湿地植物菖蒲对重金属Pb富集能力的研究.doc

1、1湿地植物菖蒲对重金属 Pb 富集能力的研究摘要：采用水培试验研究了菖蒲在不同浓度 Pb污染（10、20、40、80、160、200 mg/L）条件下的生长状况以及对重金属的富集能力。结果表明：菖蒲幼苗在低浓度 Pb处理时没有出现中毒症状，在高浓度（160、200 mg/L）时有明显的中毒症状。随着 Pb处理浓度的升高，菖蒲的地上部分和地下部分富集的 Pb含量明显升高。在所有 Pb处理下，菖蒲地下部分 Pb富集浓度均高于地上部分。当 Pb处理浓度为200 mg/L时，菖蒲体内 Pb含量均达到最高。 关键词：湿地植物；菖蒲；铅；富集 中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：16749944

2、（2016）17008202 1 引言 人工湿地是一种新兴的污水处理工艺，不同湿地植物对重金属富集能力不同，要利用植物配置出对重金属污染净化效果好并具有观赏价值的人工湿地，首先要对植物的富集能力有深入认识1。菖蒲是最常见的人工湿地应用植物之一，属天南星科多年生挺水植物，广泛分布于我国南北各省湖泊岸边浅水区、池塘和沼泽地中2。铅是环境中常见的重金属污染元素之一，水中过量的铅元素对水生植物生长会产生不利影响，同时会大量积累在植物体内，再通过食物链对人体产生危害3。找出对Pb有较强富集能力的水生植物对于 Pb污染水体的修复具有很重要的意义。2目前，有关菖蒲对污染水体修复的研究主要集中于对水体中氮和磷

3、等的去除方面4。笔者采用水培试验研究了菖蒲在不同浓度 Pb污染条件下的生长状况以及对重金属 Pb的富集能力，以期为 Pb污染水体的人工湿地处理技术提供一定的实验参考。 2 材料与方法 实验选用的菖蒲幼苗采自当地某水库周边湿地，实验前将其置于营养液中培养备用。 选取大小基本一致并长势良好的菖蒲幼苗移栽到放有开孔泡沫板（植物生长载体）的 10 L清洁塑料桶中，每桶放 3株幼苗，桶内分别注入 10 L营养液（采用 Hoagland配方） ，在菖蒲幼苗在桶中营养液中培养14 d后，向桶内以 PbCl2形式添加 Pb污染物。实验共设 7个处理，其中不添加重金属的营养液为对照处理（0 mg/L）Pb 的处

4、理浓度为：10、20、40、80、160、200 mg/L，每个处理做 6次重复。菖蒲采用露天培养，每 3 d补充一次营养液，每天对植株的生长反应进行观察、记录。15 d后采集菖蒲样品，进行菖蒲体内重金属含量的测定（测定重复 6次） 。将 7个处理的菖蒲整株采回实验室，用自来水冲洗后，再用去离子水冲洗三遍。将洗净的菖蒲分成地上与地下两部分放在培养皿中晾干，放入烘箱中杀青（105 ）30 min后在 70 下烘干 8 h至恒重，用粉碎机将烘干后的样品粉碎备用。 菖蒲样品用微波消解法 HNO3+H2O2消解，重金属 Pb的测定采用火焰原子吸收分光光度法。采用 Spss统计软件对实验数据进行分析处理

5、。 33 结果与分析 3.1 不同 Pb浓度下菖蒲的生长状况 观察可得，在整个试验期内，菖蒲幼苗在 Pb处理浓度为10、20、40、80 mg/L时没有出现中毒症状。当 Pb处理浓度为 160 mg/L时，菖蒲幼苗叶片在加污后第 13 d开始逐渐发黄，菖蒲的株高、根数、生物量略低于对照，但差异不明显。当 Pb处理浓度为 200 mg/L时，菖蒲叶片在加污染液后的第 10 d就开始变黄，且随着污染天数的增加，变黄叶片数增加很快，菖蒲的株高、生物量均明显低于对照。 3.2 不同 Pb浓度下菖蒲对 Pb的富集情况 由表 1可见，受 Pb污染后，随着 Pb处理浓度的升高，菖蒲的地上部分和地下部分富集的

6、 Pb含量明显升高。菖蒲地上部分（除处理浓度 10 mg/L外）和地下部分体内 Pb含量均高于对照组，当 Pb处理浓度为 200 mg/L时，菖蒲地上部和地下部分体内 Pb含量均达到最高，分别为1359.40 mg/kg和 1875.43 mg/kg。在对照和各个 Pb处理之间，菖蒲地上和地下部分富集的 Pb含量均表现出显著差异（菖蒲地上部分：F=67.18，P0.01；菖蒲地下部分：F=59.11，P0.01） 。除对照外，所有Pb处理浓度下，菖蒲地下部分 Pb富集浓度均高于地上部分。菖蒲地上、地下部分 Pb富集含量在低浓度处理（10、20 mg/L）之间没有显著差异，但均显著低于高浓度 P

7、b处理（40、80、160、200 mg/L） 。 5 结论与讨论 湿地水生植物在人工湿地污水处理系统中起着非常重要的作用。本文结果指出，菖蒲幼苗在低浓度 Pb时没有出现中毒症状，高浓度 Pb处4理（160、200 mg/L）时有明显的中毒症状，这说明菖蒲低浓度污染有一定的耐性，但随着污染浓度的增加耐性逐渐降低，表现为生长受到抑制，这与周守标等研究结果相同5。植物对重金属的抗性主要通过“避让”和“解毒” 来实现，不同耐性植物则表现出不同特性6，随着 Pb处理浓度的升高，菖蒲的地上部分和地下部分富集的 Pb含量明显升高，且在所有 Pb处理下，菖蒲地下部分 Pb富集浓度均高于地上部分，这说明水中高

8、浓度的 Pb2+促进了菖蒲体内 Pb的富集，大量 Pb积累在根系中说明菖蒲的转移能力较弱，Stolts 等研究也有相似的结果7。菖蒲是多年生挺水植物，生物量大、根系发达，针对菖蒲根系积累 Pb而地上部不积累或者少积累 Pb的生理机制有待进一步研究。 参考文献： 1韩苏娟，尤朝阳，万玉龙，等.6 种水生植物在人工湿地中特性的比较J.安徽农业科学，2010，38（12）：63676368. 2张维吴，周连风，吴小刚，等.昌蒲对铜绿微囊藻的化感作用J.中国环境科学，2006，26（3）：355358. 3侯晓龙，刘爱琴，蔡丽平，等.金丝草对 Pb的富集效果及其体内Pb的存在形态J.福建农林大学学报，

9、2013，42（6）：665669. 4工春景，杨海军，刘国经，等.孤和昌蒲对富营养化水体净化效率的比较J.植物资源与环境学报，2007，16（1）：4044. 5周守标，王春景，杨海军，等.孤和富蒲对重金属的胁迫反应及其富集能力J.生态学报，2007，27（1）：281287. 6Blaylock M J，Silt D E， Dushenkov S.Enhxneed 5xecumulxticm of Ph in India Mustard by soil-applied chelating agentsJ.Environmental Science and Techrnology，1997，31（3）：860865. 7Stolts E，Gregor M.Accmnulation properties of As Cd Cu Pb and Zn by fourwetland species growing in submeiged mine tailingsJ.Environmental and Experinental Botany，2002（47）：272280.