不同土壤生境下斑茅对重金属的富集特征_黄红英
5种植物对重金属的吸收与富集作用
5种植物对重金属的吸收与富集作用唐欢欢;曹学章;李小青;张赶年【摘要】根据野外试验采样调查研究,通过5种植物对江西定南县钨矿废渣地土壤的重金属含量的吸收试验,定量分析矿区狗牙根(Cynodondactylon)、弯叶画眉草(Eragrostiscurvula)、百喜草(Paspalumnotatum)、多花木兰(Indigoferaamblyantha)、高羊茅(Festucaarundinacea)5种草本植物对钨矿废渣地重金属As、Zn、Cu的吸收与富集作用各有特点.结果表明:①钨矿废渣地受到As、Zn、Cu的污染严重,狗牙根等植物对As、Zn、Cu作用均有着不同程度的富集;②不同植物类型对重金属吸收与富集作用因重金属种类、植物类型和部位的不同而各异,植物根部对As和Cu的富集作用比根部以上(地上部分)突出,而对Zn相反;③多花木兰地上部分生物量最大,对污染土壤的生物净化能力比其他植物更显著.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2015(015)015【总页数】5页(P103-106,110)【关键词】土壤;重金属;迁移系数;富集系数;生物量【作者】唐欢欢;曹学章;李小青;张赶年【作者单位】南京信息工程大学地理与遥感学院,南京210044;环保部南京环境科学研究所,南京210042;南京信息工程大学地理与遥感学院,南京210044;南京信息工程大学地理与遥感学院,南京210044【正文语种】中文【中图分类】X131.3近年来，随着工农业生产的快速发展，环境中重金属污染日趋严重。
研究表明，在所有的重金属污染中，矿山的开采对环境造成的污染最为严重[1]。
矿山开采会直接导致植被大规模破坏，产生的废水、废弃矿石以及尾矿砂等固体废弃物，占据着大量土地面积，是污染矿区周边环境的主要原因[2]。
矿山开采不仅破坏周边植被，污染当地土壤和下游河流，且土壤中有害重金属累积到一定的程度，会对土壤-植物系统产生危害，导致土壤的退化，影响农作物产量和品质，还会通过径流和淋洗作用污染地表水和地下水，恶化水文环境，危及人类的健康甚至生命[3—7]。
不同区域土壤中重金属有效态含量及其影响因素的开题报告
不同区域土壤中重金属有效态含量及其影响因素的
开题报告
一、研究背景
随着工业化的进展和人类活动的增加，重金属污染成为了全球环境
保护的焦点。
重金属是指相对密度大于5的金属元素，如汞、铅、镉、
铬等，它们的存在和超标排放对土壤、水体、大气以及生物体造成了极
大的威胁。
土壤是重金属的主要存储介质和传递途径，其污染程度直接
关系到食品安全和生态环境的保护。
因此，探究重金属在不同区域土壤
中的分布特征及其影响因素对环境保护和人类健康具有重要的意义。
二、研究内容
本研究旨在以河南省为例，对不同区域土壤中重金属的有效态含量
进行调查研究，并探讨其影响因素。
具体研究内容如下：
1. 通过对不同类型土壤（耕地、林地、湿地等）样品的采集和分析，得出各区域土壤中重金属的有效态含量数据。
2. 分析土壤理化性质（PH值、有机质含量、离子交换能力等）对重金属有效态含量的影响，并探究不同土地利用方式、地形地貌、气候等
因素对重金属污染的影响。
3. 通过建立重金属含量与土壤理化性质的相关模型，预测不同情景
下重金属含量的变化趋势。
三、研究意义
通过本研究可以深入了解不同区域土壤中重金属含量的分布规律及
其影响因素，为制定科学的重金属污染防治措施提供依据。
同时，将研
究结果用于土壤修复、食品安全等领域，对保障生态环境和人民健康具
有重要的意义。
稻米重金属污染及其治理研究进展_倪小英
重金属是指原子密度大于５ｇ／ｃｍ３ 的一类 金 属 元素，自然界中大约有 ４０ 种，主要包括 Ｃｄ、Ｃｒ、Ｈｇ、 Ｐｂ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｓｎ等。 但 从 毒 性 角 度 考 虑，一 般 把 Ａｓ、Ｓｅ和 Ａｌ等也包括在内 。 ［１－２］ 重金属污染 是 由 于 以上金属过量累积引 起 的 污 染［３］。２０ 世 纪 以 来，随 着 人 口 数 量 的 大 幅 度 增 加 ，采 矿 、冶 炼 、铅 蓄 电 池 、皮 革及其制品、化学原 料 及 其 制 品 五 大 行 业 的 工 业 化 进程不断加快，农用 化 学 品 的 大 量 使 用 及 城 市 污 水 的肆意排 放，使 得 农 田 土 壤 重 金 属 污 染 日 趋 严 重。 水稻是我国乃至世 界 的 主 要 粮 食 作 物，我 国 有 三 分 之二以上的人民以 大 米 作 为 主 食，并 且 消 费 人 群 仍 在扩大 。 ［４］ 可是稻田重金属污染使水稻生长发 育 受 阻 ，导 致 减 产 或 绝 收 ，更 为 严 重 的 是 有 毒 重 金 属 通 过 土壤—稻米—人类的 食 物 链，构 成 对 人 类 生 命 和 健 康的 直 接 威 胁。 自 １９６８ 年 在 日 本 出 现 过 因 食 用 含 镉米产 生 的 骨 痛 病 以 来 （世 界 “八 大 公 害 事 件 ”之 一），稻米重金属污 染 就 引 起 了 全 世 界 的 强 烈 关 注。
汤丽玲 指 ［８］ 出，土壤总 Ｃｄ含量和 ｐＨ 值是影响 农作物籽实 Ｃ 土壤理化性质指标的 情 况 下，水 稻 籽 实 的 Ｃｄ 含 量、 土壤总 Ｃｄ含量和土 壤 ｐＨ 值 之 间 具 有 一 定 的 相 关 关系，并得出它们之间的关系 方 程：ｌｏｇ（水 稻 Ｃｄ）＝ ０．３６９－０．０６８ｐＨ＋０．１５３ｌｏｇ（土壤 Ｃｄ）。
重金属在土壤？葡萄体系中的富集和迁移规律
生态与农村环境学报2019，35（4）：515-521Journal of Ecology and Rural Environment重金属在土壤−葡萄体系中的富集和迁移规律庞荣丽1，王书言2，王瑞萍1，党琪1，郭琳琳1，谢汉忠1①，方金豹1②（1.中国农业科学院郑州果树研究所/农业农村部果品质量安全风险评估实验室（郑州），河南郑州450009；2.洛阳市农产品安全检测中心，河南洛阳471023）摘要：为探究重金属在园地土壤−葡萄体系中的富集及迁移特征，于果实成熟期采样，系统分析土壤以及葡萄根、茎、叶、果实中重金属元素Pb 、Cd 、Cr 、Ni 、Cu 、Zn 、Hg 和As 含量。
结果表明：不同重金属在葡萄植株不同器官中分布各异，Pb 、Cr 、As 、Ni 含量分布由高到低为根>叶>茎>果实，Zn 、Cu 、Hg 含量分布由高到低为叶>根/茎>果实，Cd 含量分布由高到低为茎>根>叶>果实。
葡萄植株平均富集系数Cd 为1.64，Zn 接近1.00，其余远小于1.00。
根据重金属富集能力大小可分为3类：第1类是Cd ，富集能力较强；第2类是Zn ，具有一定富集能力；第3类是Cr 、Pb 、Ni 、Hg 、As 、Cu ，无富集能力。
不同重金属在土壤−葡萄体系中迁移特征各不相同，其中Zn 在根−土、根−茎和茎−叶间迁移能力强，在茎−果间迁移能力弱；Cd 在根−茎间的迁移能力很强，在茎−叶和茎−果间迁移能力弱；Cu 在根−茎和茎−叶间迁移能力较强，在根−土和茎−果间迁移能力弱；Hg 在茎−叶间迁移能力很强，Cr 、Pb 、As 和Ni 在茎−叶间也有一定的迁移能力，但在其他界面迁移均受到一定的阻碍。
关键词：土壤；葡萄；重金属；富集；迁移中图分类号：X53；S663文献标志码：A文章编号：1673-4831（2019）04-0515-07Study on the Enrichment and Migration Characteristics of Heavy Metals in Soil‐Grapevine System.PANG Rong‑li 1，WANG Shu‑yan 2，WANG Rui‑ping 1，DANG Qi 1，GUO Lin‑lin 1，XIE Han‑zhong 1①，FANG Jin‑bao 1②（1.Zhengzhou Fruit Research Institute ，Chinese Academy of Agricutural Sciences /Laboratory of Quality &Safety Risk Assessment for Fruit （Zhengzhou ），Ministry of Agriculture and Rural Affairs ，Zhengzhou 450009，China ；2.Luoyang Testing Center for Quality and Safety of Agri⁃Produces ，Luoyang 471023，China ）Abstract ：In order to explore the characteristics of enrichment and migration of heavy metals in the soil⁃grape system ，grapevine was systematically analyzed in ripe.The contents of Pb ，Cd ，Cr ，Ni ，Cu ，Zn ，Hg ，As in the soils ，roots ，stems ，leaves and fruits of grape were determined.The results show that different heavy metals were specific in different organs of grape plants.The distribution of Pb ，Cr ，As and Ni contents from high to low was root>leaf>stem>fruit ，and the distribution of Zn ，Cu and Hg contents from high to low was leaf>root ，stem>fruit ，and the distribution of Cd content from high to low was stem>root>leaf>fruit.The average enrichment coefficient （BCF ）of grape plants from high to low was Cd>Zn>Cu>Hg>Ni>Cr>As>Pb.Cd was 1.64and Zn was close to 1.00，and the rest was much less than 1.00.According tothe heavy metal migration ability ，it could be divided into three categories ：The first type was Cd ，which had strong en⁃richment ability.The second type was Zn ，which had certain enrichment ability.The third type was Cr ，Pb ，Ni ，Hg ，and Cu ，which had no enrichment ability.The migration characteristics of different heavy metals in soil⁃grapevine systemwere different.Among them ，Zn had strong migration ability between root⁃soil ，root⁃stem and between stem⁃leaf ，but weak between stem⁃fruit ；Cd had very strong root⁃stem migration ability ，but weak between stem⁃leaf and stem⁃fruit ；Cu had stronger migration ability between root⁃stem and between stem⁃leaf ，but weaker between root⁃soil and between stem⁃fruit ；Hg had very strong migration ability between stem⁃leaf.Cr ，Pb ，As and Ni also had certain migration ability between stem⁃leaf ，but their absorption was hindered in some way.DOI ：10.19741/j.issn.1673-4831.2018.0410庞荣丽，王书言，王瑞萍，等.重金属在土壤−葡萄体系中的富集和迁移规律［J ］.生态与农村环境学报，2019，35（4）：515-521.PANG Rong⁃li ，WANG Shu⁃yan ，WANG Rui⁃ping ，et al .Study on the Enrichment and Migration Characteristics of Heavy Metals in Soil⁃Grapevine Sys⁃tem ［J ］.Journal of Ecology and Rural Environment ，2019，35（4）：515-521.收稿日期：2018-07-16基金项目：中国农业科学院创新工程科技项目（CAAS-ASTIP-2016-ZFRI-10）；中央级科研院所基本科研业务费专项（1610192018410）①通信作者E⁃mail ：xiehanzhong@ ②共同通信作者E⁃mail ：fangjinbao@生态与农村环境学报第35卷··Key words：soil；grape；heavy metals；enrichment；migration土壤重金属污染具有治理耗时长、累积性和不可逆性的特征［1-2］，主要通过食物链危及人体健康。
8种木本植物对矿渣中重金属的吸收与富集研究_张富运
51． 19 83． 12
0. 41 7． 79
3． 40 6． 29
由此可见，重金属主要积累在植物根部，无论地 上部还是根部，Pb、Zn、Cu、Cd 的浓度均未达到超富 集植物所规定的临界含量值［6］，且不同种类的植物 对不同的重金属元素的吸收和积累存在较大差异， 同一种植物不同组织对不同的重金属元素也存在一 定差异。 2． 2 植物的富集系数和转移系数
南天竺
地上部 根
83． 10 245． 85
46. 04 265． 67
2． 43 13． 58
0. 59 24． 16
十大功劳
地上部 根
158． 70 185． 71
57． 24 231． 37
5． 98 10. 45
2． 49 12． 46
黧蒴栲
地上部 根
184． 46 244． 11
69． 99 77． 23
·168·
1． 1 材料 以从湖南省资兴市带回的铅锌尾矿渣为对象，
在我们前期研究基础上［4 － 5］，对矿渣进行了不同梯 度改良处理并进行盆栽试验，生长期一年，本研究选 取了其中植物种类齐全长势较好的一组进行组内比 较，种植植物前该组矿渣中 4 种重金属含量见表 1。 供试植物见表 2。
第 39 卷第 3 期 2014 年 3 月
结果表明，植物富集系数与转移系数间有较大 差异，植物是选择性的富集和转移 4 种重金属的，不 同重金属在同种植物体内的不同部位的富集和迁移 特征不同，两者间存在着一定的差异，而同种重金属 元素在不同种类的植物体内也表现出了不同的富集 能力和转运能力。
3 讨论
研究结果显示，植物根系能积累更多的重金属， 未来的研究中根系发达的植物可考虑作为修复植物 筛选对象。植物修复技术包括重复的收获修复植物 的地上部分，直到土壤中重金属浓度达到一个可接 受的水平，修复植物在未得到合理收获和处理的情 况下，可能 会 形 成 二 次 污 染，在 提 倡 绿 色 技 术 的 今 天，植物修 复 过 程 中 的 二 次 污 染 问 题 值 得 高 度 重 视［7］。研究选取的 8 种植物为多年生植物，不同的
某镍钼矿区周边土壤重金属风险评价及种植蔬菜健康风险评估
：某镍钼矿区周边土壤重金属风险评价及种植蔬菜健康风险评估武晶芳，江帆，韦唯，周世会，黄先飞(贵州师范大学贵州省山地环境信息系统与生态环境保护重点实验室，贵阳)摘要：为调查某镍钼矿区周边土壤重金属(、、、、及)污染情况和周边蔬菜及水稻中重金属含量对居民的影响，在矿区周边采集土壤样品，并采集其周边土壤根际的蔬菜或水稻样品。
对土壤中重金属污染潜在生态风险进行评价，利用健康风险评估法对各种蔬菜或水稻判别重金属对人体健康影响程度，并采用生物富集系数法对各种蔬菜或水稻对重金属元素富集情况进行调查。
结果显示，与贵州省土壤背景值相比，各个取样点重金属含量均存在超标现象，其中以超标最严重。
潜在生态危害趋势为()＞()＞()＞()＞()＞()，号样点污染最严重，达到强生态危害级别。
未发现可对、、、、及有富集能力的蔬菜及水稻，但发现辣椒和萝卜对有较强吸收，水稻、萝卜及玉米对具有较强吸收。
结合重金属总量分析及潜在生态风险评价，研究区应注意及污染治理与防治，还应注意及造成的健康风险。
关键词：重金属；蔬菜；潜在生态风险评价；健康风险评估法；生物富集系数法中图分类号：文献标志码：文章编号：（）, , , ,( , , , )：(, , , , ) . . . . , , . ()＞()＞()＞()＞()＞(). , . , , , , , , , . , , .：; ; ; ;重金属具有高毒性、难降解性、生物累积性等特点[]。
重金属污染对生态环境会构成严重威胁。
土壤是人们赖以生存的宝贵资源，受重金属污染物后的土壤，沿着食物链富集，最终危及人类健康[]。
镍钼矿开采工艺及后续处理技术比较复杂，开采时产生的重金属污染会破坏生态环境[]。
目前，煤矿[]、铜矿[]、铀矿[]及其它矿区周边重金属污染情况调查较多，但对镍钼矿周边土壤重金属污染情况研究较少。
遵义镍钼矿区主要集中在松林镇、毛石镇和金顶山镇，对其周边土壤及蔬菜内重金属含量进行调查十分重要。
不同修复年限斑茅根系下土壤动物群落结构及季节特征
不同修复年限斑茅根系下土壤动物群落结构及季节特征黄红英,刘静华,杨家绅,胡金德,王佳颖,祝三华(韶关学院英东生命科学学院,广东韶关512005)摘要:为了进一步研究斑茅对大宝山多金属(Cu 、Cd 、Zn )污染土壤的修复效果,以斑茅根系下的土壤动物群落结构和多样性作为评价依据,采用干漏斗法(Tullgren )对不同修复年限(3年、2年、1年与当年)斑茅根系下的土壤动物进行群落结构特征的研究.研究结果显示:被重金属污染的土壤其土壤动物个体数集中凸显优势类群蜱螨目和弹尾目个体,蜱螨目个体数量明显优势于弹尾目,常见类群和稀有类群个体数罕见;斑茅种植对多金属(Cu 、Cd 、Zn )污染土壤中的土壤动物的群落结构和多样性有一定的修复效果,体现在构成土壤动物的群落结构的类群数、个体数量及优势类群弹尾目个体等随着修复年限的增加而增多,其中最早恢复的是常见类群;斑茅根系土壤动物的季节消长特征体现在同一样地不同季节土壤动物的个体数呈现春高夏低秋高冬低的规律,其变化次序为秋>春>夏>冬;修复年限越长斑茅根系土壤动物类群数的季节动态呈现冬高规律,不同修复年限样地秋季和春季动物类群有差别.关键词:土壤修复;斑茅;土壤动物;群落结构;季节消长中图分类号:S718.61文献标识码:A文章编号:1007-5348(2018)03-0058-06[收稿日期]2017-05-05[作者简介]黄红英(1961-),女,广东乳源人,韶关学院英东生命科学学院高级实验师,硕士;研究方向:生态学.韶关学院学报·自然科学Journal of Shaoguan University ·Natural Science2018年3月第39卷第3期Mar.2018Vol.39No.3大宝山矿是广东省粤北地区一座大型多金属矿床,其采矿、洗矿及尾矿库对周围灌溉水的污染现象受到了许多学者的关注.学者们在污染机制[1-5]、环境评价[6-11]和生态恢复方面做了许多研究[12-16].土壤被重金属污染后,土壤质量发生退化,土壤生物多样性锐减[17-22],在被重金属污染的土壤上种植农作物,伴随着重金属离子的富集与迁移,通过食物链的关系最终威胁到人类健康[7,9].对重金属污染的土壤目前常用的物理和化学治理技术均无法从根本上解决问题,故具有成本低、不造成二次污染的生物修复技术便引起了各学者的广泛关注[15].常用的生物修复技术中以植物修复治理应用较广泛.植物修复技术是利用植物对环境污染物质进行吸附转移,达到对环境污染物质(重金属离子)进行分解、清除吸附或吸收,最终使受污染的土壤环境得以恢复[15],体现在土壤中重金属离子含量下降,土壤酸碱度得到改善,地面作物生物量、地下土壤微生物及土壤动物多样性增加.土壤动物的群落结构及多样性与土壤生态系统紧密联系,土壤中过量的重金属离子会使土壤的物理和化学性质发生改变,从而影响土壤中动物的活动、取食与繁殖,因此土壤动物常被作为土壤质量评价的重要生物指标[17].斑茅(Saccharum arundinaceum )是韶关地区撂荒地及污染弃耕农田常见的优势植物,在多重金属复合污染土壤中生长的斑茅对Cu 、Cd 、Pb 和Zn 有富集优势外,还是Cu 的超富集植物[14-15].为了进一步研究斑茅对大宝山多金属(Cu 、Cd 、Zn )污染修复土壤的修复效果,以斑茅根系下的土壤动物群落结构第3期和多样性作为评价依据[14,15,22,23],采用干漏斗法对不同修复年限(3年、2年、1年与当年)斑茅根系下的土壤动物进行群落结构特征的研究.1实验方法1.1取样为了实验数据的统计方便将修复土壤做如下标记:样地1为修复土壤3年、样地2为修复土壤2年、样地3为修复土壤1年、样地4为修复当年的土壤.取样分为春、夏、秋、冬4个季节进行取样.2014年12月至2015年12月,用50*50cm 土壤环刀取植物斑茅根系下土壤,取每株根系土样6份,随机重复15株,每样地取得90份土壤样品.1.2分离和鉴定取得样本土壤之后,通过人工操作的方法将体长在2~20mm 范围之内的大型土壤动物,分拣并固定保存在蒸馏水中.而体长在0.2~2mm 与0.2mm 以下的土壤动物属于中小型土壤动物,用干漏斗法[25,27]分离收集.然后,在显微镜下察看土壤小动物,根据土壤动物分类表进分类鉴别,土壤动物鉴定到纲或目水平[25,27].而且土壤动物中幼体个体较多,且幼体与成体的生态位不同,因而将幼体和成体分开单列[25,27].本次调查不包括土壤原生动物和线虫.1.3实验的数据分析方法利用DPS 软件处理数据,分别计算出夏、秋、冬各个样方的个体数和群类数,然后再分析出每一个样方土壤动物春、夏、秋、冬个体数和群类数.运用辛普森、香浓、均匀度和相似性指数统计对4个样方进行计算分析.本次实验土壤动物多度的划分标准为:以“+++”为表示的是优势类群,个体数占总数量的10%以上,以“++”为表示的是常见类群,个体数占总数的10%和1%之间者,以“+”为稀有类群,所占总数的1%以下.2结果分析2.1不同修复年限土壤动物群落结构不同修复年限土壤动物群落结构见表1.修复3年土壤样方获得23种4082个动物,优势类群有弹尾目和蜱螨类目,各占20%和66.35%,优势类群合占总个体数的86.35%;常见类群有盲蛛类(1%)、膜翅类(3.53%)、蚯蚓类(1.81%),常见类群个体数合占总个体数的7.31%,稀有类群有蜘蛛目(0.39%)、双尾目(0.44%)、结合类(0.03%)等17种,稀有类群个体数合占总个体数的6.34%.修复2年的土壤样方共获得25种3138个动物,构成土壤动物群落结构中优势类群有弹尾目和蜱螨目各占23.49%和61.75%,优势类群个体数合占总个体数的85.24%;常见类群有盲蛛类(1.50%)、蚜虫(1.40%)、膜翅类(3.79%)、双翅类幼虫(1.15%)、摇蚊幼虫(1.02%)、蚯蚓(1.02%)和姬蚯蚓类(1%),常见类群个体数合占总个体数的10.88%;稀有类群有缓步足(0.03%)、蜘蛛目(0.19%)、甲壳类(0.06%)等14种,稀有类群个体数合占总个体数的3.88%.修复1年的土壤样地获得24种1520个动物,构成修复1年土壤斑茅根系动物群落结构中优势类群有蜱螨目62.37%,常见类群有弹尾类(4.54%)、蜘蛛类(1.12%)和蚜虫(5.13%)等12种,常见类群个体数合占总个体数的32.05%,稀有类群有盲蛛目(0.66%)、双尾目(0.20%)、甲壳类(0.13%)等11种,稀有类群个体数合占总个体数的5.58%.黄红英,等:不同修复年限斑茅根系下土壤动物群落结构及季节特征59··韶关学院学报·自然科学2018年修复当年的样方土壤共获得23种2417个动物,构成当年修复土壤动物群落结构中优势类群有弹尾目和蜱螨类各占21.85%和66.53%,优势类群个体数合占总个体数的88.38%,常见类群的有蚜虫(1.2%)、膜翅类(1.24%)、双翅类幼虫(1.41%)、蚯蚓(1.66%),常见类群个体数合占总个体数的(5.51%),稀有类群有盲蛛目(0.62%)、蜘蛛目(0.33%)、甲壳类(0.04%)等17种,稀有类群个体数合占总个体数的6.61%.表1不同修复年限动物群落结构动物类群修复3年修复2年修复1年修复当年频度多度频度多度频度多度频度多度弹尾目Collemboal20.00+++23.49+++ 4.54++21.85+++蜱螨目Arachnoidea66.35+++61.76+++62.37+++66.53+++寡毛纲earthworm 1.91++ 2.02++ 5.40++ 1.24++盲蛛目Aranieda 1.00++ 1.50++0.66+0.62+蜘蛛目Araneida0.39+0.19+ 1.12++0.33+倍足纲Diplopoda0.05+0.13+0.20+0.17+同翅目homoptera 1.09++ 1.72++ 5.26++ 1.20++膜翅目Hymenoptera 4.00++ 4.20++ 4.15++ 2.07++鞘翅目Dermaptera0.49+0.03+ 1.45++0.62+等翅目Isoptera0.17+0.10+0.66+0.21+半翅目Hemiptera0.42+0.06+0.33+0.08+双翅目幼虫Diptera 1.23++ 2.17++ 4.67++ 1.99++线虫类Caenorhabditis Elegans0.58+0.80+ 2.57++0.70+鞘翅目幼虫Dermaptera0.66+0.45+0.72+0.66+轮虫纲Rotifera0.12+0.13+ 1.12++0.08+双尾目Diplura0.44+0.03+0.46+唇足纲Chilopoda0.83+0.36+ 1.58++0.12+甲壳纲Crustacea0.06+0.13+0.04+缨翅目Thysanoptera0.38+0.79+0.08+结合纲Symphyla0.03+0.10+0.06+鳞翅目幼虫Lepidopteran larvae0.03+ 1.18++0.62+腹足纲Gastropods0.03+0.13+等足目Isopoda0.07+0.13+0.07+蜚蠊目Blattaria0.05+0.07+0.12+直翅目Orthoptera0.07+革翅目Dermaptera0.05+0.04+原尾目Protura0.06+涡虫纲Turbellaria0.07+肉足纲Sarcodina0.04+双尾纲Diplural0.20+异缓步纲Heterotardigrada0.03+合计(种)23252423 60··第3期2.2不同修复年限斑茅根系土壤动物的季节动态2.2.1不同修复年限斑茅根系土壤动物个体数的季节动态不同修复年限土壤动物个体数的季节动态特征,随着修复年限的增长,土壤动物的个体数呈递增趋势,表现为修复年限越长个体数越多;同一样地不同季节土壤动物的个体数呈现春高夏低秋高冬低的规律,其变化次序为秋>春>夏>冬.2.2.2不同修复年限斑茅根系土壤动物类群数的季节动态不同修复年限斑茅根系土壤动物类群数的季节动态,修复3年的土壤动物类群数随着季节的交替变化呈现冬>秋>夏>春的变化特征,春季最少;修复2年和1年的土壤动物类群数季节动态相似,呈现冬>夏>春>秋的变化特征,秋季最少;修复当年与修复2年、1年的土壤动物类群数季节动态夏、秋、冬相似,但是其春季最低.3结论与讨论研究结果表明被重金属污染的土壤其土壤动物个体数集中凸显优势类群蜱螨目和弹尾目,蜱螨目个体数量明显优势于弹尾目,常见类群和稀有类群个体数罕见;斑茅种植对多金属(Cu 、Cd 、Zn )污染土壤中的土壤动物的群落结构和多样性有一定的修复效果,构成土壤动物的群落结构的类群数、个体数量及优势类群弹尾目个体等随着修复年限的延长而增多,其中最早恢复的是常见类群;斑茅根系土壤动物的季节消长特征体现在同一样地不同季节土壤动物的个体数呈现春高夏低秋高冬低的规律,其变化次序为秋>春>夏>冬;修复年限越长斑茅根系土壤动物类群数的季节动态呈现冬高规律,不同修复年限样地秋季和春季动物类群有差别.由于实验土壤的前身是弃耕多年的水稻壤,由于弃耕,灌溉水被切断,稻田变旱地,随着弃耕年限的延长,旱地成为撂荒地,土壤酸度达到强酸级别,土壤综合污染指数达到重度污染[15].实验前作了焚烧地上杂草、深挖土层、施撒生石灰、深埋有机肥等处理来增加土壤的可耕性,提高斑茅的生物量.由于斑茅是多年生丛生草本植物,分蘖多且须根根系发达,修复3的样地,斑茅经过3年的生长,根系分布的广度和深度已经远远超过2年生、1年生和当年栽种的,因此伴随着斑茅地上部分的生长,地下根系也在快速延伸生长,扩宽了土壤动物的生活空间,受土温和含水量起伏变化的影响越小;随着斑茅生长生物量在增加,通过根系不吸附与转运到地上部分的重金属离子增加,根系土壤的重金属离子在减少,减低了重金属离子对土壤动物的毒害,促进了土壤动物群落的修复,所以土壤动物的群落结构随着修复年限的延长变得复杂、物种多样性增多;修复年限越长,物种多样性受季节变化干扰减少,个体数受季节干扰大的是优势类群弹尾目的数量,因为弹尾目昆虫生长于繁殖需要适宜的高温、高湿条件[21-27],所以冬季是不同修复年限斑茅根系土壤动物个体数最低,与许多学者的研究结果相似[21-27].以土壤动物群落修复作为评判指标,斑茅对重金属污染土壤的修复是有一定效果,斑茅可作为大宝山矿区多种重金属污染土壤下植物修复的先锋植物种,可在该区域扩大栽植,加速矿区土壤污染的修复.参考文献院[1]付善明,周永章,赵宇鷃,等.广东大宝山铁多金属矿废水对河流沿岸土壤的重金属污染[J ].环境科学,2007,28(4):805-812.黄红英,等:不同修复年限斑茅根系下土壤动物群落结构及季节特征61··62··韶关学院学报·自然科学2018年[2]郭彦彪,冯宏,周波,等.广东大宝山矿区废石场土壤酸化特征分析[J].水土保持学报,2013,27(6):46-50[3]杨振,胡明安.大宝山采矿活动对环境的重金属污染调查[J].环境监测管理与技术,2009,18(6):21-24.[4]许超,夏北成,何石媚,等.大宝山矿山下游地区稻田土壤重金属含量特征[J].中山大学学报,2008,48(3):122-127.[5]郑佳佳,姜晓,张晓军.广东大宝山矿区周围土壤重金属污染状况评价[J].环境科学与技术,2008,31(11):137-145.[6]邢宁,吴平霄,李媛媛,等.大宝山尾矿重金属形态及其潜在迁移能力分析[J].环境工程学报,2011,5(6):1370-1375.[7]陈家栋,潘宝宝,张金池,等.广东大宝山矿区土壤重金属含量及其影响因素[J].水土保持研究[J].2012,19(6):237-241[8]黄飞,王泽煌,蔡昆争,等.大宝山尾矿库区水体重金属污染特征及生态风险评价[J].环境科学研究,2016,29(11): 1701-1708.[9]邹素敏,杜瑞英,文典,等.大宝山矿区某农田蔬菜重金属污染状况及健康风险评估[J].农业资源与环境学报,2016 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effect on Dabao Mountain ’s contaminated soil,a research on community structure characteristics of soil animals under E.arundinaceus ’root was carried out by Tullgren filler within different remediation years (3years,2years.1year and this year),which took the soil animal community structure and its diversity under E.arundinaceus ’root as a basis for evaluation.The results of the research showed as follows:Firstly,the number of animals in the soil contaminated by heavy metals was mainly concentrated in the dominant groups,such as Acari ⁃formes and Collembola,and the number of Acariformes was significantly higher than that of Collembola,while common and rare taxa rarely appeared.Secondly,E.arundinaceus planting,to a certain extent,had ef ⁃fect on recovering community structure characteristics and diversity of animals in contaminated soil,reflectedin the community structure of soil animal species number,individual number and individual number ofCollembola increasing with increasing remediation period.The number of common species in soil increase at first.Thirdly,a regularity reflected characteristics of seasonal change in number of soil animals under E.arundinaceus ’root that,in same sample plot,individual number of soil animals was high in spring and au ⁃tumn,and it was low in summer and winter.The changing tendency from high to low was autumn,spring,summer and winter.Fourthly,the longer fixed number of remediation years ,the higher in winter the sea ⁃sonal dynamics of the number of soil animal groups in the root system of E.arundinaceus.There were differ ⁃ences between the groups in autumn and spring with different remediation years.Key words:soil remediation;E.arundinaceus;soil animal;community structure;seasonal change in number(责任编辑:邵晓军)黄红英,等:不同修复年限斑茅根系下土壤动物群落结构及季节特征63··。
江汉平原不同土地利用方式下土壤汞元素的含量特征--以沙洋镇为例
第３３卷增刊２０１９年１２月资源环境与工程ＲｅｓｏｕｒｃｅｓＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ ３３ꎬＳｕｐ Ｄｅｃ.ꎬ２０１９收稿日期:２０１９－０７－２６ꎻ改回日期:２０１９－０９－０９ꎻ网络出版时间:２０１９－０９－２４㊀１７:３０资助项目:湖北省沙洋县土地质量地球化学评价(编号:ＨＢＪＴＤ２０１７０１０８))ꎻ湖北省地质科技项目恩施富硒高镉土壤区农作物硒镉效应研究(编号:ＫＪ２０１６－８)ꎮ作者简介:袁知洋(１９８８－)ꎬ男ꎬ工程师ꎬ农业地质专业ꎬ从事土壤地球化学㊁农业地质及富硒产业研究ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｇｅｏｌａｋｅｒ＠ｑｑ ｃｏｍ㊀㊀∗通讯作者:谭文专(１９７８－)ꎬ男ꎬ高级工程师ꎬ测绘工程专业ꎬ从事地质测绘生产管理与技术工作ꎮＥ－ｍａｉｌ:１６３０４９７３＠ｑｑ ｃｏｍ江汉平原不同土地利用方式下土壤汞元素的含量特征以沙洋镇为例袁知洋１ꎬ２ꎬ谭文专１∗ꎬ项剑桥１ꎬ杨㊀军１ꎬ黄㊀彬１ꎬ潘㊀飞１ꎬ李春诚１ꎬ段碧辉１(１.湖北省地质科学研究院ꎬ湖北武汉㊀４３００３４ꎻ２.湖北省硒生态环境效应检测中心ꎬ湖北武汉㊀４３００３４)摘㊀要:沙洋镇位于沙洋 金土地 一期项目调查区的南部ꎬ在本研究项目工区沙洋镇㊁马良镇㊁高阳镇三镇中土地利用方式最为丰富ꎮ为了发现不同土地利用方式下土壤汞元素的含量特征ꎬ以及揭示在小范围内土壤汞对土地利用的响应ꎬ选取研究区中主要七类土地利用方式ꎬ即水田㊁旱地㊁滩涂㊁林地㊁草地㊁水面㊁建设用地ꎬ将不同土地利用方式下采样的土壤汞金属数据进行统计分析和空间克里金插值成图ꎬ结果表明ꎬ土壤汞元素在不同土地利用情况下含量有显著差异ꎻ汞元素在水田土壤含量均值最高ꎬ达到０ ０７８ｍｇ/ｋｇꎬ其次是滩涂ꎬ其均值是滩涂用地土壤的１ ０４倍ꎬ是建设用地土壤的１ １３倍ꎬ是旱地土壤的１ ６６倍ꎬ是草地土壤的１ ８５倍ꎬ是水域土壤的１ ９６倍ꎬ是林地土壤的２ ０３倍ꎻ土壤汞元素在城市建设用地中均出现了最高值ꎬ其次是水田ꎮ在今后的土壤汞环境治理中应予以高度重视水田和建设用地两类土地利用方式ꎬ林地和水面土地利用方式下土壤汞元素含量较少ꎮ在沙洋城市建设用地中增加林木绿化ꎬ对发生汞增多的水田进行水域化改造ꎬ或许可以避免土壤汞过量风险ꎮ关键词:土地利用方式ꎻ土壤ꎻ汞元素ꎻ沙洋中图分类号:Ｓ１５３.６㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀文章编号:１６７１－１２１１(２０１９)Ｓ１－００３２－０４ＤＯＩ:１０.１６５３６/ｊ.ｃｎｋｉ.ｉｓｓｎ.１６７１－１２１１.２０１９.Ｓ１.００７㊀㊀汞(Ｈｇ)是具有高度生物累积性的有毒重金属元素ꎬ因为其有高毒性㊁不可降解性㊁弱移动性和生物富集性等污染特点ꎬ因此只需要很少的释放量ꎬ也会导致长久留存的环境健康问题[１－２]ꎮ日常生活中人群的汞摄入主要是通过食物链㊁直接呼吸空气以及饮水等途径ꎬ且汞元素进入环境后易转化为甲基汞ꎬ甲基汞是毒性最强的汞化合物[３]ꎬ其中稻米这一食物是被人体吸收的主要途径ꎬ表现出了很高的风险[４]ꎮ江汉平原是湖北省水稻的主产区ꎬ因此有必要对土壤汞进行调查研究ꎮ相关研究表明ꎬ不同利用方式下土壤汞元素含量差异显著ꎬ杨艳芳等发现在自然状态下土壤汞含量状况较好ꎬ但是改建为农田或者水田时ꎬ土壤汞含量不同程度增加[５]ꎻ张仲胜等发现土地利用方式从旱田改为水田后ꎬ土壤中汞含量则增加了１８.５％[６]ꎻ李炜等发现蔬菜基地土壤中总重金属的累积程度最高[７]ꎬ其中就包括Ｈｇꎻ也有研究表明土壤ｐＨ和有机质对土壤微量元素特别是重金属元素有较强的影响[８]ꎻ很多研究发现人类活动对汞元素在土壤的积累造成了剧烈的影响[９－１０]ꎬ其中工业用地土壤中重金属含量较高ꎮ本研究地点在湖北省沙洋县ꎬ居江汉平原与鄂西北山区结合部ꎬ沙洋镇为沙洋县城驻地ꎬ作为典型的江汉平原生态系统类型ꎬ该地区地貌以平原为主ꎬ既是农业种植区ꎬ又是人类活动较为强烈㊁土地利用方式多样且典型的地区ꎬ因此对该地区土壤汞元素研究是一个重要切入点ꎮ本文借助湖北省沙洋县土地质量地球化学评价(一期)项目中对沙洋镇土壤的调查取样ꎬ专门细化分析沙洋镇土壤汞元素对土地利用方式的响应ꎬ旨在揭示土壤汞元素在江汉平原人类活动剧烈区和农业种植区等不同土地利用方式下的含量特征ꎬ为今后土壤汞元素的干预治理和合理利用土地资源提供一定的科学参考ꎮ１㊀材料与方法１.１㊀研究区概况沙洋县地处鄂中腹地㊁汉江中下游㊁江汉平原北端ꎬ地跨东经１０９ʎ１１ᶄ~１０９ʎ５５ᶄꎬ北纬２９ʎ３３ᶄ~３０ʎ１２ᶄꎬ沙洋镇位于沙洋县调查工区南部(图１)ꎬ毗邻汉江ꎮ土壤大多为第四纪孙家河组冲洪积层潮土ꎬ土层较厚ꎬ色泽多棕黄或者灰黄ꎬ人类居住和耕作等活动较为强烈ꎮ图１㊀研究区沙洋镇在项目工区所在位置Ｆｉｇ １㊀Ｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｒｅｓｅａｒｃｈａｒｅａｉｎｐｒｏｊｅｃｔａｒｅａ１.２㊀试验方法１.２.１㊀试验设计与样品采集在沙洋县沙洋镇内(图１)进行１ʒ５万土壤调查ꎬ及全镇全覆盖区域调查ꎬ每平方千米设置３~４个样点ꎬ一共有２８５个取样点ꎬ对每一样方土壤０~２０ｃｍ深度进行取样ꎬ带回实验室风干后ꎬ取出细根㊁石粒等杂质ꎬ碾磨后过０.１ｍｍ孔径筛制成待测土壤样品ꎮ１.２.２㊀土壤汞元素测定方法(１)土壤样品采用ＨＮＯ３￣ＨＣＬ￣ＨＦ￣ＨＣＬＯ４法电热板加热消解并处理后ꎬ汞含量用原子荧光光机测定ꎬ每批土壤做３次空白样和平行样ꎬ取平均值作为样品重金属元素的最终含量ꎬ测试过程中加入国家标准土壤参比物质(ＧＳＳ￣１２)进行质量控制ꎬ各重金属的回收率均在国家标准参比物质的允许范围内ꎮ(２)数据统计和相关分析采用ＳＰＳＳ１７.０统计软件ꎬ图像均采用ＭａｐＧｉｓ６７和Ｏｒｉｇｉｎ８.１绘制ꎮ２㊀结果与分析２.１㊀研究区土地利用概况如表１ꎬ研究区总面积为５３.０８ｋｍ２ꎮ其中旱地面积为１１.５５ｋｍ２ꎬ占比２１.００％ꎻ建设用地面积为２２.２８ｋｍ２ꎬ占比４１.９８％ꎻ林地面积为２.２９ｋｍ２ꎬ占比４.３２％ꎻ水面面积为７.５４ｋｍ２ꎬ占比１４.２０％ꎻ水田面积为７.５３ｋｍ２ꎬ占比１４.１９％ꎻ滩涂面积为２.２４ｋｍ２ꎬ占比４.２２％ꎻ草地面积为０.０５ｋｍ２ꎬ占比０.０９％ꎮ表１㊀研究区不同土地利用方式土地面积和采样状况Ｔａｂｌｅ１㊀Ｌａｎｄａｒｅａａｎｄｓａｍｐｌｉｎｇｓｔａｔｕｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌａｎｄｕｓｅｐａｔｔｅｒｎｓｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａ不同土地利用方式面积/ｋｍ２面积占比/％采样点数量草地０.０５０.０９５旱地１１.１５２１.００１２２建设用地２２.２８４１.９８３３林地２.２９４.３２１４水面７.５４１４.２０５水田７.５３１４.１９９６滩涂２.２４４.２２３合计５３.０８１００２８５２.２㊀研究区土壤汞元素在不同土地利用方式下含量特征㊀㊀如表２ꎬ沙洋镇土壤汞元素平均值为０.０６ｍｇ/ｋｇꎬ变异系数为６９％ꎬ属于中等变异程度ꎮ从土壤汞元素统计直方图(图２)可以看出ꎬ其偏态分布较为明显ꎬ因此说明研究区土壤Ｈｇ分布不均匀ꎬ局部出现了不稳定的高值ꎬ可能受到人类活动的影响ꎮ表２㊀沙洋镇土壤汞元素特征值统计表Ｔａｂｌｅ２㊀ＳｔａｔｉｓｔｉｃａｌｔａｂｌｅｏｆｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｖａｌｕｅｓｏｆｍｅｒｃｕｒｙｅｌｅｍｅｎｔｓｉｎｓｏｉｌｏｆＳｈａｙａｎｇｔｏｗｎ重金属Ｎ均值均值标准误差极小值极大值标准差变异系数Ｈｇ２８５０.０６０.０００.０１０.３３０.０４０.６９㊀注:含量单位为ｍｇ/ｋｇꎮ图２㊀沙洋镇土壤汞元素统计直方图Ｆｉｇ ２㊀ＳｔａｔｉｓｔｉｃａｌｈｉｓｔｏｇｒａｍｏｆｓｏｉｌｍｅｒｃｕｒｙｉｎＳｈａｙａｎｇｔｏｗｎ３３增刊袁知洋等:江汉平原不同土地利用方式下土壤汞元素的含量特征 以沙洋镇为例由表３和图３可知ꎬ汞元素在水田均值含量最高ꎬ达到０.０７８ｍｇ/ｋｇꎬ其次是滩涂和建设用地ꎬ其均值是滩涂用地的１.０４倍ꎬ是建设用地的１.１３倍ꎬ是旱地的１.６６倍ꎬ是草地的１.８５倍ꎬ是水面的１.９６倍ꎬ是林地的２.０３倍ꎻ在研究区中城镇建设用地土壤出现了汞的最高含量值０.３２８ｍｇ/ｋｇꎬ其次是水田土壤汞的最高值为０.１７８ｍｇ/ｋｇꎬ土壤汞在不同土地利用方式下的均值含量排序为水田>滩涂>建设用地>旱地>草地>水面>林地ꎮ这与戴智慧等发现在贵州的矿区自然土壤汞含量特征相似[１１]ꎬ滩涂㊁水田等土壤汞含量较高ꎬ林业用地土壤汞含量较为安全ꎮ表３㊀不同土地利用方式下汞元素的统计特征Ｔａｂｌｅ３㊀Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｅｒｃｕｒｙｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌａｎｄｕｓｅｐａｔｔｅｒｎｓ土地利用方式元素Ｎ极小值极大值均值均值标准误差标准差变异系数草地Ｈｇ５０.０１７０.０８２０.０４２０.０１２０.０２８０.６７旱地Ｈｇ１２２０.０１６０.１７３０.０４７０.００２０.０２５０.５４建设用地Ｈｇ３３０.０２００.３２８０.０６９０.０１１０.０６６０.９６林地Ｈｇ１４０.０２２０.０６９０.０３９０.００４０.０１４０.３５水面Ｈｇ５０.０１１０.０８６０.０４００.０１３０.０２８０.７１水田Ｈｇ９６０.０１９０.１７８０.０７８０.００４０.０４３０.５５滩涂Ｈｇ３０.０３８０.０９４０.０７５０.０１８０.０３２０.４２图３㊀不同土地利用方式下汞元素的含量柱状图Ｆｉｇ ３㊀Ｈｉｓｔｏｇｒａｍｏｆｍｅｒｃｕｒｙｃｏｎｔｅｎｔｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌａｎｄｕｓｅｐａｔｔｅｒｎｓ如图４可知ꎬ汞元素在沙洋镇的东北角含量较为聚集ꎬ此处是沙洋县城区人口和建筑密集区ꎬ且这些建设用地毗邻有大量的水稻田ꎬ其土壤汞元素含量偏高ꎻ其次为沙洋镇的西北方向ꎬ为沙洋县目前已建成的开发区ꎻ土壤汞元素在沙洋镇的南部含量较少ꎬ此区域主要为旱地㊁灌溉沟渠和人工湖ꎮ３㊀结论与讨论(１)土壤汞元素在不同土地利用情况下土壤重金属元素含量特征差异显著ꎮ(２)汞元素在水田均值含量最高ꎬ达到０.０７８ｍｇ/ｋｇꎬ其次是滩涂和建设用地ꎬ其均值是滩涂用地的１.０４图４㊀不同土地利用方式下汞元素地球化学特征Ｆｉｇ ４㊀Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｅｒｃｕｒｙｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌａｎｄｕｓｅｐａｔｔｅｒｎｓ１.水田ꎻ２.旱地ꎻ３.滩涂ꎻ４.林地ꎻ５.草地ꎻ６.水面ꎻ７.建设用地ꎻ８.乡镇界线ꎻ９.村名及村界ꎻ１０.公路ꎻ１１.农村道路ꎻ１２.沟渠(线状)ꎮ倍ꎬ是建设用地的１.１３倍ꎬ是旱地的１.６６倍ꎬ是草地的１.８５倍ꎬ是水面的１.９６倍ꎬ是林地的２.０３倍ꎮ在研究区中城镇建设用地土壤出现了汞元素的最高值０.３２８ｍｇ/ｋｇꎬ但低于国家标准的风险值０.５ｍｇ/ｋｇ(ｐＨ在６.５~７.５)ꎬ其次是水田土壤的最高值０.１７８ｍｇ/ｋｇꎮ(３)林地和水面土地利用方式下土壤汞元素含量较少ꎮ综上所述ꎬ在沙洋城市建设用地中增加林木绿化ꎬ对发生汞增多的水田进行水域化改造ꎬ或许可以减少土壤汞过量风险ꎮ参考文献:[１]㊀高兰兰ꎬ傅成诚ꎬ冯新斌ꎬ等.贵州东部某燃煤电厂汞排放对周边环境空气及土壤的影响[Ｊ].中国环境监测ꎬ２０１８ꎬ３４(３):５１－５８. [２]㊀冯新斌ꎬ陈玖斌ꎬ付学吾ꎬ等.汞的环境地球化学研究进展[Ｊ].矿物岩石地球化学通报ꎬ２０１３ꎬ３２(５):５０３－５３０.[３]㊀冯新斌ꎬ仇广乐ꎬ王少锋ꎬ等.我国汞矿区人群的无机汞及甲基汞暴露途径与风险评估[Ｊ].地球化学ꎬ２０１３ꎬ４２(３):２０５－２１１. [４]㊀孟其义ꎬ钱晓莉ꎬ陈淼ꎬ等.稻田生态系统汞的生物地球化学研究进展[Ｊ].生态学杂志ꎬ２０１８ꎬ３７(５):１５５６－１５７３.[５]㊀杨艳芳ꎬ邵婷ꎬ吕梦宇ꎬ等.龙窝湖湿地不同土地利用方式土壤养分和重金属污染特征[Ｊ].生态学杂志ꎬ２０１４ꎬ３３(５):１３１２－１３１８. [６]㊀张仲胜ꎬ吕宪国ꎬ王起超ꎬ等.三江平原土地利用方式改变对湿地汞含量的影响[Ｊ].生态学杂志ꎬ２０１１ꎬ３０(５):９９８－１００３. [７]㊀李炜ꎬ周笑白ꎬ王斌ꎬ等.天津市不同土地利用方式下土壤重金属４３资源环境与工程㊀２０１９年㊀污染特征及评价[Ｊ].水土保持通报ꎬ２０１８ꎬ３８(６):２００－２０５.[８]㊀项剑桥ꎬ戴光忠ꎬ吴冬妹ꎬ等.湖北宣恩县土壤全量微量元素与有机碳和ｐＨ的关系分析:以晓关侗族乡为例[Ｊ].西南农业学报ꎬ２０１７ꎬ３０(８):１８４９－１８５３.[９]㊀郑杰.贵州草海流域不同土地利用方式土壤重金属㊁氮和磷的空间分布与生态风险评价[Ｄ].贵阳:贵州大学ꎬ２０１９.[１０]㊀贾中民ꎬ冯汉茹ꎬ鲍丽然ꎬ等.渝西北土壤重金属分布特征及其风险评价[Ｊ].西南大学学报(自然科学版)ꎬ２０１８ꎬ４０(７):１０６－１１４.[１１]㊀戴智慧ꎬ冯新斌ꎬ李平ꎬ等.贵州万山汞矿区自然土壤汞污染特征[Ｊ].生态学杂志ꎬ２０１１ꎬ３０(５):９０２－９０６.(责任编辑:于继红)ＣｏｎｔｅｎｔＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＭｅｒｃｕｒｙＥｌｅｍｅｎｔｓｉｎＳｏｉｌｕｎｄｅｒＤｉｆｆｅｒｅｎｔＬａｎｄＵｓｅＰａｔｔｅｒｎｓｉｎＪｉａｎｇｈａｎＰｌａｉｎＹｕａｎＺｈｉｙａｎｇ１ꎬ２ꎬＴａｎＷｅｎｚｈｕａｎ１ꎬＸｉａｎｇＪｉａｎｑｉａｏ１ꎬＹａｎｇＪｕｎ１ꎬＨｕａｎｇＢｉｎ１ꎬＰａｎＦｅｉ１ꎬＬｉＣｈｕｎｃｈｅｎｇ１ꎬＤｕａｎＢｉｈｕｉ１(１.ＨｕｂｅｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅꎬＷｕｈａｎꎬＨｕｂｅｉ㊀４３００３４ꎻ２.ＨｕｂｅｉＴｅｓｔＣｅｎｔｅｒｏｆＳｅｌｅｎｉｕｍＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＥｆｆｅｃｔꎬＷｕｈａｎꎬＨｕｂｅｉ㊀４３００３４)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＳｈａｙａｎｇＴｏｗｎｉｓｌｏｃａｔｅｄｉｎｔｈｅｓｏｕｔｈｏｆｔｈｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎａｒｅａｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔｐｈａｓｅｏｆＳｈａｙａｎｇＧｏｌｄｅｎＬａｎｄＰｒｏｊｅｃｔꎬａｎｄｔｈｅｌａｎｄｕｓｅｐａｔｔｅｒｎｉｓｔｈｅｍｏｓｔａｂｕｎｄａｎｔａｍｏｎｇｔｈｅｔｈｒｅｅｔｏｗｎｓｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｊｅｃｔａｒｅａ.Ｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｔｈｉｓｓｔｕｄｙｗａｓｔｏｄｉｓｃｏｖｅｒｔｈｅａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｏｉｌｍｅｒｃｕｒｙｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌａｎｄｕｓｅｐａｔｔｅｒｎｓａｎｄｔｏｒｅｖｅａｌｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｓｏｉｌｍｅｒｃｕｒｙｔｏｌａｎｄｕｓｅｉｎａｓｍａｌｌｓｃａｌｅ.Ｓｅｖｅｎｍａｉｎｌａｎｄｕｓｅｔｙｐｅｓｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａ:ｐａｄｄｙｆｉｅｌｄꎬｄｒｙｌａｎｄꎬｂｅａｃｈꎬｗｏｏｄｌａｎｄꎬｇｒａｓｓｌａｎｄꎬｗａｔｅｒｓｕｒｆａｃｅａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｌａｎｄ.ＴｈｅｍｅｒｃｕｒｙｍｅｔａｌｄａｔａｏｆｓｏｉｌｓａｍｐｌｅｓｕｎｄｅｒｓｅｖｅｎｌａｎｄｕｓｅｔｙｐｅｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｍａｐｐｅｄｂｙｓｐａｔｉａｌＫｒｉｇｉｎｇｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈｅｒｅａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｉｎｍｅｒｃｕｒｙｃｏｎｔｅｎｔｉｎｓｏｉｌｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌａｎｄｕｓｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ.Ｓｅｃｏｎｄｌｙꎬｔｈｅａｖｅｒａｇｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｍｅｒｃｕｒｙｉｎｐａｄｄｙｓｏｉｌｉｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔꎬｒｅａｃ￣ｈｉｎｇ０.０７８ｍｇ/ｋｇꎬｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙｂｅａｃｈａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｌａｎｄꎬｗｈｉｃｈｉｓ１.０４ｔｉｍｅｓｏｆｂｅａｃｈｌａｎｄꎬ１.１３ｔｉｍｅｓｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｌａｎｄꎬ１.６６ｔｉｍｅｓｏｆｄｒｙｌａｎｄꎬ１.８５ｔｉｍｅｓｏｆｇｒａｓｓｌａｎｄｓｏｉｌꎬ１.９６ｔｉｍｅｓｏｆｗａｔｅｒａｒｅａｓｏｉｌａｎｄ２.０３ｔｉｍｅｓｏｆｆｏｒｅｓｔｌａｎｄｓｏｉｌ.Ｔｈｉｒｄ￣ｌｙꎬｓｏｉｌｍｅｒｃｕｒｙａｐｐｅａｒｅｄｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｖａｌｕｅｉｎｕｒｂａｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｌａｎｄꎬｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙｐａｄｄｙｆｉｅｌｄ.Ｐａｄｄｙｆｉｅｌｄａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｌａｎｄｓｈｏｕｌｄｂｅｐａｉｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｔｏｉｎｆｕｔｕｒｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｓｏｉｌｍｅｒｃｕｒｙ.Ｔｈｅｍｅｒｃｕｒｙｃｏｎｔｅｎｔｏｆｓｏｉｌｕｎｄｅｒｆｏｒｅｓｔｌａｎｄａｎｄｓｕｒｆａｃｅｌａｎｄｕｓｅｉｓｌｅｓｓ.Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅꎬｆｏｒｅｓｔｇｒｅｅｎｃａｎｂｅｕｓｅｄｉｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｌａｎｄｉｎｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｓｏｉｌｍｅｒｃｕｒｙａｎｄｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓ.Ｔｈｅｒｉｓｋｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｎｓｏｉｌｃａｎｂｅｒｅｄｕｃｅｄｂｙｗａｔｅｒｗａｓｈｉｎｇａｎｄｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｐａｄｄｙｆｉｅｌｄｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｌａｎｄｕｓｅｐａｔｔｅｒｎꎻｓｏｉｌꎻｍｅｒｃｕｒｙｅｌｅｍｅｎｔꎻＳｈａｙａｎｇｃｏｕｎｔｙ(上接第３１页)ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｅｌｅｎｉｕｍＭｉｇｒａｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＦａｃｔｏｒｓｉｎＳｏｉｌ￣ＲｉｃｅｉｎＪｉａｎｇｈａｎＰｌａｉｎＨｕａｎｇＢｉｎ１ꎬ２ꎬＸｉａｎｇＪｉａｎｑｉａｏ１ꎬＹａｎｇＪｕｎ１ꎬＹｕａｎＺｈｉｙａｎｇ１ꎬＹａｎＪｉａｌｉ１ꎬＬｉＣｈｕｎｃｈｅｎｇ１ꎬＸｉａＷｅｉ１(１.ＨｕｂｅｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅꎬＷｕｈａｎꎬＨｕｂｅｉ㊀４３００３４ꎻ２.ＨｕｂｅｉＴｅｓｔＣｅｎｔｅｒＳｅｌｅｎｉｕｍＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＥｆｆｅｃｔꎬＷｕｈａｎꎬＨｕｂｅｉ㊀４３００３４)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｓｕｒｖｅｙｏｆｒｉｃｅｐｌａｎｔｉｎｇａｒｅａｉｎＳｈａｙａｎｇＣｏｕｎｔｙꎬｉｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅａｖｅｒａｇｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｏｔａｌｓｅｌｅｎｉｕｍａｎｄａｖａｉｌａｂｌｅｓｅｌｅｎｉｕｍｉｓ０.２８ｍｇ/ｋｇꎬ６.３８μｇ/ｋｇꎬａｎｄｔｈｅａｖｅｒａｇｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｉｓ２１.７９ｇ/ｋｇ.ＴｈｅａｖｅｒａｇｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆＣＥＣｉｓ１８.７８ｃｍｏｌ/ｋｇ.Ｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒａｎｄａｖａｉｌａｂｌｅｓｅｌｅｎｉｕｍａｒｅｉｎｖｅｒｓｅｌｙｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｔｏａｃｅｒｔａｉｎｅｘｔｅｎｔ.ＳｏｉｌｐＨｉｓｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈａｖａｉｌａｂｌｅｓｅｌｅｎｉｕｍꎬａｎｄＣＥＣｉｓｉｎｖｅｒｓｅｌｙｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｔｏａｖａｉｌａｂｌｅｓｅ￣ｌｅｎｉｕｍ.Ａｖａｉｌａｂｌｅｓｅｌｅｎｉｕｍｉｎｓｏｉｌｉｎｃｒｅａｓｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎａｌｋａｌｉｎｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ.ＳｏｉｌＡｖａｉｌａｂｌｅＳｅｌｅｎｉｕｍａｎｄｔｏｔａｌｓｅｌｅ￣ｎｉｕｍｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｅｌｅｎｉｕｍｃｏｎｔｅｎｔｏｆｒｉｃｅｇｒａｉｎꎬｂｕｔｔｈｅｓｏｉｌａｖａｉｌａｂｌｅｓｅｌｅｎｉｕｍＣｏｎｔｅｎｔｉｎＳｈａｙａｎｇａｒｅａｉｓｌｏｗꎬａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｓｅｌｅｎｉｕｍｃｏｎｔｅｎｔｏｆｒｉｃｅｇｒａｉｎｉｓｎｏｔａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｓｔｈａｔｏｆｓｏｉｌｔｏｔａｌｓｅｌｅｎｉｕｍ.ＳｏｉｎＪｉａｎｇｈａｎＰｌａｉｎꎬｔｈｅｍａｉｎｗａｙｓｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅａｖａｉｌａｂｌｅｓｅｌｅｎｉｕｍｃｏｎｔｅｎｔｉｎｓｏｉｌａｒｅｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒꎬｉｎｃｒｅａｓｅｓｏｉｌａｌｋａｌｉｎｉｔｙꎬｄｅｃｒｅａｓｅｓｏｉｌｃａｔｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｃａｐａｃｉｔｙꎬａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｓｅｌｅｎｉｕｍ￣ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｒｉｃｅｇｒａｉｎ.Ｔｈｅａ￣ｃｉｄｉｔｙａｎｄａｌｋａｌｉｎｉｔｙｏｆｓｏｉｌｓｈｏｕｌｄｂｅｎｅｕｔｒａｌａｎｄａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅꎬａｎｄｔｈｅｅｘｃｅｓｓｉｖｅａｃｉｄｉｔｙａｎｄｅｘｃｅｓｓｉｖｅａｌｋａｌｉｎｉｔｙｗｉｌｌｍａｋｅｔｈｅｓｅｌｅｎｉｕｍ￣ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｒｉｃｅｆｌｕｃｔｕａｔｅｕｎｓｔｅａｄｉｌｙ.Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｏｔａｌｓｅｌｅｎｉｕｍｉｎｓｏｉｌｉｓｍｏｒｅｂｅｎｅｆｉｃｉａｌｔｏｅｎｒｉｃ￣ｈｉｎｇｓｅｌｅｎｉｕｍｉｎｃｒｏｐｓｔｈａｎｉｍｐｒｏｖｉｎｇａｖａｉｌａｂｌｅｓｅｌｅｎｉｕｍｉｎｓｏｉｌ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｌａｎｄｕｓｅｐａｔｔｅｒｎꎻｓｏｉｌꎻｒｉｃｅꎻｓｅｌｅｎｉｕｍｅｌｅｍｅｎｔꎻＳｈａｙａｎｇｃｏｕｎｔｙ５３增刊袁知洋等:江汉平原不同土地利用方式下土壤汞元素的含量特征 以沙洋镇为例。
茅尾海红树林湿地植物对重金属的累积特征
分别对植物样品 （ １ ２ ０℃ ／ ５ｍ ｉ ｎ —１ ５ ０℃ ／ ３ｍ ｉ ｎ — １ ８ ０℃ ／ ２ ０ｍ ｉ ｎ ） 和沉积物 样 品 （ １ ２ ０℃ ／ ５ｍ ｉ ｎ —
。长期以来，由于沿海经济的
日益发展，河口海岸的污染日益加重，大量有关
２ － ７ ］ 红树林湿地的研究相继展开 ［ 。红树植物体内
１ 材料与方法
研究区域位于广西钦州市茅尾海红树林自治 区级自然保护区 （ １ ０ ８ ° ２ ８ ′ ３ ３ ″ —１ ０ ８ ° ５ ５ ′ ５ ３ ″ Ｅ 、２ １ ° 鷚 ３种植物为研究对象，采集植物并将每株植株 分成根、茎、叶等不同部位。采样点如图 １所示 植物样品先用自来水清洗干净， 再用去离子水 冲洗，风干研磨后装袋密封备用。沉积物自然风干 ０ ０ 目（ 采用 Ｍ Ａ Ｒ Ｓ ５ 研磨过１
红树林是分布于热带、亚热带河口潮间带的 重要植被类型。研究表明，红树林对多种污染物 都有一定的抗性和耐受力，且红树林植物和林下 土壤都有吸收各种污染物的能力，从而对水体有 一定的净化作用
［ １ ］
的桐花树、秋茄和老鼠 鷚 为研究对象，选取植物 ｕ 、 不同 部 位 （ 根、茎、叶） ，分 析 其 中 重 金 属 Ｃ Ｚ ｎ 、Ｃ ｒ 、Ｎ ｉ 、Ｐ ｂ 、Ｃ ｄ 、Ｈ ｇ 、Ａ ｓ 的含量，探讨不同 红树林湿地植物各部位对重金属吸附能力的差异， 比较不同植物各部位对重金属元素的累积差异。
第３ ５卷 第 １期 ２ ０ １ ５年 ２月
桂 林 理 工 大 学 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｇ ｕ ｉ ｌ ｉ ｎＵ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖ ｏ ｌ ３ ５Ｎ ｏ １ Ｆ ｅ ｂ ２ ０ １ ５
不同土壤生境斑茅根系下土壤动物多样性
不同土壤生境斑茅根系下土壤动物多样性黄红英;徐剑;黄志宏;白音;张伟群;安超华;王晓维;李婷【摘要】For evaluation of reclamation potential of Saccharum arundinaceum Retz. grown under heavy metal contaminated soils, the field investigation was conducted in Shaoguan mine areas in June 2011 with four indicators including heavy metals concentrations in soil and in S. arundinaceum, soil animal community structure, and soil pH. The sampling plots were located at Xinwenwu Village (XwV) and Jianwu Village (JwV) (respectively corresponding to the currently in production of copper ore and lead-zinc mine near), Xiatang Village (XtV) (near to tungsten mine, shutdown 25 years ago), and Tongziping Village (TzV) (with no mine pollution in the vicinity). The results show that a) pH value of sampling plots was ranked as XwV (3.84) < XtV (5.74 to 6.07) < TzV (7.23) < JwV (7.24); b) Integrated Pollution Index (IPI) was ranked as 31.54 (JwV) > 25.01 to 27.01 (XtV) > 7.33 (XwV) > 1.12 (TzV); c) enrichment factor of S. arundinaceum was ranked as 6.16 for XwV > 4.71 for TzV > 0.77 to 2.50 for XtV > 0.29 for JwV; d) soil animal biodiversity index for these plots was ranked as TzV > XtV > JwV > XwV, which was based on Shannon-Wiener Diversity Indices (H) and Simpson Dominance Indices (C), and TzV > XwV > JwV > XtV which was based on Pielou Uniformity Indices (E); and e) Jaccard Similarity Index (JSI) was 71.43% for plots from XwV contaminated with copper iron mine and JwV contaminated with lead-zine waste mine, and 60% for plots from XtV adjacent to tungsten mine cut-off 25 years and TzVwithout mine pollution in the vicinity, respectively. And these two types of plots were with different degrees of contamination. So JSI of these two types of plots varied from 25% to 30%, to be moderate degree of non-similarity. These results indicate that there was difference in the community structure of soil fauna in the S. arundinaceum community grown at different soil habitats with different degree of contamination, and diversity index was decreasing with increasing degree of pollution. These factors were the dominant factor in the decline of soil animal diversity including ISI, strong soil acidic, and continued pollution of irrigation water. At the same time, the heavy metal enrichment capacity of S. arundinaceum had little effect on the soil animal community structure diversity.%为评价斑茅对重金属污染土壤的复垦潜力,2011年6月分别对韶关矿区新温屋村和简屋村(分别对应于正在生产中的铜铁矿和铅锌矿附近)、下塘村(位于停产25年的钨矿附近)和无矿场污染的桐子坪村这4个样地的斑茅Saccharum arundinaceum进行土壤pH、土壤重金属、斑茅重金属及根系下土壤动物群落结构调查分析.研究结果如下:土壤pH从小到大的排序是:新温屋村(3.84)＜下塘村(5.74～6.07)＜桐子坪村(7.23)＜简屋村(7.24)；综合污染指数结果是:简屋村(31.54)＞下塘村(25.01～27.01)＞新温屋村(7.33)＞桐子坪村(1.12)；斑茅对Cu 富集系数结果是:新温屋村(6.16)＞桐子坪村(4.71)＞下塘村(0.77～2.50)＞简屋村(0.29)；土壤动物群落多样性结果是:Shannon-Wiener多样性指数(H)和Simpson优势度指数(C):桐子坪村＞下塘村＞简屋村＞新温屋村；Pielou均匀性指数(E):桐子坪村＞新温屋村＞简屋村＞下塘村；Jaccard相似性指数结果:地处污染源附近的铜铁矿污染的新温屋村与铅锌尾矿污染的简屋村的相似数指数为71.43％,而停产钨矿的下塘村和无矿场的桐子坪村相似数指数为60％,且二类样地间两两相似性指数均达到中等程度不相似,其值在25％和30％之间.本研究表明,斑茅根系下土壤动物的群落结构及多样性受矿区污染的影响明显,多样性指数随污染程度加重而递减；土壤综合污染严重、土壤强酸性和灌溉水的持续污染是造成土壤动物多样性下降的主要因素；斑茅对重金属的富集能力的大小与其根系下土壤动物群落结构多样性关系不大.【期刊名称】《中南林业科技大学学报》【年(卷),期】2012(032)011【总页数】6页(P79-84)【关键词】斑茅;根系;重金属污染;土壤动物群落结构;土壤动物多样性【作者】黄红英;徐剑;黄志宏;白音;张伟群;安超华;王晓维;李婷【作者单位】韶关学院英东生命科学学院,广东韶关 512005;韶关学院英东生命科学学院,广东韶关 512005;中南林业科技大学生命科学与技术学院,湖南长沙,410004;韶关学院英东生命科学学院,广东韶关 512005;韶关市农业科学研究所,广东韶关 512029;韶关学院英东生命科学学院,广东韶关 512005;韶关学院英东生命科学学院,广东韶关 512005;韶关学院英东生命科学学院,广东韶关 512005【正文语种】中文【中图分类】S718.69;Q958.1广东韶关蕴含丰富的矿产资源，是我国重要的矿产基地。
不同土层土壤酶活性对重金属汞和镉胁迫的响应
收稿日期：2009-04-08基金项目：天津市科委科技攻关重大课题（06YFGZNC06700）;中央级公益性科研所基本科研业务类专项（2009-ZJN-11）作者简介：卢显芝（1961—），女，辽宁朝阳人，副教授，主要从事生物技术的教学与研究工作。
E-mail ：:nxylxz@ 通讯作者：刘惠芬E-mail:liuhuifen@摘要：通过室内模拟重金属污染土壤，研究了不同浓度Hg 、Cd 单一胁迫及Hg+Cd 复合胁迫对不同土层（0~20cm 和20~40cm ）土壤脲酶、过氧化氢酶和转化酶活性的影响。
结果表明，不同土壤酶对Hg 和Cd 胁迫的响应并不一致，Hg 对土壤脲酶和转化酶的影响较大，Cd 对过氧化氢酶的作用更显著。
转化酶对Hg 、Cd 胁迫的响应因处理浓度不同而表现为抑制或激活作用。
相关分析显示，脲酶活性可作为土壤Hg 及Hg+Cd 污染程度的生化监测指标；而过氧化氢酶活性可以作为Cd 污染的指标。
同一重金属浓度胁迫下，0~20cm 土层的土壤酶活性明显高于20~40cm 土层的土壤酶活性。
Hg 、Cd 胁迫对0~20cm 土壤脲酶和过氧化氢酶的抑制作用小于20~40cm 相应土壤酶活性，高浓度Hg 和低浓度Cd 对0~20cm 土壤转化酶表现为抑制作用，而对20~40cm 土壤转化酶却表现为激活作用。
关键词：汞；镉；土壤酶活性；不同土层土壤中图分类号：X53文献标志码：A 文章编号：1672-2043(2009)09-1844-05Responses of Soil Enzyme Activities in Different Soil Layers to Single and Combined Stress of Hg and CdLU Xian-zhi 1,JIN Jian-hua 2,HAO Jian-chao 1,GAO Da-xiang 1,ZHANG Li-nan 1,LIU Hui-fen 1,ZHAO Jian-ning 3(1.Department of Agronomy,Tianjin Agricultural University,Tianjin 300384,China;2.Department of Hydraulic Engineering,Tianjin Agri －cultural University,Tianjin 300384,China;3.Institute of Agro-Environmental Protection,Ministry of Agriculture,Tianjin 300191,China)Abstract ：The single and combined effects of two heavy metals(Hg,Cd)applied to 0~20cm and 20~40cm soil samples on activities of soil urease,catalase and invertase were studied.The concentrations of Hg 2+,Cd 2+and Hg+Cd were 0,0.3125,0.625,1.25,2.50mg ·kg -1,0,25,62.5,125.0,187.5mg ·kg -1,0,25.3125,63.125,126.25,190.0mg ·kg -1,respectively.The three enzymes responded differently to Hg and/or Cd stress,the activity of soil urease was significantly inhibited under Hg stress,Cd showed obvious inhibitory effect on the catalase,while the change of invertase activity varied with the concentration of Hg and/or Cd.The correlation analysis demonstrated that urease activity may be used as a biochemical indicator for monitoring Hg pollution and compound pollution of Cd and Hg,and soil catalase activity may be used as a biochemical indicator for monitoring Cd pollution.Under the same concentration of heavy metals,the soil enzyme activity in 0~20cm soil layer was significantly higher than that in the 20~40cm soil layer.The inhibition effects of Hg,Cd on soil urease and catalase in 0~20cm were lighter than those in 20~40cm,which related to the higher organic content in 0~20cm soil;while,high concentration of Hg and low concentration of Cd could inhibit the invertase activity in 0~20cm soil but stimulate that in 20~40cm soil.Keywords :mercury;cadmium;soil enzyme activity;different soil layers农业环境科学学报2009,28(9):1844-1848Journal of Agro-Environment Science土壤酶作为土壤的有机成分，驱动着土壤的代谢过程，参与土壤的发生与发育、土壤肥力的形成和净化等，其活性受到土壤pH 、土壤有机质、土壤养分及微生物种类等因素的影响。
不同来源重金属污染土壤中重金属的释放行为
Release Behaviors of Heavy Metals from Polluted Soils with Heavy Metals of Different Sources 作者： 王丽平[1];章明奎[1]
作者机构： [1]浙江大学环境与资源学院资源科学系,浙江杭州310029
出版物刊名： 环境科学研究
页码： 134-138页
主题词： 重金属;释放;外源;内源
摘要：根据重金属来源的不同把重金属污染土壤分为2类：外源重金属污染土壤和内源重金属污染土壤,后者重金属来自成土母质.2类污染土壤中的重金属在不同颗粒中的分布有很大差异：外源重金属污染土壤的重金属主要分布于细颗粒中,重金属具有明显的向细颗粒富集的特点;而内源重金属污染土壤的重金属颗粒分异特征相对不明显.提取试验表明,内源重金属污染土壤中重金属主要以残余态形式存在,较为稳定,释放较缓慢,内源重金属污染土壤颗粒磨细程度对土壤重金属释放的影响明显高于外源重金属污染土壤.pH对外源和内源重金属污染土壤中重金属的溶出均有较大影响.连续淋溶试验表明,外源重金属污染土壤释放重金属的强度虽然较高,但其释放持续时间较短;而内源重金属污染土壤释放重金属的强度较低,但其持续时间较长.。
土壤重金属污染评价指标的研究进展
Cu 100 100 100 100
140
280
80
3
125 ( HCl)
100 80～280 100
( EDTA) ( EDTA)
(有效态)
Pb 100 100 100 60
550
550
90 背景值加 0101 (水) 50～300 50 - 550 100
20
Cr 100 150 50 120
600
(浙江大学环境与资源学院 , 浙江 杭州 310029)
摘 要 : 土壤重金属污染评价指标主要有 : 土壤重金属总含量 , 有效含量 , 土壤酶活性以及植物 中毒临界含量等 。由于受重金属污染的土壤中往往伴有多种重金属元素及元素之间的交互作用 , 使得临界值的确定更为复杂 , 目前评价土壤重金属复合污染的方法主要是综合指数法 。 关键词 : 重金属 ; 污染 ; 评价指标 ; 土壤 中图分类号 : X 825 文献标识码 : A
不同来源重金属污染土壤中重金属的释放行为
不同来源重金属污染土壤中重金属的释放行为王丽平,章明奎3浙江大学环境与资源学院资源科学系,浙江杭州 310029摘要:根据重金属来源的不同把重金属污染土壤分为2类:外源重金属污染土壤和内源重金属污染土壤,后者重金属来自成土母质.2类污染土壤中的重金属在不同颗粒中的分布有很大差异:外源重金属污染土壤的重金属主要分布于细颗粒中,重金属具有明显的向细颗粒富集的特点;而内源重金属污染土壤的重金属颗粒分异特征相对不明显.提取试验表明,内源重金属污染土壤中重金属主要以残余态形式存在,较为稳定,释放较缓慢,内源重金属污染土壤颗粒磨细程度对土壤重金属释放的影响明显高于外源重金属污染土壤.pH 对外源和内源重金属污染土壤中重金属的溶出均有较大影响.连续淋溶试验表明,外源重金属污染土壤释放重金属的强度虽然较高,但其释放持续时间较短;而内源重金属污染土壤释放重金属的强度较低,但其持续时间较长.关键词:重金属;释放;外源;内源中图分类号:X 825 文献标识码:A 文章编号:1001-6929(2007)04-0134-05Relea se Behaviors of Heavy Metals from Polluted Soils with Heavy Metals of Different Source sW ANGLi 2ping ,ZH ANG Ming 2kuiDepartment of Natural Res ource Science ,C ollege of Natural Res ource and Environmental Sciences ,Zhejiang University ,Hangzhou 310029,ChinaAbstract :The s oils contaminated with heavy metals could be classified into tw o groups :interior s ource heavy metal 2polluted s oils and exterior s ource heavy metal 2polluted s oils.Heavy metals in interior s ource 2polluted s oils were inherited from parent materials of the s oils.The results showed that there were very different distribution patterns of heavy metals in various sizes of particles between these tw o groups of s oils.Heavy metals in the exterior s ource 2polluted s oils were significantly enriched in fine particles ,whereas the enrichment was small for the interior s ource 2polluted s oils.The heavy metals in interior s ource 2polluted s oils were mainly presented in residual form that was stable in normal conditions.The releases of the heavy metals in the interior s ource 2polluted s oils were much slower than those of exterior s ource 2polluted s oils.The increased release of heavy metals with decreasing size of ground s oils were m ore significant in the interior s ource 2polluted s oils than the exterior s ource 2polluted s oils.pH had great in fluence on release of heavy metals from both groups of the s oils.Sequential leaching experiments indicated that release intensity of heavy metals was higher in the exterior s ource 2polluted s oils than the interior s ource 2polluted s oils.H owever ,the release intensity declined m ore rapidly in the exterior s ource 2polluted s oils than the interior s ource 2polluted s oils.K ey w ords :heavy metals ;release ;exterior s ource ;interior s ource收稿日期:2006-11-06 修订日期:2006-12-25基金项目:国家重点基础研究发展计划(973)项目(2005C B121104);浙江省自然科学基金资助项目(R306011)作者简介:王丽平(1984-),女,山东滨州人,硕士研究生,lipingwang @.3责任作者,mkzhang @ 土壤重金属污染不仅造成食物链中毒,对农产品质量构成明显的威胁,还可加重重金属的流失,引起地表水和地下水的污染[123].研究表明,土壤重金属对生态环境的影响与土壤重金属积累程度和化学形态有关[425],因此了解土壤中重金属的分布特征对分析重金属的危害性有重要的意义[1].土壤中的重金属按来源可分为2类:①母质风化后残留的(内源);②人为活动通过各种污染途径积累的(外源).由于这2类土壤重金属来源和积累过程的差异,重金属在这2类土壤中的分布及有效性应有所不同.以往的研究较多地关注土壤中积累重金属的总量和形态[426],而对不同重金属来源是否会影响土壤重金属的形态和有效性了解较少.为此,笔者比较了不同来源重金属污染土壤的重金属释放行为.第20卷 第4期环 境 科 学 研 究Research of Environmental Sciences V ol.20,N o.4,20071 材料与方法共选取4种土样(S1,S2,S3和S4):S1和S2采自浙东某矿区,S1为新鲜土状矿渣,S2为已风化的土状矿渣.S3和S4为外源重金属污染的土壤,S3采自某工厂附近,S4采自离S3不远处,为通过人为外加重金属培养形成的,其土壤类型与S3相同,属红壤土类黄红壤亚类,其土壤性质与S3接近.采样深度为0～10cm.未经处理时S4重金属污染较轻,w (Cu ),w (Zn ),w (Pb )和w (Cd )分别为43,39,718和0112mg Πkg ,加入重金属培养6个月后,S4中这4种重金属含量与S3接近.采集和培养的样品经室内风干、混匀,全部磨细过10目(<2mm )筛后,取50g 样品共4份,分别进一步磨细过18目(<1mm ),60目(<0125mm ),100目(<01152mm )和200目(<01066mm )筛,每组样品分为3个部分以进行下面的研究:①土壤磨细程度对土壤重金属释放的影响,重金属总量、化学形态及土壤化学性质分析;②颗粒分析和粒级分组;③淋洗试验.土壤pH ,有机质,CEC 和颗粒组成用常规方法测定[7].土样经超声波分散后,用土筛和沉降相结合的方法进行粒级分组.全土壤和各粒组中Cu ,Zn ,Cd ,Pb 分析采用H NO 3-HClO 4-HF 三酸消化[8],用石墨炉-原子吸收光谱法测定.土壤重金属元素(Cu ,Zn ,Cd 和Pb )分级采用Amacher 的程序[9],共分为水溶态、交换态、碳酸盐结合态、氧化物结合态、有机质结合态和残余态6种组分,依次用去离子水,0101m ol ΠL 的Mg (NO 3)2,1m ol ΠL 的NaOAc (pH 为5),012m ol ΠL 的草酸铵+012m ol ΠL 的草酸+011m ol ΠL 的抗坏血酸(pH 为313)和30%H 2O 2(pH 为2)提取水溶态、交换态、碳酸盐结合态、氧化物结合态、有机结合态Cu ,Zn ,Cd 和Pb.残余态元素含量用全量与以上5种可提取态总和的差值计算.提取物中Cu ,Zn ,Cd 和Pb 含量用石墨炉-原子吸收法测定,重复2次.6种组分的生物有效性为水溶态>交换态>碳酸盐结合态>氧化物结合态、有机质结合态>残余态[9].淋洗试验在直径5cm ,高10cm 的玻璃淋洗管中进行.每个淋洗管装入5cm 高的土壤,容重约为1127mg Πm 3,接近田间状况,每管装土量约125g ,设3个重复.采用去离子水(pH 为7)进行模拟淋洗.淋洗试验共进行17d ,每4d 淋洗1次,共5次,每次用98m L 左右去离子水淋洗.淋洗试验开始时,把淋洗管下端浸于盛放去离子水的培养皿上,使水分通过毛细管进入土壤并接近饱和,然后悬放在室温下培养2d.淋洗时淋洗管放置500m L 高型烧杯,收集淋出液.淋出液过0145μm 滤纸后,用石墨炉-原子吸收法测定Cu ,Zn ,Cd 和Pb 含量.采用3种提取剂研究土壤磨细程度对土壤中有效态重金属提取量的影响.3种提取剂分别为0101m ol ΠL 的CaCl 2,1m ol ΠL 的NH 4OAc 和Mehlich Ⅲ(012m ol ΠL 的CH 3C OOH +0125m ol ΠL 的NH 4NO 3+01015m ol ΠL 的NH 4F +01013m ol ΠL 的H NO 3+01001m ol ΠL 的E DT A ,pH 为210)[10],提取方法见文献[10].提取液经离心分离和过滤后用石墨炉-原子吸收光谱法测定重金属.另外,为了了解酸度对土壤重金属释放的影响,进行了不同pH (310,510和710)对重金属的溶提量影响试验:称取2100g 过60目(<0125mm )土样3份,至150m L 锥形瓶中,各加入45m L 去离子水,分别用稀酸或稀碱初调pH 为3,5和7左右,加盖后25°C 下在旋转振荡机上慢速(35r Πmin )振荡8h ,再用稀酸或稀碱细调pH 至310,510和710,并补加去离子水,使液体总体积为50m L ,再振荡16h ,悬液经离心过滤,用原子吸收光谱法测定重金属含量.2 结果与讨论2.1 重金属在各粒级土壤中的分布由表1可见,供试土壤的pH 较为接近,为611～616;CEC ,有机碳及游离Fe 含量都是外源重金属污染土壤(S3,S4)高于内源重金属污染土壤(S1,S2);粒级组成有较大差异,S3,S4的粘粒(粒径<01002mm )和粉砂(粒径为01002～01020mm )含量明显高于S1,S2,而砾石(粒径>21000mm ),粗砂(粒径为01250～21000mm )和细砂(粒径为01020～01250mm )含量却相反.表1 土壤基本性质T able 1 Basic properties of the s oils 土壤性质S1S2S3S4w (砾石)Π(g ・kg -1)4872398779w (粗砂)Π(g ・kg -1)143302174156w (细砂)Π(g ・kg -1)190165148170w (粉砂)Π(g ・kg -1)124178366357w (粘粒)Π(g ・kg -1)56116225238pH613611615616w (有机碳)Π(g ・kg -1)817131216171713CEC Π(cm ol ・kg -1)5165614881438117w (游离Fe )Π(g ・kg -1)412771241214613144w (CaCO 3)Π(g ・kg -1)531第4期王丽平等:不同来源重金属污染土壤中重金属的释放行为 表2为从4种土样分离得到的5个粒级中4种重金属的分布情况.总的来看,粘粒中重金属含量均高于其他粒级,但内源重金属污染土壤(S1,S2)与外源重金属污染土壤(S3,S4)各粒级的重金属分布有很大的差异.在外源重金属污染土壤中,各粒级中重金属含量随粒径减小呈明显的指数增加,4种重金属在粗土壤颗粒中含量均较低,而重金属在细颗粒中的富集非常明显.在内源重金属污染土壤中,粗颗粒与细颗粒中的重金属含量差异相对较小,且粗颗粒中的重金属含量也很高.这种差异显然与重金属起源有关,对于内源重金属污染土壤,由于重金属主要存在于原生矿物中,所以重金属在各粒级中的分布主要取决于土壤中原生矿物的分布.由于矿区土壤形成时间较短,原生矿物在各粒级中的分布相对较均匀,所以重金属在各粒级中的分布也较为接近.但由于风化及部分可溶性物质的淋失,粘粒中重金属已相对富集,高于其他颗粒.而对于外源重金属污染土壤,在重金属污染土壤过程中,重金属被优先吸附和固定在比表面积较高、对重金属吸附能力较大的土壤组分中,这些组分主要为氧化物、粘粒矿物和腐殖质,主要分布在细颗粒中,所以重金属也呈明显的向细颗粒富集的特征.表2 各粒级土壤中的重金属含量T able2 C oncentrations of selected heavy metals in different sizeparticles separated from the s oils mgΠkg 土样粒径Πmm w(Pb)w(Zn)w(Cu)w(Cd)>210004284635446127 01250～210004444324736144 S101020～012504223974655134 01002～010204574876465195<010024795047137143>210004134413754185 01250～210004163763294139 S201020～012504013424133199 01002～010204794524375113<010025355635697169>210001329120117 01250～210002135250156 S301020～0125087142531143 01002～010204635492645132<01002879147763715167>210001124140114 01250～210001839230143 S401020～01250109133611131 01002～010203866832386154<010029471367704131472.2 土壤重金属的化学形态研究土壤的重金属形态主要以残余态为主,其次为有机质结合态和氧化物结合态,而水溶性和交换态重金属所占比例均较低(见表3).水溶性和交 表3 土壤各重金属含量和形态T able3 T otal concentration and chemical forms of heavy metals in the s oils重金属形态S1S2S3S4Cu 所占比例Π%水溶性010620104301160132交换态0154017321434127碳酸盐结合态3111217641175132有机质结合态8187111132513529172氧化物结合态612591232011424131残余态81117761114717536106 wΠ(mg・kg-1)447452432437Zn 所占比例Π%水溶性0143013911322114交换态2114310851176132碳酸盐结合态2176315541536115有机质结合态614581741715624162氧化物结合态8179131242214727141残余态79143711004819533136 wΠ(mg・kg-1)461432574613Pb 所占比例Π%水溶性01014010100107901117交换态0136014311032134碳酸盐结合态2134119631654113有机质结合态316651231711423163氧化物结合态7118131462314628131残余态86145781915416441147 wΠ(mg・kg-1)549422268282Cd 所占比例Π%水溶性0128013211042133交换态1164211871679102碳酸盐结合态3141412851766143有机质结合态9139111741314318176氧化物结合态12143151462513229163残余态72185661024617833183 wΠ(mg kg-1)6147513251996115631环 境 科 学 研 究第20卷换态重金属所占比例一般是Zn和Cd高于Cu和Pb,说明Zn和Cd的释放潜力相对较大.不同土壤之间重金属的化学形态有明显的差异,内源重金属污染土壤(S1,S2)中残余态重金属的比例明显高于外源重金属污染土壤(S3,S4),而其他重金属形态所占比例都是外源重金属污染土壤(S3,S4)高于内源重金属污染土壤(S1,S2).这表明内源重金属污染土壤中重金属主要与铝硅酸盐结合,稳定性较强,不易释放;而外源重金属污染土壤中重金属的活性较高,易释放进入周围环境.内源重金属污染土壤主要以残余态为主、外源重金属污染土壤有较高比例的重金属与有机质及氧化物结合,也证明了以上外源重金属污染土壤与内源重金属污染土壤之间重金属在土壤各粒级的分布情况的差异,即内源重金属污染土壤重金属由于主要存在于铝硅酸盐矿物中,重金属在各粒级中分布较为均匀;而外源重金属污染土壤中有较高比较的重金属与氧化物、有机质结合,所以重金属在细颗粒中有明显的富集.2.3 土壤重金属的释放特性表4为用3种提取剂对重金属的提取量随土壤颗粒磨细程度的变化10101m olΠL的CaCl2,1m olΠL的NH4OAc和MehlichⅢ溶液是常用的有效态重金属提取剂,稀CaCl2提取的重金属主要为水可溶态, NH4OAc提取的重金属主要由交换态和水溶态组成,而MehlichⅢ提取的重金属由络合态、交换态和水溶态等组成.所以提取量一般是MehlichⅢ>NH4OAc>CaCl2.由表4可知,各提取剂的重金属提取量随土壤颗粒磨细程度而异,对于内源重金属污染土壤(S1),3种提取剂对重金属的提取量均随颗粒变小而增加,说明颗粒越细越有利于内源重金属污染土壤中重金属的释放.这可能是土壤磨细后与原生矿物结合的重金属(特别是粗粒径颗粒中的重金属)暴露于表面,增加了与提取剂接触的机会所致.而对于外源重金属污染土壤(S3),重金属的释放量随颗粒变细呈先增加后减少的趋势,这可能与S3含有较多的胶体物质,颗粒变细反而促进了胶体对重金属的吸附,因而过细的土壤颗粒反而降低了土壤重金属的释放.不同pH下重金属的释放量表明(见表5),无论是内源重金属污染土壤还是外源重金属污染土壤,降低pH均可显著增加重金属的释放量.若以pH为710的重金属释放量为对照(100),当pH降低至310表4 土壤颗粒大小对土壤重金属提取量的影响T able4 Release of heavy metals as a function of size of ground particles mgΠkg土样重金属提取剂粒径Π目101860100200S1w(Cu)w(Zn)w(Pb)w(Cd)CaCl201210125013601530163NH4OAc21213111318941575117M ehlichⅢ1216015166181322016621144CaCl211541187219831484112NH4OAc617810143141631718919143M ehlichⅢ1316719143261652815732146CaCl2010044010065010950101201015NH4OAc11462103217631123164M ehlichⅢ714311176161791816221144CaCl20101301019010270103201035NH4OAc010940114012201280131M ehlichⅢ01170125013801470159S3w(Cu)w(Zn)w(Pb)w(Cd)CaCl201540168017101570142NH4OAc816710163111691111310145M ehlichⅢ2413227136291632918728169CaCl261777121717961574124NH4OAc3213335198371683811236124M ehlichⅢ4617857188641136313360112CaCl201170121012301160111NH4OAc21232198311421972135M ehlichⅢ1013312127131561113910143CaCl20104601071010770103201030NH4OAc01400146014801510144M ehlichⅢ01780188019101920187731第4期王丽平等:不同来源重金属污染土壤中重金属的释放行为表5 酸度对土壤(60目,<0125mm)重金属释放量的影响(作用时间24h)T able 5 E ffects of pH on heavy metals released from the s oilsmg Πkg重金属pH S1S2S3S47100131(100)1)0129(100)0166(100)1136(100)w (Cu )5100174(239)0165(224)1132(200)3113(230)3102106(645)1178(614)4136(661)8166(666)7102113(100)1189(100)7102(100)9165(100)w (Zn )5104133(203)3179(201)13163(194)16166(173)3107165(359)6113(324)27187(397)43176(453)71001073(100)01081(100)0120(100)0133(100)w (Pb )51001191(262)01237(293)01432(216)0158(193)31001423(579)01462(570)11314(657)2138(721)71001023100)01022(100)01067(100)0115(100)w (Cd )51001046(200)01041(186)01152(227)0142(280)31001113(491)01127(577)01443(661)0194(627) 1)括号内数据是以pH 为7的重金属释放量为100计算的重金属相对释放量.时,外源重金属污染土壤中重金属的释放量受pH 的影响略高于内源重金属污染土壤.降低pH 增加土壤重金属的释放可能涉及重金属的溶解及与氢离子发生交换作用等机理有关.5次连续淋溶试验表明(见图1),内源重金属污染土壤与外源重金属污染土壤的淋洗液中重金属含量及随淋洗次数的变化也不相同.外源重金属污染土壤释放重金属的强度明显高于内源重金属污染土壤,但其随淋洗次数的增加呈明显的下降趋势;而内源重金属污染土壤释放重金属的强度较低,但随淋洗次数的增加,淋洗液中重金属含量下降不明显,重金属释放强度相对较为稳定.图1 淋洗液中重金属含量随淋洗次数的变化Fig.1 C oncentrations of heavy metals in leachates as afunction of leaching number3 结论外源重金属污染土壤和内源重金属污染土壤的重金属在不同颗粒中的分布有很大的差异,前者重金属主要分布于细颗粒中,具有明显的向细颗粒富集的特点;而后者的重金属颗粒分异特征相对不明显.内源重金属污染土壤中有较高比例的残余态形式的重金属,其较为稳定,释放较缓慢.颗粒大小对内源重金属污染土壤中重金属释放的影响明显高于外源重金属污染土壤.连续淋溶试验表明,外源重金属污染土壤释放重金属的强度虽然较高,但其释放持续时间较短;而内源重金属污染土壤释放重金属的强度较低,但其持续时间较长.总的来说,外源重金属污染土壤有较高的环境风险.参考文献:[1]Alloway B J.Heavy metals in s oils[M].London :Blackie Academic &Professional ,1995:1265.[2]Purves D.T race element contamination of the environment [M ].New Y ork :E lsevier ,1985:23245.[3]陈玉娟,温琰茂,柴世伟.珠江三角洲农业土壤重金属含量特征研究[J 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isconsin :M adis on WI ,1996:7032722.(编辑:孔 欣)831环 境 科 学 研 究第20卷。
赣南钨矿区土壤重金属含量与植物富集特征
赣南钨矿区土壤重金属含量与植物富集特征
赣南钨矿区土壤重金属含量与植物富集特征
摘要：对赣州大余县境内四大国有钨矿(西华山、荡坪、漂塘、下垄)的尾砂库区土壤和植物重金属含量进行了分析,结果表明:尾砂库区土壤受到重金属Zn、Cd、Mo、Cu、Pb与W的`污染,而且Cd和Mo 含量较高;在4个尾砂库区中,下垄矿区尾砂库的重金属污染比其他3个尾砂库严重.4个尾砂库区共出现了53种植物,隶属31科52属,这些植物重金属富集系数的高低顺序为Zn＞Cd＞Mo＞Cu＞Pb＞W.另外,植物不同的耐性机制使它们对重金属的富集表现出不同特性,芒箕、龙葵、酸模等植物地上部富集较多重金属,可用于污染土壤的植物修复;乌毛蕨、梵天花和狗脊蕨等在根部富集较多重金属,可用于植物固化技术;狗尾草、鬼针草、白苏富集极少重金属,可作为矿区废弃地植被重建的先锋物种.作者：刘足根杨国华杨帆刘雷方红亚黄精明作者单位：刘足根,杨国华,方红亚,黄精明(江西省环境保护科学研究院,南昌,330029)
杨帆,刘雷(南昌大学环境科学与工程学院,南昌,330031)
期刊：生态学杂志ISTICPKU Journal：CHINESE JOURNAL OF ECOLOGY 年，卷(期)：2008, 27(8) 分类号：X53 关键词：土壤植物重金属富集钨矿区。
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生态学杂志Chinese Journal of Ecology2012，31（4）：961－966不同土壤生境下斑茅对重金属的富集特征*黄红英1徐剑1＊＊白音1张伟群2朱飞3李婷1王晓维1安超华1（1韶关学院英东生命科学学院，广东韶关512005；2韶关市农业科学研究所，广东韶关512029；3韶关技师学院农牧系，广东韶关512023）摘要为了筛选Cu、Zn、Pb、Cd多重金属离子的富集植物，对不同土壤生境（铜铁矿、钨矿、铅锌矿和无矿场污染）的优势种斑茅（Saccharum arundinaceum（Retz．）Jeswiet）对Cu、Zn、Pb、Cd离子富集情况进行了调查。
结果表明，斑茅对Cu、Zn、Pb、Cd离子有富集优势并以Cu富集显著，斑茅根系土壤与斑茅地上部Cu含量存在相关性（P＜0.05），斑茅对Pb和Cd的富集与转运存在极显相关性（P＜0.01）；在强酸、多金属污染弃耕农田土壤中，斑茅不仅符合Cu超富集植物的特征，而且其对Zn、Pb和Cd3种重金属的富集系数和转运系数均＞1。
在Cd、Cu、Pb和Zn均低于国家土壤环境质量二级标准（GB15618－1995）的弃耕农田中，斑茅对Cu、Zn和Cd的富集系数均＞1。
研究表明，斑茅可以作为Cu、Zn、Pb、Cd多金属污染土壤的富集植物进行人工修复。
关键词土壤生境；斑茅；重金属中图分类号X53文献标识码A文章编号1000－4890（2012）4－0961－06Enrichment of heavy metals in Saccharum arundinaceum（Retz．）Jeswiet in different soilhabitats．HUANG Hong-ying1，XU Jian1＊＊，BAI Yin1，ZHANG Wei-qun2，ZHU Fei3，LITing1，WANG Xiao-wei1，AN Chao-hua1（1College of Yingdong Life Science，Shaoguan Universi-ty，Shaoguan512005，Guangdong，China；2Shaoguan Institute of Agricultural Science，Sha-oguan512029，Guangdong，China；3Department of Agriculture and Animal Husbandry，Sha-oguan Technician Institute，Shaoguan512023，Guangdong，China）．Chinese Journal of Ecology，2012，31（4）：961－966．Abstract：Metal ores mining and processing have caused serious pollution of different environ-mental compartments，and the soil heavy metal contamination around mining areas is of greatconcern because of its potential health risk to the local inhabitants．In order to screen the phyto-accumulators of heavy metals，an investigation was conducted on the enrichment of heavy metals（Cu，Zn，Pb and Cd）by the dominant species Saccharum arundinaceum（Retz．）Jeswiet grow-ing on the different soil habitats in the vicinity of Dabaoshan copper ore mine，Ruyuan tungstenmine，and Renhua lead and zinc mine in Guangdong Province of South China，taking the Ruyuannon-polluted site as the control．By means of field sampling and chemical analysis，the concen-trations of Cu，Zn，Pb and Cd in S．arundinaceum and soil were determined．The results showedthat S．arundinaceum had the advantages in accumulating Cu，Zn，Pb and Cd，especially Cu．There was a significant correlation between the Cu concentrations in the sampling soils and sam-pling S．arundinaceum shoots（P＜0.05），and between the enrichment and transportation of Pband Cd by S．arundinaceum（P＜0．01）．In strong acidic and multi-metals contaminated soil en-vironment，S．arundinaceum was featured with high enrichment capacity，which reflected thecharacteristics of S．arundinaceum as a Cu hyperaccumulator，and the enrichment factor andtransport coefficients of Zn，Pb and Cd were greater than1．For the S．arundinaceum growing onthe abandoned farmland in which the concentrations of soil Cd，Cu，Pb and Zn were below theNational Soil Environmental Quality Standards of GradeⅡ（GB15618－1995），the enrichment *韶关市科技计划项目（韶科2010-67）和韶关学院科研项目（韶学院2010-207）资助。
＊＊通讯作者E-mail：xuj@sgu．edu．cn收稿日期：2011-08-15接受日期：2011-12-05factor of Cu，Zn and Cd was all greater than1．This study showed that S．arundinaceum could be used as one of remediation plants for the abandoned farmlands contaminated by multi-metals Cu，Zn，Pb，and Cd．Key words：soil habitat；Saccharum arundinaceum（Retz．）Jeswiet；heavy metal．韶关市蕴含丰富的矿产资源，是我国重要的矿产基地，已探明储存的矿种88种，拥有大宝山矿业有限公司、凡口铅锌矿和韶关冶炼厂等一批以矿产采选和冶金的大型企业。
采选和冶金产生的富含硫（S）、镉（Cd）、铜（Cu）、锌（Zn）、铅（Pb）等多种重金属的矿山废水以及选矿和洗矿产生的重金属污水是导致附近农田和水体严重污染的主要原因（李丽等，2010），迫使很多农田被弃耕，生产的粮食作物重金属含量严重超标，给周围居民身体健康带来威胁（邹晓锦等，2008a；Zhuang et al．，2008，2009）。
韶关地区由于矿厂污染导致环境恶化引起了许多学者的关注，主要对大宝山矿（周建民等，2004；Zhou et al．，2007；Zhuang et al．，2008，2009）和铅锌矿（束文圣等，2001；王凡路等，2003）土地污染发生机制、污染评价体系（杨清伟等，2003，2007；郑佳佳等，2008；黄穗虹等，2009）和综合治理修复（林初夏等，2003；束文圣等，2003；邹晓锦等，2008b）等方面开展了研究，有铅锌尾矿恢复植物调查报道（Shu et al．，2000；孙庆业等，2001；阳承胜等，2001），和大宝山矿污染土壤超富集植物筛选的报道（黄红英等，2001a）。
斑茅（Erianthus arundinaceus（Retz.）Jeswiet）又名大密、笆茅、大巴茅，是甘蔗属多年生、密丛高大草本，是与甘蔗近缘的野生种之一，因其抗旱耐瘠、宿根性好、分蘖力强、分布广而受到甘蔗育种家们的重视（周耀辉，1989）。
学者对斑茅的植物学性状（杨清辉等，1997）、能源潜力植物（鄢家俊等，2009）、组织培养（李富生等，1998）、斑茅染色体（杨清辉等，1997）和多态性分析（张木清等，2004）进行了研究，斑茅作为原位自然植被超富集植物筛选及应用见报道（黄红英等，2011b）。
斑茅是韶关地区撂荒地及污染弃耕农田常见的植物，在弃耕多年农田土壤上成为了单一的优势种群。
本研究分析了不同土壤生境下的斑茅对Cd、Cu、Pb和Zn的富集与转运能力，旨在为筛选适合韶关地区生长的多种重金属超富集植物提供理论依据。
1研究地区与研究方法1.1自然概况随机选取水源来自铜铁矿、钨矿、铅锌矿及无采矿场的附近土壤作为研究样地，样地的生境见表1。
1.2研究方法1.2.1植物及土壤取样每个样地选取采用梅花法挖取斑茅6株，计数每株斑茅的分蘖株数、测量株高和根系长度，并采集根系下土壤，来分别进行斑茅植株和根系下土壤中Pb、Zn、Cd和Cu含量测定。
此外，还对每个样地的灌溉水和土壤的酸碱度进行测定。
1.2.2土壤处理取自不同样地的土壤样品进行室温风干，四分法取部分样品用研钵捣碎，过100目筛，在110ħ烘箱中干燥24h后保存在干燥器皿中备用。
所用容器使用前均用20%的HNO3浸泡24h 以上做净化处理，以避免样品遭受各种可能性污染。
1.2.3植物处理不同样地采集的斑茅分地上部分和地下部分进行漂洗、杀青、干燥和研磨。
漂洗用自来水充分冲洗后，经蒸馏水洗净，再用去离子水冲洗；杀青采用恒温干燥箱在105ħ条件下烘30min，干燥采用恒温干燥箱在70ħ下烘至恒重，研磨并经表1不同样地斑茅的生境Table1Different soil habitats of Saccharum arundinaceum样地所属地区地理位置水源背景土壤类型土地耕作情况斑茅生长情况新温屋村弃耕农田韶关市曲江区沙溪镇24ʎ46'42.31ᵡN，113ʎ39'55.81ᵡE铜铁矿（生产中水稻壤弃耕优势种桐子坪村弃耕农田韶关市乳源县一六镇24ʎ48'48.11ᵡN，113ʎ26'10.01ᵡE 地下水（周围无采矿场）水稻壤弃耕单一斑茅群落下塘村河滩韶关市乳源县一六镇钨矿（已停产）沙质土撂荒优势种下塘村旱地韶关市乳源县一六镇沙质土弃耕单一斑茅群落简屋村尾矿库坝韶关市仁化县董塘镇25ʎ00'07.16ᵡN，113ʎ36'05.61ᵡE 铅锌矿场库外排水（生产中）山地红壤撂荒偶见种269生态学杂志第31卷第4期100目筛后保存在干燥器皿中备用。