铬污染地区环境对植物生长的影响_王威

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王
威等 O 铬污染地区环境对植物生长的影响
!$$! 年 % 月
壤， 距矿渣堆 &"$ * 厂院大道旁。 大白菜 ) !"#$$%&# ’()%*(*$%$ G=?(B . 及其根部土 壤， 距矿渣堆 &$$ * 厂院内。 地表水， 距矿渣堆 &$$ * 水坑。 地下水， 厂院内地下 "$ * 深水井的自来水。 无污染地域的上述前三种植物材料采集自天津 水上公园东湖旁， 地表水采自东湖。 &B E 材料处理 处理分别收集的植物材料及其根部土壤。 用自来 水、 去离子水将植物材料冲洗干净； 按根部土壤、 根、 茎、 叶、 果实等器官分开， 称重； 放于 %" H 恒温干燥箱 中 # :， 粉碎， 分别装入称量瓶中， 再于 &$" H 恒温干 恒温后， 将称量瓶放入干燥器中保存。 燥箱烘烤 ! :， 精确称取各种材料粉末 &B $$$ $ + 左右 （ 精确到 于坩埚中， 加入少量浓硝酸过夜后， 放在电 $B $$$ & +） 热板上逐尽酸后碳化， 再转入高温电炉中， 逐步在 ! : 内升温到 !$$ H ， 后以 A"$ H 灰化 &$ :。 彻底灰化后， 用 $B $! *52・I J’2 溶液溶解， 并转入 "$ *I 容量瓶 中定容， 待测。
虽然有些重金属是人体所必需的微量元素， 如三 价铬离子在人体糖代谢中起重要作用 。 但当它们的
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出初步的评价。
浓度或人体内积蓄量达到一定阈值时， 就会对人体产 生毒害。 重金属中 34、 已被证明具有 35、 67、 38、 9: 等， 致癌作用 。
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材料与方法
天津某区的原化工厂地域， 由于废铬矿渣的长期 堆放， 造成厂区附近严重 34 污染。多年来， 该地域的 树木、 植物及农作物的生长受到严重影响。尽管该厂 已被有关部门关闭十余年， 但堆积如山的铬渣却依然 危害着周边的生态环境。为了进一步了解 34 污染的 程度， 我们对厂区周围的土壤、 水源、 部分野生植物和 栽培植物中的 34 含量进行了测定，对高铬地域的植 物分布及植物、 土壤、 水源中的重金属 34 的含量等作
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比值 ) 植物 ’( @ 土壤 ’( .
第 !$ 卷第 % 期
农
业
环
境
保
护
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国家土壤环境质量标准 （ 规定 &’ $"($)—$##"） 土壤中重金属 *+ 的污染积累起始值、 中度污染起始 值 和 重 度 污 染 起 始 值 分 别 为 #,、$",、 %,,（-. ・ /. ） 。一些国家土壤中重金属 *+ 的最大允许浓度 分别为： 德国 $,, -.・/. 0 $ 、 加拿大 $!, -.・/. 0 $ 1 " 3 。
农业环境保护 !""!, !# & ’ + - !.) $ !.(
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铬污染地区环境对植物生长的影响
王 威 #，刘东华 #，蒋悟生 !，侯文强 ’
（ 天津 ’""")*0 !/ 天津师范大学图书馆， 天津 ’""")*0 ’/ 南开大学 #/ 天津师范大学化学与生命科学学院生物学系， 生命科学学院， 天津 ’""")# ）
收稿日期： !""# $ #! $ !% 基金项目： 国家自然科学基金资助项目 & ’(%)""*) + 作者简介： 王 威（ ， 男， 天津师范大学化生学院生物系副教 #(*) — ） 授， 主要从事生物化学和环境保护方面的研究。
#/ # 仪器与试剂 原子吸收分光光度计 ;; $ <!"， 日本岛津。 硝酸（ ， 优级纯。 =6>’ ） 盐酸（ ， 优级纯。 =3?） 重铬酸钾（ ， 优级纯。 @! 34! >) ） #/ ! 材料 芦苇 & .0#,"*)+&1 ,21+#,-)1 & 3AB/ + C47:/ + 及其根 部土壤， 距矿渣堆 #"" D 处水坑。 车前 & .-,’+,"$ ,1),+)/, E/ + 及其根部土壤， 距矿 渣堆 !" D 厂院内。 镳草 & 3/)#421 .-,’)/2-*)1 F/ GHID78J + 及其根部 土壤， 距矿渣堆 <" D 厂院内。 地肤 & 5$/0)$ 1/$4,#), & E/ + GHI4A8/ + 及其根部土
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无污染区，由于环境质量较高，其中生长的植物 对重金属 *+ 吸收为 ,。污染区环境质量恶劣， 植物对 重金属 *+ 主要存在 重金属 *+ 的吸收富集作用较强。 于各种植物的根部，其 *+ 含量与相应根部土壤中 *+ 含量成正比， 而且其比值在 ,4 ,% 左右。其中， 车前根 部 *+ 含量高达 !$!4 !" -.・/. 0 $； 镳草根部达 $))4 )% 分别是其土 -.・/. 0 $ 7 地肤根部达 $%%4 $% -.・/. 0 $ ， 壤中 *+ 含量的 %4 ,$6 、 %4 !56 和 %4 $%6 。而芦苇根 部和大白菜根部的 *+ 含量要低得多，分别为 $#4 5" -.・/. 0 $ 和 !)4 "$ -.・/. 0 $ 8 相当于其土壤中 *+ 含 量的 %4 %#6 和 %4 %!6 。只有少量 *+ 存在于叶中8 如 车前叶 )4 5" -.・/. 0 $ 和镳草叶 !24 #) -.・ /. 0 $ ，植 物茎中都没有 *+ 的吸收。这与黄朝表等人对北美车 前吸收重金属 *+ 的研究结果是一致的 1 5 3 。 通过研究分析表明， 天津某区的原化工厂铬矿渣 堆是严重的 *+ 污染源，对周围生态环境已造成严重 的污染， 突出表现在土壤和地表水的污染。", - 的深 井水中 *+ 含量为 ,， 说明 *+ 污染还未迁移到 ", - 的 地下。在调查过程中注意到， 整个厂区基本没有高大 乔木生长， 而车前、 镳草、 地肤等野生植物生长茂盛， 人工栽培的大白菜长势也较好。 说明这些植物具有较 强的耐重金属 *+ 的能力和吸收富集作用，尤其根部 的富集作用更为突出。 这将对高铬地区的环境治理提 供重要的科学依据。至于各种植物根部的 *+ 含量为 什么都是相应土壤中 *+ 含量的 %6 左右， 有待今后进 行研究。
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结果
在矿渣堆周围 &"$ * 的土壤中生长的植物主要 是镳草、 地肤、 车前， 周围水塘中生长着茂密的芦苇。 这些植物生长基本正常，没有出现明显的 ’( 毒害特 征。表 & 显示了污染和无污染地区环境及植物中 ’( 含量以及各种植物根部 ’( 含量与根部土壤 ’( 含量 的比值。
待测溶液视测定条件用 $B $! *52 ・ I - & J’2 溶液 酌情适当稀释。地下水和地表水直接测定。
摘
要：Leabharlann Baidu利用原子吸收光谱研究了重金属 34 污染对植物的生态环境及吸收富集重金属的影响。结果表明, 铬矿渣严重
污染土壤和地表水 0 土壤中 34 含量与取样点至铬矿渣堆的距离成反比 0 污染区植物根部具有较强的吸收与富集 34 的 且比例都在 "/ "’ 左右。 作用， 其植物根部 34 含量与相应土壤中 34 含量成正比， 关键词： 铬；污染；富集；植物 中图分类号： c."’/ !’ 文献标识码： ; 文章编号： #""" $ "!<) （ !""! ） "’ $ "!.) $ "’
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分析与讨论
EB & 无污染区和污染区环境质量分析
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表 & 环境中 ’( 含量 ) *+・ ,+ - & . 和植物富集作用 /0123 & ’( 45673678 96 7:3 36;9(56*367 06< 978 044=*=207956 1> 7:3 ?2067 ) *+ ・ ,+
样品名称 无污染区 芦苇根部土壤 芦苇根 芦苇茎 芦苇叶 车前根部土壤 车前根 车前茎 车前叶 镳草根部土壤 镳草根 镳草茎 镳草叶 !AB "$ $B $$ $B $$ $B $$ &#B D" $B $$ $B $$ $B $$ &#B $$ $B $$ $B $$ $B $$ ’( 含量 样品名称 污染区 芦苇根部土壤 芦苇根 芦苇茎 芦苇叶 车前根部土壤 车前根 车前茎 车前叶 镳草根部土壤 镳草根 镳草茎 镳草叶 地肤根部土壤 地肤根 地肤茎 地肤叶 地肤果 大白菜根部土壤 大白菜根 大白菜叶 地表湖水 $B $$ 铬矿渣土 地表坑水 地下深井水 ) 地下 "$ * 井水 . "#&B " &CB D" $B $$ $B $$ D $%$B $$ !&!B !$ $B $$ #B D" " DD&B !" &##B #E $B $$ !AB C# A !"&B !" &EEB &E $B $$ $B $$ EB %E #"DB #E !#B "& $B $$ # !A!B "$ EADB $E $B $$ $B $EE ! ) EB E!F . $B $E& E ) EB &EF . $B $$A E ) $B AEF . $B $E! D ) EB !DF . $B $$& ! ) $B &!F . $B $E$ & ) EB $&F . $B $EE C ) EB ECF . ’( 含量
-&
&B A 测定方法 上述各种样品的待测溶液通过原子吸收分光光 度计进行测定
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。分别得到各种样品溶液中 ’( 的浓
度 +， 带入下列公式进行计算。 铬含量（ 干基， !+ ・ + - & ） M +N ,N * @ 式中 +—— — 样品溶液中 ’( 的浓度， !+・*I - & ； — 样品溶液定容体积， ,—— *I； — 稀释倍数； *—— — 样品质量， -—— +。 将计算结果 !+・+ - & 换算成 *+・,+ - & 。