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复合污染土壤中菠菜对PbCdCuZn吸收和累积规律的研究（第1页）

复合污染土壤中菠菜对Pb、吸收和累积规律的研究

韩美清1，王路光1*，赵琪1，卢虹2

（1河北省环境科学研究院，石家庄050051；2河北省环境工程评估中心，石家庄050051）

摘要：为了对土壤重金属复合污染条件下重金属元素的生物有效性的影响进行研究，以菠菜为供试作物，在Pb、共同胁迫的条件下，通过盆栽试验的方法，对苗期、收获期菠菜茎叶和根系的重金属含量进行测定，并计算各元素的累积率和分配率，结果表明：收获后各处理菠菜茎叶Pb、Cu含量低于根系含量，而茎叶含量高于根系；Pb、Cu元素茎叶的累积率低于根系，元素茎叶的累积率高于根系。、Pb元素茎叶和根系的累积率都随土壤中重金属元素浓度的增高而降低；Cd在土壤中重金属元素浓度较低时茎叶和根系中Cd的累积率逐渐增高。重金属元素在茎叶的分配率随土壤中浓度的增高呈下降趋势，Cu元素降低最显著；Pb元素在茎叶的分配率较低，元素在茎叶的分配率较高，在80%以上。

关键词：复合污染；重金属；生物有效性；累积

我国面临的土壤环境安全问题日益突出，受不同程度污染的土壤面积不断扩大，土壤污染己成为农产品质量安全的严重隐患。目前，我国受Cd、As、Cr、Pb等重金属污染的耕地面积近2000万公顷，约占总耕地面积的15，其中约1。3万公顷耕地受Cd污染，合计经济损失至少200亿元[1-2]。重金属污染对土壤生态系统存在显著影响，表现为土壤肥力水平下降、土壤微生物群落结构发生演替、土壤酶活性受到抑制、植物品质降低等，并最终通过食物链影响人体健康[3]。植物对重金属的吸收累积受土壤理化性质、重金属元素种类、污染程度、环境因素等影响。同一植物对不同重金属元素的吸收富集能力不同，不同植物对同一种重金属的吸收富集能力也不同。许多研究结果表明，在低浓度和高浓度下，重金属间的交互作用对植物吸收的影响是不同的。同时重金属的交互作用在不同的植物类型下表现也不同，当多种元素存在时，其交互作用更为复杂[4]。目前，对土壤中重金属在复合污染条件下的形态分析及其对生物有效性影响的研究还处于初级阶段。本研究对土壤重金属复合污染条件下重金属元素的生物有效性的影响进行了探索。

1材料方法

1。1供试土壤

试验地点设在河北省农林科学院试验基地，采用网室盆栽试验，供试土壤为潮褐土，取自河北省农林科学院试验基地，基本性状见表1。

表1盆栽试验供试土壤的基本性质

pH阳离子交换量

cmol·kg-1有机质

g·kg-1全N

g·kg-1碱解N

mg·kg-1速P（P2O5）

mg·kg-1速K（K2O）

mg·kg-1重金属含量mg·kg-1

Pb

7。6613。112。60。3551。0616。715630。540。1421。5213。81

1。2试验设计

采集供试土壤后风干，过3mm筛，先测定供试土壤重金属含量，然后根据土壤重金属含量和试验设计添加重金属元素，试验采用内径22cm、深18cm的塑料盆，每盆装土4kg。把相应量的Pb（AC）2·3H2O、Cd（AC）2·2H2O、SO4配成溶液，与土壤反复混合均匀，同时并施入底肥（N：0。30g·kg-1土，P2O5：0。20g·kg-1土，K2O：0。30g·kg-1土），施入形态分别为（NH4）2SO4，KH2PO4，K2SO4，混匀后平衡一周播种。供试作物为“日本全能”菠菜，完全随机放置。共设5个处理T0~T4，T0为对照（见表2），6次重复。试验于2006年9月16日装盆，9月27日播种。出苗3天后（10月5日）定株为10株盆，分别于出苗后20、50d采收3个重复，采收时均用水冲出盆内泥土，尽可能收集菠菜的全部根系。采收后测定菠菜叶绿素、地上部（茎叶）、地下部（根系）的干重，测定其Pb、含量。

表2盆栽试验设计

处理Pbmg·kg-1Cdmg·kg-1Cumg·kg-1Znmg·kg-1

T030。540。1421。5213。81

T11500。1550100

T23000。3100250

T35001400500

T4100028001000

土壤环境质量

GB15618-95二级≤3000。3100250

三级≤5001。0400500

1。3测定方法

植物样品中Pb、的含量用HNO3-HClO4消煮，原子吸收法测定，用国家环保总局标准样品校正。叶绿素含量的测定用丙酮和乙醇浸提法，数据用SAS软件进行统计分析。

2结果分析

2。1不同生长期菠菜的叶绿素含量、茎叶和根系生物量