白蠟和紫葉李葉片氯累積量與大氣污染物氯含量關系分析

鮮靖蘋，郭 暉

(新鄉學院 生命科學技術學院，河南 新鄉 453003)

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白蠟和紫葉李葉片氯累積量與大氣污染物氯含量關系分析

鮮靖蘋，郭 暉

(新鄉學院 生命科學技術學院，河南 新鄉 453003)

摘要：用比較法研究了新鄉市不同功能區白蠟和紫葉李葉片氯含量與大氣氯含量間關系，擬合了葉片氯含量與大氣污染物氯濃度之間一元生物監測數學模型。結果表明：白蠟和紫葉李葉片氯含量與大氣氯濃度分別呈顯著相關(R2=0.81)和顯著相關(R2=0.73)。

關鍵詞：葉片；氯含量；生物監測

1引言

隨著社會發展和城市進步，工業生產和人為活動直接或間接產生的污染物嚴重影響了生態平衡，破壞了自然環境，而氯化物以及重金屬是目前大氣污染物中數量較大、影響面較廣的一種，其和懸浮顆粒物一起進入人體呼吸系統，對人類的健康構成了嚴重地威脅[1，2]。植物組織可吸收富集氯等多種污染元素，反應出排放源附近元素的輸入特征及污染水平[3，4]。近年來，國內外許多學者對某一區域或城市的綠化植物開展了大氣污染物富集能力及環境效應研究，利用植物器官的生物監測作為一種經濟可靠的常規監測補充手段，已被國內外廣泛運用[5～8]。

本研究通過對新鄉市不同功能區大氣污染物氯的濃度、常見道路綠化樹木葉片的污染元素氯含量進行測定，并對測定結果進行數學回歸分析，探討城市綠化樹種葉片的氯含量與其影響因素(大氣中污染物氯濃度)的關系，建立適合野外自然條件下的生物監測數學模型，為區域或地方環境質量的監測和評價提供科學依據。

2材料與方法

2.1研究區概況

新鄉市位于東經113°30′～115°01′,北緯34°55′～35°50′，屬暖溫帶大陸性氣候，四季分明，冬寒夏熱，秋涼春早，年平均氣溫14 ℃。7月最熱，平均27.3 ℃；1月最冷,平均0.2 ℃；年均降水量573.4 mm，無霜期220 d。

2.2樣品采集

(1)采樣點(4個)。根據分層隨機抽樣調查法，按污染程度對新鄉市進行功能分區布點采樣。分別為工業區1個(水泥廠)；商業交通區1個(新中大道)；居民區1個(公務員小區)；清潔區1個(森林公園)。

(2)采樣樹種(2種)。通過對新鄉市內主要街道、公共綠地、公園和居民區進行調查，選擇白蠟和紫葉李2種較常見的綠化樹種作為供試樹種。

(3)采樣方法。于2015年10月，在不同功能區選擇生長健康的優良植株采集葉片。采樣時同一樹種樹高、胸徑、生長狀況等條件要保持基本一致，每個采樣點每樹種隨機選取1～2株，采樣位置選擇樹冠外圍東西南北4個方向，距離地面高度控制在2.0 m左右，采集同齡枝的葉片，每枝選取第3～5片老葉作為測量樣品，備用。在不同功能區用掛片法測定大氣中的氯含量，每個樣品重復3次。

(4)測定方法。在實驗室內對所收集的葉片，采用艾氏卡試劑消化樣品，并用元素分析法測定氯元素含量。

(5)分析方法。利用多重比較法分析不同功能區不同樹種葉片的氯含量；利用spearman法對因變量(葉片的氯含量)和自變量(大氣氯濃度)進行相關性分析。采用Microsoft Excel、Spss 17.0軟件對數據進行統計與分析，表中數據以平均數來體現。

3結果與分析

3.1葉片氯含量和大氣氯濃度比較

植物葉片可吸收富集氯等多種污染元素，反應排放源附近元素的輸入特征及污染水平，可以作為較長期的污染指示劑，植物葉面降塵由于對大風大雨等氣象條件的敏感性，可作為不同功能區污染的短期監測指示劑。由表1可見，工業區、商業交通區和居民區的大氣氯濃度與清潔區相比均差異極顯著；對紫葉李而言，工業區葉片氯含量與清潔區相比差異顯著。而商業交通區和居民區葉片氯含量與清潔區相比差異顯著。這說明綠化樹木葉片氯含量對大氣污染元素氯的濃度變化反應較敏感。

樹種葉片氯含量均隨大氣氯濃度的增加呈遞增趨勢，在工業區達到最大值。其中，對白蠟而言，在工業區其葉片氯含量是清潔區的2.05倍；對紫葉李而言，工業區其葉片氯含量是清潔區的2.12倍。此外，在同一功能區內，白蠟葉片氯含量均高于紫葉李，即由于物種差異，白蠟吸收積累污染元素氯的能力較強。

表1　各功能區2樹種葉片氯含量和大氣氯濃度比較

注：※※為葉片氯含量、大氣氯濃度分別與清潔區比較差異極顯著(p<0.01)，※為差異顯著(p<0.05)

3.2葉片氯含量和大氣氯濃度的數學模型

白蠟葉片的氯含量與大氣氯濃度擬合的一元生物監測數學模型相關性也十分顯著，相關系數高，紫葉李葉片的氯含量與大氣氯濃度擬合的一元生物監測數學模型相關性也較為顯著，表明葉片中部分氯也同時來自于降塵中氯化物的直接吸收。

表2　葉片氯含量和大氣氯濃度的數學模型

注：Clys、Cnys、Cair分別代表白蠟葉片氯含量、紫葉李葉片氯含量和大氣氯濃度，※為差異顯著(p<0.05)

4討論與結論

許多研究表明，污染地區植物的葉片、樹皮等器官的含氯量與大氣氯等污染物濃度顯著相關。本文研究結果表明，白蠟葉片氯含量與大氣氯濃度呈極顯著正相關，紫葉李葉片氯含量與大氣氯濃度呈顯著相關。說明葉片氯含量部分來源于對大氣氯化物的直接吸收。

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收稿日期：2016-05-04

基金項目：河南省基礎與前沿技術研究(編號：142300410100)

作者簡介：鮮靖蘋(1979—)，女，講師，主要從事園林植物的環境抗性方面的教學工作。

中圖分類號：X830

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944(2016)11-0048-02