人工湿地植物对重金属铅的抗性

更新时间：2014-06-27 11:22 来源：环境工程学报作者: 阅读：2105

摘要：随着含铅废水污染引起的生态安全问题日益加重，以及处理要求的日益严格，含铅废水的处理已成为目前研究和工程实践的重点。由于植物修复技术操作管理方便，成本低廉，处理效率高和选择性强等优点，植物修复已成为处理含铅废水的较有潜力的和行之有效的优化技术。实验参照水体重金属污染现状，模拟设置不同铅浓度的水体，通过盆栽水培实验及实验室分析测试，分别研究了重金属铅对芦苇、香蒲、鸭跖草这3种植物生长的影响、分析各种植物对铅的抗性的表现及重金属在植物体内的积累和分布，为人工湿地植物的选择提供科学依据。

铅是生物毒性较强的重金属元素，其在环境中移动性大，积蓄性强，毒性持久，因此，其对水生植物有很高的毒性并且很难从环境中去除。铅主要来自采矿、冶炼、化工、制革等行业排放的废水、废气、废渣，汽车排放的尾气，施用的农药、化肥，以及污水灌溉等。土壤中积累的铅，不仅能危害土壤植物生态系统，而且能通过径流和淋洗作用污染地表水和地下水，通过食物链在人体内富集。

铅污染环境的修复已经成为当前环境科学研究的热点课题，使用传统的土壤修复方法耗资巨大且收益不明显，植物修复技术由于其成本低廉、选择性强、无二次污染等优点，已成为当今国内外资源、环境及生命科学研究的前沿。尤其是人工湿地技术是目前实验和工程实践的重点。

人工湿地被称为天然的污水净化器，植物是人工湿地技术的核心，如何选择正确的植物是进行重金属高效去除的关键。所选取的植物必须是对重金属有较强吸收能力并能将其运输到地面上的超积累植物，目前已找到的能达到治理污染与恢复生态的目的的植物已有500多种，其中铅超富集植物有16种，如利用超富集植物东南景天吸收铅等，因其生长缓慢、生物量小的缺点，难以在大规模的污染水体中应用，所以，筛选出的植物必须满足生物富集量大、生长速度快，生物量大，重金属抗性强的要求。本实验选取芦苇、香蒲和鸭跖草这3种植物作为研究对象，实验采用水培的方法，观察和分析植物在不同铅浓度状态下的生长状况和抗性表现，以期为处理含重金属污染废水的湿地处理技术提供理论和科学依据。

1材料与方法

1.1实验用水

实验用Pb（NO3）2是溶于水的白色晶体，但在实验中发现Pb（NO3）2投入自来水中，立即产生白色的悬浮物质，这主要是由于Pb2＋与水中的CL－、SO2－4以及OH－、CO2－3等离子结合。生成硫酸铅、氢氧化铅等不溶性的盐类因此为了减少实验测量误差，所以用去离子水对植物进行水培实验。因为要对植物进行分浓度培养，所以要用去离子水配成0、5、10、50、100和200mg/L的铅溶液进行实验。

1.2植物材料

通过对大量文献的阅读与分析，实验选取芦苇、香蒲和鸭跖草这3种湿地中常见的、繁殖力强且具有较好处理效果的植物作为供试材料，在2012年3月，采用水培方法进行幼苗预培养，挑选出长出根的植株，将植株转移到容积为7L的清洁塑料圆桶，桶内注入3L的培养液，在桶上放置开孔泡沫板作为植物的生长载体，对所选用的人工湿地植物（芦苇、香蒲、鸭跖草）进行栽培，待长出较旺盛的根系之后，将植物转移到新的同样规格的含铅培养桶中，桶中依然注入3mL的培养液，不过培养液中加入不同浓度浓度的铅，开始进行铅处理。每种植物选出高度和生物量相近的植株，每种植物在每个浓度梯度设3个重复。观察湿地植物在不同的铅浓度下（0、5、10、50、100和200mg/L）的生长状况。对人工湿地植物进行筛选，观察植物形态的变化（株高、叶片数、分蘖数），观察植物受铅污染的伤害症状。植物在处理液中生长21d收获。放养7、14和21d各取一次植物样分析植物的细胞渗透率。

对于取出的植物样进行重金属含量分析。将取出的植物分袋装好，用去离子水冲洗掉植物表面的重金属，用吸水纸洗掉水分，将植物的根茎叶分开，放在70℃的恒温干燥箱烘48h。将植物样在植物球磨机里磨成能过200目筛的粉末。称取0.2g的植物粉末，之后将植物样进行消解、赶酸、定容、过滤等步骤，将所得的溶液进行ICP检测。

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