植物都采于萬山黑洞子礦區(qū)，分屬6個(gè)科，其中狗尾巴草和竹子為禾本科，其它幾種屬于鳳尾蕨科、里白科、菊科、桑科、蓼科（表1）。該汞礦區(qū)的植物生長形態(tài)各異，除少數(shù)植物生長比較茂盛外，其他植物表現(xiàn)出一定的受毒癥狀：生長矮小，葉色不正常，且生物量也不多。

2.2 幾種植物汞含量的測定結(jié)果分析 由植物樣品汞含量的測定結(jié)果表明，7種植物的汞含量差異明顯，其中蒲公英的汞含量最高，蕎麥的汞含量相對較低，這幾種植物對汞的富集能力都較差，體內(nèi)汞含量都小于10mg/kg（圖1）。

2.3 植物對汞敏感程度的評價(jià) 汞對不同植物形態(tài)的影響不同。在長期受汞污染的環(huán)境下，植物生長對汞有一定的耐受能力，且體現(xiàn)的敏感性分為3個(gè)等級：第一等級，植物莖稈細(xì)小，枝葉枯萎，葉片癥狀顯黃色或紅色，不耐汞毒害，適應(yīng)能力較差，對汞敏感性強(qiáng)；第二等級，莖稈較挺拔，枝葉有輕微的枯萎癥狀，比較耐汞毒害，適應(yīng)能力一般，對汞敏感性較強(qiáng)；第三等級，植物莖稈挺拔，枝繁葉茂，耐汞毒害，適應(yīng)能力較強(qiáng)，對汞的敏感性較差。

3 結(jié)論

超富集植物是指能超量吸收重金屬并將其轉(zhuǎn)移到地上部的植物，對汞超富集汞植物來說，植物體內(nèi)的汞含量應(yīng)至少超過10mg/kg。由本次研究結(jié)果表明，從汞礦區(qū)所調(diào)查到的7種植物中的汞含量差異明顯，其中蒲公英的汞含量最高，蕎麥的汞含量相對較低，且7種植物的汞含量均未超過10mg/kg，這7種植物均不能對汞污染的土壤起到很好的修復(fù)效果。因此，若要找到對土壤有良好修復(fù)作用的植物，仍需要作進(jìn)一步的調(diào)查研究。

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