万山汞矿区内草本植物汞含量调查分析

唐帮成 郭洪刚 邵静

摘 要：为了找到一些汞超富集植物，对贵州省铜仁市万山汞矿废弃地区自然生长的7种草本植物进行了调查，并对其汞含量进行分析，以期为重金属污染的土壤改良提供参考。研究结果表明，矿区内不同的植物所含汞量不同，所采集的7种植物中，蒲公英的含汞量比其他几种高，荞麦的含汞量则相对最低。

关键词：草本植物；汞含量；汞矿区；调查分析

中图分类号 X171 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）21-81-02

汞是在常温下唯一呈液态的金属元素，具有很强的毒性。在自然界中，大部分汞与硫结合成硫化汞，广泛分布于地壳表层，汞在化工业、造纸业、采矿业和国防工业中应用广泛。汞在作物体内的富集随土壤污染程度的增加而增加，植物可以吸收大气中的汞，也可以吸收土壤中的汞；当其源于土壤汞时，则植物根汞高于植物地上部汞。汞在植物各部分的分布一般是根>茎、叶>种子。汞是危害植物生长的元素，通常有机汞和无机汞化合物以及汞蒸气都会引起植物汞中毒。然而，在食物链中，植物处在整个食物链的最底层，植物体内的汞含量以及其本身对汞的富集程度对整个生态系统有着重要的影响。因此，对植物中汞含量的调查及研究就显得非常重要。为此，笔者通过对矿区植物的调查和分析，找出一些富集重金属的植物，以期对富集重金属的土壤进行改良。

1 材料与方法

1.1 试验仪器 量筒、烧杯、漏斗、玻璃棒、滤纸、胶头滴管、容量瓶（100mL）、植物粉碎机、标准检验筛（100目）、电子分析天平、98-II-B磁力搅拌电热套、AFS-3100双道原子荧光光度计（北京科创海光仪器有限公司）。

1.2 试验试剂 硝酸（65%～68%）和双氧水（30%）均为优级纯；氢氧化钾和硼氰化钾均为分析纯；1 000μg/mL汞标准贮备液（由国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院提供，介质5%硝酸）。

1.3 试验方法

1.3.1 样品采集 万山区坐落在贵州铜仁，有着高低起伏的地势，区内最高海拔达1 149.2m，最低海拔270m，伴有特殊的中亚热带湿润气候。在万山黑洞子矿区，笔者对周围生长的草本植物进行普查后，选择在黑洞子矿区废矿渣上进行随机取样，观察并记录植物的种类、数量以及生长状况，然后全株采集带回，并按S型路线采回混合土样，每个土样按采集深度10～20cm采取3次，贴上标签带回实验室。样品的采集时间为10月上旬。

1.3.2 样品处理 将采集的植物样品用自来水冲洗干净，再用蒸馏水淋洗，并将洗净的植株在室温下自然风干。用植物粉碎机将其粉碎，再用100目的标准检验筛把粉碎后的植物样品筛过后，装于小玻璃瓶中贴上标签待用。将植物样品进行消解处理，准确称取0.20g处理好的植物样品放入玻璃仪器中，加5mL浓HNO3和1mLH2O2，置于磁力搅拌电热套中加热至植物样品溶解，冷却，过滤，定容至100mL，贴上对应标签待测。

1.3.3 样品汞含量的检测 称取1.009 3g氢氧化钾和0.052 2g硼氰化钾，加水溶解并定容至500mL作为标准液，先对原子荧光光度计进行校准。取0.5mL经过消解处理的植物样品溶液，稀释。在7种植物样品中，将蒲公英稀释4 000倍，芒其稀释2 000倍，其它几种均稀释1 000倍，摇匀，再分别用原子荧光光度计测定其荧光强度值，根据所得标准曲线，用植物消解样品的汞浓度乘以稀释倍数得到植株中的汞含量。

2 结果与分析

2.1 汞矿区的植物种类组成及分布 经过长期的自然选择，在万山汞矿区废矿及废渣上，正常生长的多为草本植物，乔木和灌木较稀少。所选择的7种植物都采于万山黑洞子矿区，分属6个科，其中狗尾巴草和竹子为禾本科，其它几种属于凤尾蕨科、里白科、菊科、桑科、蓼科（表1）。该汞矿区的植物生长形态各异，除少数植物生长比较茂盛外，其他植物表现出一定的受毒症状：生长矮小，叶色不正常，且生物量也不多。

2.2 几种植物汞含量的测定结果分析 由植物样品汞含量的测定结果表明，7种植物的汞含量差异明显，其中蒲公英的汞含量最高，荞麦的汞含量相对较低，这几种植物对汞的富集能力都较差，体内汞含量都小于10mg/kg（图1）。

2.3 植物对汞敏感程度的评价 汞对不同植物形态的影响不同。在长期受汞污染的环境下，植物生长对汞有一定的耐受能力，且体现的敏感性分为3个等级：第一等级，植物茎秆细小，枝叶枯萎，叶片症状显黄色或红色，不耐汞毒害，适应能力较差，对汞敏感性强；第二等级，茎秆较挺拔，枝叶有轻微的枯萎症状，比较耐汞毒害，适应能力一般，对汞敏感性较强；第三等级，植物茎秆挺拔，枝繁叶茂，耐汞毒害，适应能力较强，对汞的敏感性较差。

3 结论

超富集植物是指能超量吸收重金属并将其转移到地上部的植物，对汞超富集汞植物来说，植物体内的汞含量应至少超过10mg/kg。由本次研究结果表明，从汞矿区所调查到的7种植物中的汞含量差异明显，其中蒲公英的汞含量最高，荞麦的汞含量相对较低，且7种植物的汞含量均未超过10mg/kg，这7种植物均不能对汞污染的土壤起到很好的修复效果。因此，若要找到对土壤有良好修复作用的植物，仍需要作进一步的调查研究。

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