3种木本植物在铅锌和铜矿砂中的生长及对重金属的吸收.doc

上传人:本田雅阁 文档编号:2725008 上传时间:2019-05-08 格式:DOC 页数:11 大小:497.50KB
返回 下载 相关 举报
3种木本植物在铅锌和铜矿砂中的生长及对重金属的吸收.doc_第1页
第1页 / 共11页
3种木本植物在铅锌和铜矿砂中的生长及对重金属的吸收.doc_第2页
第2页 / 共11页
3种木本植物在铅锌和铜矿砂中的生长及对重金属的吸收.doc_第3页
第3页 / 共11页
3种木本植物在铅锌和铜矿砂中的生长及对重金属的吸收.doc_第4页
第4页 / 共11页
3种木本植物在铅锌和铜矿砂中的生长及对重金属的吸收.doc_第5页
第5页 / 共11页
点击查看更多>>
资源描述

《3种木本植物在铅锌和铜矿砂中的生长及对重金属的吸收.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《3种木本植物在铅锌和铜矿砂中的生长及对重金属的吸收.doc(11页珍藏版)》请在三一文库上搜索。

1、3种木本植物在铅锌和铜矿砂中的生长及对重金属的吸收施翔1,陈益泰1,*,王树凤1,张晓磊1,2,袁媛3(1.中国林业科学研究院亚热带林业研究所,富阳,311400;2. 山东农业大学林学院,泰安,271018;上海泽泉科技有限公司,上海,200333)摘要:通过盆栽试验评价木本植物修复铅锌矿和铜矿尾矿的潜力。研究3种木本植物紫穗槐、桤木和黄连木在2种矿砂中的生长,叶绿素、叶绿素荧光参数、根系形态以及其对重金属的吸收和转移。结果表明,150 天后3种植物在矿砂中都能生长,其中黄连木在铅锌矿中生长受到明显抑制,桤木的叶绿素含量显著降低。3种植物的根系发育在2种矿砂中没有受到显著抑制。重金属在3种植

2、物组织中的含量为17.66 -55.36 mgkg-1 (铜)、2.67-196.00 mgkg-1(铅)、58.93-333.67 (锌,铅锌矿砂)和49.20-199.33(锌,铜矿砂)。3种植物的生物富集系数(BCF)和转移系数(TF)值都小于1。60 天后,桤木和黄连木叶片的叶绿素荧光参数与对照相比没有显著变化。重金属胁迫后显著地降低叶片Mn的含量。因此可利用固氮植物紫穗槐在尾矿区造林和修复。关键词:木本植物;尾矿;耐性;叶绿素荧光参数;根系Growth and metal uptake of three woody species in copper and lead/zinc mi

3、ne tailing SHI Xiang1, CHEN Yitai 1,*, WANG Shufeng1, ZHANG Xiaolei1, 2, Yuan Yuan3 1. The Research Institute of Subtropical Forestry, Chinese Academy of Forestry, Fuyang 311400, China2. College of Forestry, Shandong Agricultural University, Taian 271018, China3. Shanghai Zealquest Scientific Limite

4、d Corporation, Shanghai 200333, ChinaAbstract: A greenhouse pot experiment was conducted to evaluate the potential of woody plants for revegetation in copper (Cu) and lead/zinc (Pb/Zn) mine tailings. Three woody plants species (Amorpha fruticosa Linn, Alnus cremastogyne and Pistacia chinensis) were

5、tested to assess their growth, chlorophyll, chlorophyll fluorescence parameters, root morphology, metal accumulation and translocation in plants. Pb/Zn tailings and Cu tailings contained elevated concentrations of total Pb,Zn and Cu, which imposed stress to species planted. All three species can gro

6、w in both Cu tailings and Pb/Zn tailings and show different tolerance to stress of tailings. The Nfixing shrub A. fruticosa is the most tolerant species to both tailing areas. P. chinensis was significantly stressed in term of plant growth in Pb/Zn tailing. Heavy metals significantly decreased chlor

7、ophyll of A. cremastogyne. The root parameters of all plants grown in tailings showed no difference from that grown in soil. Despite the high concentrations of heavy metals in the mine tailing, there was a slight transfer of these elements to the aboveground biomass. The accumulated metal contents i

8、n the plants varied among species from 58.93 to 333.67 (for Zn which grown in Pb/Zn tailing area), 49.20 to 199.33 (for Zn which grown in Cu tailing area), 2.67 to 196.00 (Pb) and 17.66 to 55.36 mg/kg (Cu). All plant species have low bioconcentration factor (BCF) and translocation factor (TF) except

9、 TF value of Zn (TF = 0.84 in Cu tailing areas) of P. chinensis. After 60 d, compared with control, the chlorophyll fluorescence parameters of A. cremastogyne and P. chinensis in two tailings showed no difference. The contents of manganese (Mn) in leaves was decreased significantly with heavy metal

10、stressed. The Nfixing species, A. fruticosa which have the highest tolerance and biomass production, respectively, have great potential application in revegetation in tailings of southern China. Key words: Woody plants; Mine tailing; Tolerance; Chlorophyll fluorescence parameters; Root金属尾矿因其较高的重金属含量

11、而被认为对环境有严重的影响1-2,且大部分尾矿处置地区严重缺乏植被3。在中国大约有超过8000个国有和230000个私有矿业公司进行开矿活动,每年产生超过6千万吨的采矿废物4。这些废弃物包括尾矿导致了中国严重的环境污染问题5。植物修复被认为是减少尾矿环境危害的最有前途的方法6 。然而,植物修复较难在尾矿地区实践,因为重金属对植物的毒害且尾矿砂中缺乏营养元素7。因此,耐瘠薄和耐重金属的植物是较好的选择。研究报道,草本植物如Isocoma veneta (Kunth) Greene, Teloxys graveolens (Willd.)8 , Bidens humilis9 , Atriplex

12、 lentiformis (Torr.)10, Lygeum spartum 和 Piptatherum miliaceum 11等种植在铅锌矿和铜矿尾矿上能够正常生长。但是利用有潜力的速生木本植物来进行植物修复的报道较少12-14。与草本植物相比,木本植物是森林和灌木丛的重要组成部分,并且有发达的根系。此外,木本植物能通过根系减少重金属的生物有效性和毒性且不参与食物链,因此能够潜在地避免给人类生存带来危害。有研究表明紫穗槐(Amorpha fruticosa Linn)、桤木(Alnus cremastogyne)和黄连木(Pistacia chinensis)对重金属有一定的吸收作用14-

13、16,但是较少研究其受胁迫后生长和生理指标的变化。本试验通过研究对3种植物在矿砂中的生长、叶绿素、叶绿素荧光参数、根系形态的变化以及其对重金属的吸收,以期评价以上3种植物对尾矿修复的潜力。1材料与方法1.1 试验材料试验供试材料为桤木(Alnus cremastogyne)、黄连木(Pistacia chinensis)和紫穗槐(Amorpha fruticosa)。桤木和黄连木1年生苗采集自浙江富阳中国林科院亚热带林研究所苗圃。紫穗槐种子采集于浙江富阳。紫穗槐和桤木均为固氮植物,其中紫穗槐长期被作为农业和开矿地区的恢复的主要植物14。黄连木是一种优良的绿化、用材、观赏、药用和油料树种,也是一

14、种可以带动多种产业发展的高效树种15。 供试铜矿砂和铅锌矿砂分别采集自浙江省绍兴市(29897N, 120621E)和富阳市(30126N, 119847E)。红壤作为对照土壤采集自富阳市(30057N, 119956E),没有被重金属污染且粘重。矿砂和土壤样品均采集自土层表层(0-30 cm),其物理化学性质由表1所示。根据国家标准GB15618-199517,矿砂中的重金属含量显著高于标准值。表1. 红壤和矿砂的物理化学性质Table 1. Physical and chemical characteristics of control soil and two mixed metals

15、spoil types有效磷/( mgkg-1)速效氮/( mgkg-1)速效钾/( mgkg-1)铜/( mgkg-1)锌/( mgkg-1)铅/( mgkg-1)有机质%pH红壤16.086.680.8524.690.828.50.545.52铅锌矿砂1.015.940.9117.02495.02380.05.897.84铜矿砂4.536.2143.5587.51270.0227.53.688.451.2 试验方法试验在中国林业科学研究院亚热带林业研究所温室大棚进行。研究所位于富阳市,海拔90 m,亚热带气候,年平均气温16.2,年降水量1452 mm。试验前将土壤和矿砂风干和混匀,每个圆

16、形的塑料盆(直径15cm高15cm)装3000g土壤或矿砂。试验选择生长基本一致的桤木和黄连木,每个塑料盆移栽2株扦插苗。紫穗槐种子经低温处理和消毒后直接播种至各介质中,然后在介质上覆盖一层红黄壤(1-1.5 cm)。发芽后,选择6株幼苗进行试验。试验采用随机区组设计,设3个重复,每个重复每个处理包括3盆,共108盆。每2 小时自动喷水,使植物正常生长。试验于2009年6月至11月(共150 天)进行。试验过程中,白天温度25-35,晚上15-20。于试验的第60天测定其叶绿素荧光参数(紫穗槐由于叶片小,故没测定)和叶绿素,并检测与叶绿素荧光有关的矿质元素。试验结束后,收获所有植物,检测生物量

17、,根系形态,植物组织中的重金属 (铅、锌和铜)。1.3 样品分析植物收获后,将其分为地上部和根系2部分。根系用去离子水洗净,并用5 mM Ca(NO3)2浸泡。植物样品经105杀青30 分钟,75烘干3 天后称其生物量。植物样品烘干粉碎后,称取0.2 g,用4 ml HNO3 和 1 ml HClO4混合液消解,重金属 (Pb、Cu和Zn)和矿质元素含量用电感耦合等离子原子发射光谱ICP-OES测定(IRIS Intrepid II XSP,Thermo)。土壤和矿砂经风干过筛后测定重金属含量、营养元素、有机质和pH。土壤有机质 ( K2Cr2O7 外加热法)、速效氮的测定(碱解扩散法)、土壤

18、速效磷用钼蓝比色法测定18。土壤样品经5 ml 65%HNO3和70%HClO4混合液(4:1 v/v)消解,用ICP-OES测定重金属含量19。pH值用酸度计PHS测定(PHS-3C,上海精密科学仪器有限公司;1:2.5 土壤或矿砂/水)。叶片叶绿素含量用CCM200型手持叶绿素仪测定 (CID Inc),每株植物随机选取植株上部叶片10片,测定其叶绿素值,取平均值。叶绿素荧光参数测定采用便携式脉冲调制叶绿素荧光仪 (PAM-2500,Walz)。每株选取4片成熟叶进行测定, 荧光参数通过PAM-WIN软件获得(Walz)。测定前暗适应30分钟。测定程序为:先照射检测光( 0.1molm-2

19、s-1),测定暗适应后的叶片最小荧光 (minimal fluorescence, F0)、最大荧光 (maximal fluorescence, Fm)。再测定光化光光强为160 molm-2s-1下的最大荧光Fm和实时荧光(actual fluorescence, Fs)等指标,测定时调整叶片使其受光量尽量一致,以减少误差。通过以上数据计算光适应下的最小荧光(F0), F0=1/ (1/ F01/ Fm+1/ Fm);(2) PS最大光化学量子产量(Fv/Fm), Fv/Fm =(Fm-F0)/Fm;(3)光化学淬灭, qP=(FmF)/(FmF0);(4) 非光化学淬灭,qN=1(FmF

20、0)/(FmF0),(5) PS有效光化学量子产量, PSII=Yield=(FmF)/Fm。 植物根系去离子水洗净后,用双光源扫描仪扫描。根系形态参数(根长、根面积、根体积、根平均直径以及不同径级的根系长度、根系颜色)通过图片用根分析软件WinRHIZOPro2005b分析 (Regent Instruments Inc)。1.4 数据分析 实验数据采用统计软件SPSS V13.0进行方差分析(ANOVA)和最小差异显著法 (LSD),对3种植物在铅锌矿砂和铜矿砂中的反应数据进行差异性比较。2 结果2.1 植物生物量 桤木、黄连木、紫穗槐在三种介质中生长的生物量有图1所示。桤木在3种介质中生

21、物量没有显著差异,单株生物量在8.70-8.94 g之间,与对照相比,铅锌矿砂和铜矿砂中地上部的生物量有0.4 g的减少,根系则分别增加0.3和0.2 g。黄连木地上部的生长在铅锌矿中受到显著抑制,生物量与对照相比减少37%。黄连木在铜矿砂中地上部和根系的生物量相比对照有17.1%和19.8%的增加。紫穗槐在污染介质有较好的生长,在铅锌矿砂中根系的生物量与对照相比增加了27.4%。图1. 3种介质环境下3种植物的单株生物量 (干重)Fig. 1 Seedling biomass (g tree-1) after growing in three types of medium 2.2 叶绿素相

22、对含量 3种植物叶绿素含量由图2所示。在铅锌矿砂和铜矿砂中,黄连木和紫穗槐植株叶片的平均叶绿素含量与对照相比没有显著差异,没有出现明显的黄化现象(少量叶片在叶缘出现黄化现象)。桤木植株叶片平均叶绿素含量与对照相比有显著差异,分别下降了22.7% (铅锌矿砂)和25.2% (铜矿砂),叶缘有黄化现象。图2. 3种介质环境下3种植物的叶片叶绿素质量分数Fig. 2 The chlorophyll content of three species in three types of medium 2.3 叶绿素荧光在铅锌矿砂和铜矿砂中,桤木的F0较对照有增加,黄连木则有下降。黄连木Fm和 Ft在两种

23、污染介质中均降低。桤木在两种污染介质中的最大荧光降低而实际荧光有所增加。桤木和黄连木的最大光化学量子产率(Fv/Fm)在两种污染介质中降低,其中桤木的Fv/Fm值均从0.787下降到0.75(图3)。Fv/Fm值的减少表明植物开始受到重金属的毒害。方差分析可知,上述4个参数在三种介质中没有显著差异。图3 3种介质环境下3种植物的叶绿素荧光参数Fig. 3 The chlorophyll fluorescence parameters of three species in three types of medium2.4根系形态植物根系在不同矿砂中的形态发育有显著差异(图4),与生物量的表现基

24、本一致。桤木根系在铅锌矿砂和铜矿砂中的生长没有受到显著的抑制,其中根长较对照有一定的增加。根表面积、根平均直径和根体积等参数有不同程度的下降(根平均直径在铅锌矿砂中除外)。在铜矿砂中,根平均直径与对照相比有显著下降,从2.14 mm下降到1.60 mm。黄连木的根系发育受重金属铅和锌的影响较大,与对照相比根长和根表面积分别减少了32.3%和19.8%。在铜矿砂中,黄连木根系发育较好,根表面积、根平均直径和根体积较对照有一定程度的增加。方差分析可知,紫穗槐根系形态参数在三种介质中没有显著差异。除根长外,根表面积、根平均直径和根体积等参数较对照都有一定程度的减少。图4 3种介质环境下3种植物根系形

25、态参数Fig. 4 The parameters of root of three species in three types of medium 3种植物在3种介质环境中不同径级的根系长度由表2所示。根系长度主要集中在(0-0.5和0.5-1)两个径级,1-2和2两个径级根系长度所占比例很小,特别是2径级 (表3)。桤木0-0.5径级的比例显著低于其他两个树种,特别是在铅锌矿区,细根比例为60%,低于对照的67.9%和铜矿砂的71.2%。桤木0.5-1和1-2这2个径级的比例则显著高于其他树种。紫穗槐细根(0-0.5)的比例较高,其中在铅锌矿砂和铜矿砂的比例高达88%,对照比例为82.2%

26、。黄连木的情况与紫穗槐相反,细根比例(0-0.5)是对照较高,为87.3%;铜矿砂中最低,为81.9%。表2. 3种介质环境下3种植物不同径级根系长度Table 3 The length (cm) of roots in different diameter classes of three woody species in three types of medium树种介质0-0.50.5-11-22桤木红土909.02385288.24103 b106.6845 b34.7318铅锌矿砂1013.56248448.03115 a185.3656 a42.087铜矿砂1096.6139631

27、7.91118 b96.4747 b28.176黄连木红土1279.26241a118.041844.111622.8113铅锌矿砂836.86290 b90.514137.07926.158铜矿砂1028.50344 ab148.113846.561432.187紫穗槐红土490.4520562.092526.04918.036铅锌矿砂516.7422643.262015.4956.952铜矿砂600.08326.2949.891316.41610.733注:表中同一列不同字母表示不同处理下同一树种根系形态参数差异显著(p0.05)根系颜色能初步反映出植物在逆境胁迫下的表现(数据为给出)。黄

28、连木根系颜色主要是深褐色和浅黄色,其中深褐色的比例在50%以上(体积除外)。褐色和黄棕色所占比例小(体积除外)。方差分析显示,各指标在3种介质中没有显著差异。紫穗槐根系颜色与黄连木相似,其中褐色的比例在50%以上(体积除外)。桤木根系颜色主要是深褐色和浅黄色,其中以浅黄色为主。各指标对照根系浅黄色的比例要高于污染介质。2.5 植物对重金属元素的吸收各树种根系和地上部组织中铅、锌和铜的含量由表3所示。重金属主要积累在植物的根部。铜在各树种组织中含量的变化范围为17.66-55.36 mgkg-1。铜矿砂中,桤木地上部铜的含量为24.66 mgkg-1,高于其他树种。与对照相比,植物体内铜的含量没

29、有显著的提高。铅在植物组织中的含量变化范围为2.67-196.00 mgkg-1。桤木根系中铅的含量要显著高于其他树种,其中根系中铅的含量最高为196.00 mgkg-1。紫穗槐在矿砂中有较好的生长,但其根系铅含量最低,为80.00 mgkg-1。植物生长在铅锌矿砂中,其体内重金属锌的含量要高于铜矿砂中的植物。桤木根系中锌的含量为333.67 mgkg-1 (铅锌矿砂),要显著高于其他树种。紫穗槐(铅锌矿砂)和黄连木(铜矿砂)根系中锌的含量较低,分别为135.00和60.13 mgkg-1。表3. 150天后3种植物在不同介质中各组织中重金属含量(干重,mgkg-1)Table 4. Heav

30、y metal concentrations (mgkg-1) in three woody species shoot and root tissues following different types of substrate after 150 days树种处理锌铅铜地上部根系地上部根系地上部根系桤木红壤78.96.12 ab186.6722.01 b5.001.00 c15.333.78 c 18.260.64 b47.561.62 ab铅锌矿砂80.032.35 ab333.67138.27 a9.330.57 b196.003.60 andnd铜矿砂77.6622.80 ab19

31、9.3358.62 bndnd24.666.40 a53.8816.29 a黄连木红壤47.974.07 d68.932.70 c4.670.58 c31.672.08 c17.661.16 b55.361.77 a铅锌矿砂58.932.58 cd185.673.78 b15.001.00 a143.675.51 andnd铜矿砂49.205.92 d60.139.52 cndnd19.600.34 ab41.463.21 b紫穗槐红壤70.71.75 bc96.263.34 bc3.000 c10.670.57 c21.330.51 ab53.44.59 a铅锌矿砂92.534.33 a13

32、5.003.46 bc13.672.51 a80.003.60 b ndnd铜矿砂61.207.97 cd90.033.21bcndnd25.264.01 a47.262.15 ab注:表中同一列不同字母表示不同处理下各树种组织内重金属含量差异显著(p0.05)桤木、黄连木和紫穗槐在铅锌矿砂和铜矿砂介质中的生物富集系数(bioconcentration factors)BCF值由表4所示。铜的BCF值在0.03-0.04之间,表明各树种对铜的积累有限。铅的BCF值在0.003-0.006之间,说明所试植物几乎不积累铅。锌的BCF值在铜矿砂中要高于在铅锌矿砂中。方差分析表明,BCF值在树种和介质

33、中没有显著差异。 表4表示各树种在铅锌矿砂和铜矿砂介质中的转移系数(translocation factors)TF值。紫穗槐对重金属的转移能力要高于其他树种,TF值分别为0.17(铅锌矿砂,铅)、0.68(铅锌矿砂,锌)、0.53(铜矿砂,铜)和0.689(铜矿砂,锌)。黄连木在铜矿砂中有较高的TF值,为0.84。桤木对重金属的转移能力较弱。表4. 3种植物在不同矿砂中的根系富集系数(BCF)和转移系数(TF)Table 5 Bioconcentration factor (BCF) and Translocation factor (TF) of Pb, Cu and Zn in thre

34、e woody species树种BCFTF铅锌矿砂铜矿砂铅锌矿砂铜矿砂铅锌铜锌铅锌铜锌桤木0.0040.00020.0300.040.010.060.0180.060.02 c0.280.15 b0.460.020.410.14 b黄连木0.0060.00040.020.0010.0300.040.0040.100.003 b0.320.01 b0.470.040.840.25 a紫穗槐0.0060.00110.040.0020.040.0060.050.0060.170.03 a0.680.02 a0.530.060.680.07 ab注:表中同一列不同字母表示同一处理下各树种BCF和TF

35、值差异显著(p100 mgkg-1(Zn)。本研究中植物组织中重金属含量要高于以上界限,可能是导致植物在不同矿砂中有不同耐性的原因。图1表明紫穗槐能正常生长,说明其对铅、锌和铜有较好的耐性。在矿砂中,其余植物生长受抑制,表明重金属对其毒害较大。营养元素对植物生长有着重要的作用。矿砂中营养元素的缺失可能是造成植物不能正常生长的另外一个原因22。固氮植物能从空气中固定氮从而提高其氮水平,因此固氮植物是尾矿植物修复的较好树种。从本试验结果可知,固氮植物紫穗槐在矿砂中有较好的生长,能适合矿区的植物修复。根系在植物生长发育过程中有非常重要的作用。研究表明植物根系在矿砂中并没有受到很大的毒害,且某些根系形

36、态参数比对照高,可能是因为试验供试植物本身的差异造成的。据观察,植物新生根系颜色以浅色为主,试验的结果表明,3种植物的新根比例较低,可能是金属毒性对其发育起到了抑制作用。由于对照红壤较粘重,因此可能影响了植物根系的发育。试验表明在矿砂中植物有叶黄化的症状。本试验测定的Ca、Mg、Fe、Cu和Mn等5种矿质元素中(数据未给出),矿砂介质中植物叶片Ca、Mg、Fe、Cu的含量的与对照相比有增加(Ca在铅锌矿砂中减少),特别是Mg的含量增加显著;Mn的含量下降明显。由于Mn与植物的光合、呼吸、叶绿素和蛋白质的合成等重要代谢过程密切相关,缺Mn时叶绿素和PS放氧复合体的合成将受到抑制23。因此推测本实

37、验中Mn的亏缺是桤木黄化症的主要原因之一,这与镉处理后,杨树出现黄花症的机理一致23。PS的最大量子产量(Fv/Fm) 作为光抑制和PS复合体受伤的指标24,反映了植物潜在的最大光合能力。当植物受到胁迫时,Fv/Fm会显著下降。试验结果表明,60 天后黄连木和桤木的Fv/Fm值在3种介质中没有差异,桤木的Fv/Fm值有一定程度的下降,说明在重金属胁迫下,桤木叶片发生了光抑制或者PS复合体受损害。黄连木在60 天 时Fv/Fm值与对照相比无变化,表明黄连木受到重金属胁迫后有一定的耐性,但在试验后期,黄连木在铅锌矿中表现出一定的受害症状,其受害机理将进一步研究。Fv/Fm下降可能是F0的上升或Fm

38、的下降。本试验中桤木F0有少量的升高,表明被叶绿素吸收的能量转化成电能(电子传递)的比例下降。Fm有下降的趋势,可能是叶绿素分子减少所致。黄连木的F0值没有变化,但在铜矿砂中有轻微降低,可能是因为PS天线的热耗散增加的缘故。光化学淬灭(qP)反映P S原初电子受体QA的氧化还原状态,较低的qP,反映PS中开放的反应中心比例和参与CO2固定的电子减少25。以往的研究表明,重金属胁迫导致植物qP下降23-25,本试验中,桤木和黄连木(铅锌矿砂)的qP呈现上升的趋势,但不显著(数据未给出),反映QA氧化状态的增加,可能是因为在重金属胁迫下放氧复合体或捕光色素复合体受到伤害,QA接受电子能力减弱,致使

39、QA的还原程度和还原速率也随之下降23。黄连木在铜矿砂中的qP有下降的趋势,表明黄连木幼苗利用光能的效率下降,PS的电子传递有受阻的趋势。非光化学淬灭(qN)反映了P S反应中心对天线色素吸收过量光能后的热耗散能力,同时也能反映光合系统的损伤程度26。黄连木(铜矿砂)的qN有增加的趋势,表明光保护机制起到了一定的作用,这也与生物量的结果相一致。Seo等14报道在没有营养处理下,紫穗槐根、茎和叶中的重金属含量分别为358.6、67.3和644.3 mgkg-1 (Zn);47.5、51.2和323.0 mgkg-1 (Pb);Cu 18.2、5.1和215.7 mgkg-1 (Cu)。 而本试验

40、表明植物对重金属的吸收相对较少,可能是试验时间较短(Seo的试验周期为18个月),此外试验供试植物属于幼苗期,对重金属的毒性耐性较低。土壤pH是影响重金属生物有效性的一个重要原因27。当土壤为碱性时,会限制重金属在土壤中的生物有效性28,而试验供试矿砂pH分别为7.84(铅锌矿砂)和8.45(铜矿砂),这可能是植物不能有效吸收重金属的一个原因。表4表明3种植物都能较好的吸收锌而较难吸收和转移铜和铅锌在植物体内的转移系数本身就高于铜和铅?,可能是因为铅和铜的毒性导致了植物不能有效的将其从根系转移至地上部29。试验中植物的BCF值和TF值都小于1,表明其对重金属的吸收转移能力较弱,因此收获的植物很

41、难有效的去除矿砂中的重金属。Mendez等 4认为植物的BCF值和TF值都小于1,可作为植物固定的参考植物。植物不同组织对重金属的吸收不一样,研究结果显示根系组织能积累更多的重金属,表明重金属进入高等植物后,其迁移能力被有效的限制30,根据毒理学的观点,植物积累较少的重金属,可以避免其进入食物链,有效减少环境危害5。4. 结论本研究的目的是评价速生木本植物在尾矿修复中的潜力,结果表明供试的3种植物紫穗槐、桤木和黄连木能在铅锌矿砂和铜矿砂中生长,紫穗槐在3种介质中的生长没有显著差异,是修复尾矿的较好树种。桤木在污染介质中出现黄化症状,黄连木的生物量在铅锌矿中显著减少。矿砂中重金属含量较高,但是只

42、有很少一部分重金属通过植物转移到地上部组织中。所有植物的BCF值和TF值都小于1。固氮植物紫穗槐有较好的耐性和较高的生物量,是修复尾矿区的潜力树种。References1 Conesa H, Faz A, Arnaldos R. Initial studies for the phytostabilization of a mine tailing from the Cartagena-La Union Mining District (SE Spain). Chemosphere, 2007, 66: 3844.2 Wang S L, Liao W B, Yu F Q, Liao B, Sh

43、u W S. Hyperaccumulation of lead, zinc, and cadmium in plants growing on a lead/zinc outcrop in Yunnan Province, China. Environmental Geology, 2009, 58: 471476.3 Mendez M O, Maier R M. Phytoremediation of mine tailings in temperate and arid environments. Reviews in Environmental Science and Biotechn

44、ology, 2008, 7: 4759.4 Young K. Distribution of ecological habitats by mining activities. Agricultural Ecology, 1988, 16: 3740.5 Deng H, Ye Z H, Wong M H. Accumulation of lead, zinc, copper and cadmium by 12 wetland plant species thriving in metal-contaminated sites in China. Environmental Pollution

45、. 2004, 132: 29-40.6 Bradshaw A D, Johnson M. Revegetation of Metalliferous Mine wastes: The Range of Practical Techniques Used in Western Europe. Manchester: Elsevier, 1992.7 Ye Z H, Shu W S, Zhang Z Q, Lan C Y, Wong M H. Evaluation of major constraints to revegetation of lead/zinc mine tailings using bioassay techniques. Chmosphere, 2002, 47: 11031111.8 Gonzalez R C, Gonzalez-Chavez M C A. Metal accumulation in wild plants surrounding mining wastes: soil and sediment remediation (SSR). Environmental Pollution, 2006, 144: 8492.9

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 其他


经营许可证编号:宁ICP备18001539号-1