1、Accumulation of Cd,Pb and Zn by 19 wetland plant species in constructed wetland人工湿地19种湿地植物对镉、铅、锌的积累摘 要通过在一个被灌溉了分别含有浓度为0.5 ， 2.0和5.0毫克镉，铅和锌的人工废水的小规模的人工湿地的实验来调查19种湿地植物物种对镉，铅和锌的吸收和分配。结果表明，从该废水去除镉，铅和锌的效率在90 以上。一般来说，在这19种植物物种中，在地上部分，地下部分和整个植物关于重金属的浓度和量上有十几种是不同的。在地上部分植物吸收金属的分布比率约30 至90 左右。所有工厂的累积，在一收获， 19
2、.85 的Cd ， 22.55 的铅和23.75 的锌被加入到废水。在四个植物物种，例如，喜旱莲子草，茭白宽，草小腿-加利和蓼，积累了大量的镉，铅和锌。鸭舌是能够积累镉和铅， isachne globosa积累镉和锌，马唐和fimbristylis miliacea积累锌。结果指出，在处理重金属污染污水的人工湿地的植物，可以通过phytoextraction发挥重要的作用去除重金属。选择植物种类的使用在构建湿地会影响到相当去除效率和功能期湿地。关键词：镉，铅，锌，湿地植物，积累目 录1 介绍.12 原料和方法.2 2.1人工湿地设计.2 2.2 收集湿地土壤物种和实验设计.2 2.3 样品制备
3、和分析方法.33 结果4 3.1湿地植物物种对镉的浓度和积累的变化.53.2湿地植物物种对铅的浓度和积累的变化.63.3 湿地植物物种对锌的浓度和积累的变化.83.4湿地植物物种在镉、铅和锌的量积累上的总变化83.5湿地植物物种在镉、铅和锌的分配上的变化94. 结果与讨论9致谢.11参考文献11外文原文.121. 介绍在中国，由于工业发展和人口膨胀，水环境中的重金属污染问题日益严重1,2。在所有的重金属中，锌是植物生长的必要元素，容易被根部吸收3，但当它在植物组织中的浓度为150-200g/g时，就被认为是有毒的4。在一些受污染的场所中，植物的锌含量已经达到了0.X%(DW)的大小，这将会造成
4、很严重的环境问题5。在自然界中，镉伴随着锌存在。镉在食物链污染方面被认为是一种最重要的污染物之一，因为它容易被植物吸收并扩散于植物内部6。引起镉污染的最重要的源头是金属工业，塑料，交通工具和下水道的化石燃料7。铅不是植物生长要素，它在植物组织内部的浓度达到30300g/g就被认为是有毒的8。目前，铅作为一种对人类和动物有危险性的污染物倍受关注。铅被发现于蓄电池，工业污泥，玩具产品，印刷，石油工业，废水和废气中7。人工湿地有很多用途，以前它被建在康复中心发挥其特定的功能，比如废水处理9。在最近几年里，我们把更多目光集中在人工湿地去除有毒金属方面10。在人工湿地中，由于各种相互作用，污水里的大部分
5、金属被去除11。在湿地土壤里，永久性的或暂时性的缺氧环境使得重金属成分被还原成亚硫酸盐或金属固体以阻止其流通12。但植物在重金属的去除上也发挥了很重要的作用，像过滤，吸附，阳离子的置换，在根围中根部所引起的化学变化13，14。不同的植物有不同的去除和吸收重金属的能力，一些植物比其他植物吸收更多的重金属，像浮萍15，柳树16，香蒲和常见的芦苇17。在一些著作中也提到一些植物种类能够吸收特定的重金属，像Spirodela polyrhiza就只吸收锌18。因此，种在人工湿地中的植物种类能够影响湿地在去除废水重金属成分的功能。在这篇论文中提到以下几个问题：1).19种湿地植物种类在对镉，铅和锌的提取
6、和吸收上的不同。2).这些植物种类在地下部分和在地上部分对镉，铅和锌的作用的不同。3).讨论湿地植物的潜在功能和在去除金属所对应的植物种类的选择。从研究结果能得出在建造湿地过程中通过挖掘湿地植物去除重金属的潜能来选择适当的湿地植物。2原料和方法21 人工湿地设计小规模地区（SSP）的构建湿地被用于这研究。在中国常州市（3041N, 11950E），SSP被建立在开放式空调下面。该种湿地由两部分组成，每部分的面积是2平方米（ 1米 2米）。两者充满了深度为25厘米的土壤。这些土壤是从一无公害水稻田地上离顶部20 cm厚的地方获得的，并通过五毫米筛来筛选。它们是一种含有较高组分的砂（ 56.8 ）
7、和具有一个中性的pH值（ 6.73 ）的砂质壤土。 它也包含了适量的有机质（ 2.47 ） ， 阳离子交换容量（ 12.4 cmol公斤- 1 ）和氮含量（ 0.14 ） 。在土壤中总镉，铅和锌的浓度，通过过氧化氢-高频-硝酸-高氯酸消化并用原子吸收光谱法测试出来 19 ，它们分别是0.18 ， 32.36和109.68毫克公斤- 1 （DW）。室内的土壤浸没在水中（大约淹没土壤表面5厘米以上），当植物幼苗移植到其里面的一个月前。22 收集湿地土壤物种和实验设计19种湿地植物物种的幼苗是从常州郊区收集的。物种是由7个亲属构成的， 其中9种是属于禾本科（见表1 ） 。 因为该物种通常形成植物优势
8、的组成部分，在金属污染的地方生长旺盛 20 ，而且很容易在常州被发现。物种的幼苗种以类似的大小（ 10-20厘米的高度或长度）被移植到分庭，在两个处理厂里一个分庭有一个物种。这些幼苗被安排在一个连贯和随机分配的分庭里。人工废水分三次被引入两个分庭其中的一个，即幼苗被移植后的第15天，第22天和第29天。 有时160公升的人工废水被加进该分庭里。这些人工废水是被加进浓度分别为0.5 ， 2.0和5.0毫克/升的镉，铅和锌。这效仿了被重金属严重污染的废水 7 。重金属的解决方案是将它们转化为氯化镉，氯化铅和氯化锌。另一分庭则引入没有金属的废水作为比较。在实验过程中这两个分庭应该维持淹没的状态下（淹
9、没土壤表面5-8厘米以上）。表1 实验中用到的人工湿地植物的种族及种类代码名称种族种类A蓼科蓼酸模B蓼科Polygonum hydropiperC莎草科墨旱莲D莎草科Aster subulatus MichxE莎草科Cyperus iriaF莎草科Aster subulatus MichxG莎草科fimbristylis miliaceaH豆科的aeschynomene籼I雨久花科鸭舌J苋科喜旱莲子草K禾本科草小腿-加利L禾本科草尾M禾本科草N禾本科茭白宽O禾本科马唐P禾本科籼Q禾本科芦苇R禾本科Isachne globosaS禾本科水稻2.3 样品制备和分析方法在幼苗移植60天之后，所有植物
10、（整个处理厂）将得到收获并用自来水和去离子水彻底地清洗。植物分为地上部分和地下部分。样品在70烘干并恒重至干重。然后这些烘干了的样本通过钢磨床（FW-100，中国）再通过100网筛。该样品中镉，铅和锌的浓度通过硝酸-高氯酸（4:1）消化程序并用原子吸收光谱法来测定 21 。所有样本的三个复制品同时运行以确保精确度。关于样本中金属的浓度和积累的数据通过求出其平均值标准偏差测试三个复制品，数据分析用Excel2000为赢。3. 结果3.1 湿地植物物种对镉的浓度和积累的变化表2表明，湿地植物物种在植物中镉的浓度和数量积累上存在着很大的变化。 关于镉的浓度，在植物的地下部分，地上部分以及整体的最高浓
11、度分别是其最低浓度的67倍，8倍，和6倍。在地下部分，地上部分以及整体含有最高浓度的镉的物种分别是（鸭舌） ， R （isachne globosa）。 关于镉的量的积累，在植物的地下部分，地上部分以及整体的最高值分别是其最低值的33倍，47倍，和31倍。在地下部分，地上部分以及整体具有最高数量的镉的物种是相同的，即J （下旱莲子） 。在地下部分镉的平均浓度高于地上部分两倍，但在地下部分的镉的数量积累只有地上部分的61.3 。表2 不同的人工湿地植物中囤积镉的溶度和数量代码名称镉的溶度mg/kg镉的囤积mg地下地面植物体内地下地面植物体内A40.57 4.87 8.85 1.1413.60 1
12、.740.539 0.0320.665 0.0961.204 0.154B92.51 4.86 11.55 1.2819.65 1.881.832 0.0982.058 0.2403.890 0.371C9.13 0.23 9.04 0.049.06 0.060.094 0.0080.373 0.0210.467 0.023D41.81 1.11 14.00 3.0722.34 2.610.163 0.0140.127 0.0280.290 0.034E12.38 1.16 18.97 1.9517.65 1.340.267 0.0181.639 0.1251.906 0.107F10.67
13、0.67 14.24 1.2913.52 0.900.224 0.0141.196 0.1081.420 0.094G21.20 1.98 11.95 1.3713.80 0.460.657 0.0521.481 0.1602.139 0.125H9.07 1.02 6.48 0.556.87 0.340.256 0.0291.036 0.0881.291 0.064I171.21 2.65 21.26 1.9136.25 1.581.918 0.1302.143 0.1924.060 0.277J96.66 10.82 20.56 1.1728.17 1.563.219 0.2526.163 0.3469.382 0.664K29.46 5.77 6.06 0.08
