張?jiān)葡?周 浪 ,肖乃川,龐 瑞,宋 波,2,*

1 桂林理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院, 桂林 541004 2 桂林理工大學(xué)巖溶地區(qū)水污染控制與用水安全保障協(xié)同創(chuàng)新中心, 桂林 541004

近年,由于工業(yè)“三廢”和含Cd肥料大量施用,大量的重金屬Cd進(jìn)入土壤后導(dǎo)致土壤中Cd污染日趨嚴(yán)重,Cd作為重金屬中毒性和遷移性最強(qiáng)的一種,通過(guò)食物鏈在人體內(nèi)累積并造成危害[1- 3]。因此,對(duì)Cd污染農(nóng)田土壤的修復(fù)變得十分重要。與傳統(tǒng)重金屬污染修復(fù)方法相比,重金屬污染的植物修復(fù)技術(shù)以其無(wú)二次污染、低成本等優(yōu)點(diǎn)成為各國(guó)重金屬污染治理領(lǐng)域的熱點(diǎn),而修復(fù)植物的選擇是植物修復(fù)最重要的內(nèi)容[4- 7]。目前,已有文獻(xiàn)報(bào)道的超富集植物有東南景天[8- 9],寶山堇菜[10],印度芥菜[11]等,但因其生物量小,或因抵抗惡劣環(huán)境的能力較差等因素,沒(méi)有被大面積的推廣和應(yīng)用。

鬼針草(B.pilosaL.)[12],一年生草本,分布于中國(guó)的大部分地區(qū),喜溫暖濕潤(rùn)氣候,路邊,房屋旁和荒野均能生長(zhǎng),為民間常用草藥。魏樹(shù)和等[13]最早報(bào)道三葉鬼針草為鎘超富集植物,也有學(xué)者[14]研究了農(nóng)田生態(tài)型與礦山生態(tài)型兩種三葉鬼針草的不同株數(shù)混種比例對(duì)其鎘累積的影響,也有學(xué)者[15]研究了以不同Cd污染程度的實(shí)際土壤為對(duì)象,采用盆栽試驗(yàn),對(duì)比三葉鬼針草、黑麥和印度芥菜對(duì)Cd的耐受、富集、轉(zhuǎn)移能力及修復(fù)效率,學(xué)者[16]通過(guò)土培盆栽試驗(yàn)研究了白花鬼針草對(duì)重金屬Cd的耐性和富集遷移特性,有學(xué)者[17]選取玉米為研究對(duì)象,配合超富集植物三葉鬼針草間作,發(fā)現(xiàn)玉米套種三葉鬼針草同時(shí)施用螯合劑乙二胺二琥珀酸(EDDS),污染地塊土壤中Cd、Pb提取率最優(yōu)。但對(duì)野外調(diào)查、盆栽試驗(yàn)和田間試驗(yàn)系統(tǒng)比較鬼針草的富集特性的研究較少,研究選擇廣西,廣東,貴州和福建典型的鉛鋅礦區(qū)內(nèi),采集鬼針草及其根際土壤;并設(shè)計(jì)室內(nèi)盆栽和田間試驗(yàn),探討鬼針草對(duì)Cd的富集特性和對(duì)Cd污染農(nóng)田土壤修復(fù)的可行性。

1 材料與方法

1.1 野外調(diào)查

2017年5—8月實(shí)地調(diào)查了10個(gè)鉛鋅礦區(qū)(表1),以上礦區(qū)在調(diào)查時(shí)已經(jīng)停止采礦活動(dòng)均有5年以上的時(shí)間,礦區(qū)內(nèi)雜草叢生,在礦區(qū)中選擇長(zhǎng)勢(shì)好的鬼針草,共采集了19組鬼針草及其根系土壤樣品。

表1 采樣的礦區(qū)

1.2 盆栽試驗(yàn)1.2.1 試驗(yàn)時(shí)間地點(diǎn)

2018年4—7月,盆栽試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在桂林理工大學(xué)雁山校區(qū)水站內(nèi)(站內(nèi)加蓋了擋雨塑料棚,棚內(nèi)高度為4 m),地理位置為東經(jīng)110°17′,北緯25°05′,海拔約194 m,該試驗(yàn)站周圍沒(méi)有污染源。

1.2.2供試材料

供試土壤采自桂林某受礦業(yè)活動(dòng)及礦業(yè)排放污水污染的不同Cd污染程度的耕地表層土(低濃度T1組和高濃度T2組)[18]和對(duì)照組(CK),土壤類型為旱地土壤,2018年3月5日采集帶回實(shí)驗(yàn)室,供試土壤自然風(fēng)干后,全部過(guò)4 mm篩,充分混勻后,稱取3.5 kg土壤于花盆中備用,設(shè)置高濃度和低濃度分布為處理1和處理2,每個(gè)處理設(shè)置4個(gè)平行。供試土壤性質(zhì)見(jiàn)表2。鬼針草種子購(gòu)買自江蘇宿遷綠地工程有限公司。

表2 供試土壤基本性質(zhì)

1.2.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于2018年5月15日播種,播種后25d間苗,每盆留長(zhǎng)勢(shì)相近的3株苗。為了使其在自然狀況下生長(zhǎng), 不施底肥且露天栽培, 根據(jù)盆中土壤缺水情況, 不定期澆水(水中未檢出Cd), 使土壤含水量經(jīng)常保持在田間持水量的80%左右。為防止污染物淋溶滲漏損失, 在盆下放置塑料托盤(pán)并將滲漏液倒回盆中,植物生長(zhǎng)60d后(2018年8月10日)收獲分析。

1.3 田間試驗(yàn)

1.3.1試驗(yàn)方案

研究區(qū)域位于廣西壯族自治區(qū)東北面,桂林市區(qū)南面,隸屬桂林市管轄,縣城距離桂林市區(qū)65 km,地處東經(jīng)110°13′—110°40′,北緯24°38′—25°04′。區(qū)域上游鉛鋅礦開(kāi)采活動(dòng)導(dǎo)致下游農(nóng)田被Cd污染[16]。除了鬼針草之外,還在大田種植了青葙、籽粒莧和八寶景天用于對(duì)比。2018年7—10月,各選擇0.0667、0.0333、0.0066 hm2左右Cd污染農(nóng)田進(jìn)行田間試驗(yàn)小區(qū),分別種植鬼針草(小區(qū)1),籽粒莧(小區(qū)2)和八寶景天(小區(qū)3)?？紤]到試驗(yàn)地在田間試驗(yàn)過(guò)程中的重要性,選擇陽(yáng)光充足、四周空曠、便于管理,相對(duì)平坦的地進(jìn)行試驗(yàn)。2018年7月15日,深耕土壤,均勻施加復(fù)合肥作為基肥,混施后旋耕,定期澆水,保持田間持水量為80%左右。播種鬼針草,采用條播方式(22.5 kg/hm2)鬼針草和籽粒莧播種時(shí)采用種子和沙子1∶1混勻后再播,行距為20 cm,按行距拉線踩印,開(kāi)溝播種,播種時(shí)應(yīng)盡量保證播種均勻,深淺一致,避免漏種,覆土0.5—1 cm。八寶景天則為扦插的方式,植物定苗后約15d,適當(dāng)間苗,保持每公頃約90000株植株。生長(zhǎng)過(guò)程中,適當(dāng)施用基肥,每公頃追加尿素105—120 kg,保持植物正常的營(yíng)養(yǎng)需求,并適當(dāng)除草,生長(zhǎng)60d后(2018年10月20日),根據(jù)小區(qū)的面積大小,采集鬼針草地上部樣品及其根系土壤共10組,籽粒莧2組,八寶景天1組,并于取樣后進(jìn)行測(cè)產(chǎn)。

1.4 樣品采集與分析

植物樣品與根系土壤同步采集,野外調(diào)查時(shí)和田間試驗(yàn)采集完整一株鬼針草植株,盆栽試驗(yàn)室采集花盆中所有鬼針草,將其置于牛皮檔案袋中,并帶回實(shí)驗(yàn)室。根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?將植物分成根,莖,葉,或者地上部和地下部,將其用自來(lái)水清洗干凈,再用流動(dòng)的超純水潤(rùn)洗3—5次,自然晾干后稱鮮重,并于干燥箱中(80℃左右)烘干至恒重,此時(shí)稱干重用于計(jì)算植物含水率,取出樣品用不銹鋼打磨機(jī)粉碎后裝入聚乙烯瓶中編號(hào)待分析。田間試驗(yàn)時(shí)取樣后,在植物鬼針草種植區(qū)隨機(jī)劃定4 m2小區(qū)3個(gè),收獲全部地上部植物后,稱重,記錄,以計(jì)算鬼針草大田生物量。采用類似方法對(duì)籽粒莧和八寶景天進(jìn)行測(cè)產(chǎn)。

采集植物根際周邊土壤,將植物輕輕拔起后,抖動(dòng)根部,將根部散落土壤收集于布袋中,或根部黏著的土壤量較少時(shí),在植物根部生長(zhǎng)處采集土壤,即為根際周邊土壤?？紤]到耕作層土壤有效部分為0—10 cm,采集田間試驗(yàn)土壤時(shí)采集鬼針草根際0—10 cm的土壤,記錄并編號(hào)后帶回試驗(yàn)室,在實(shí)驗(yàn)室除去石塊和植物根系并且使其自然風(fēng)干,之后磨碎,每個(gè)土壤樣品分別過(guò)0.841 mm和0.149 mm尼龍篩網(wǎng),之后將樣品裝進(jìn)牛皮信封袋保存。樣品的采集、混合和研磨等處理均使用木頭、塑料或瑪瑙等非金屬工具,以避免樣品被污染,每制備完成一個(gè)土壤樣品,必須用清水將工具完全清洗干凈,以避免土壤樣品間的交叉污染。

土壤pH采用土水比為1∶ 2.5的pH電位法測(cè)定[19],土壤消解采用美國(guó)國(guó)家環(huán)保局[20- 21](US EPA)推薦的HNO3-H2O2體系,植物樣品采用HNO3-HClO4方法消解,有效態(tài)Cd,Pb采用DTPA浸提法[22- 23],用石墨爐原子吸收分光光度計(jì)(AA- 700,美國(guó)珀金埃爾默PE)測(cè)定Cd、Pb含量,使用ICP-OES測(cè)定Cu、Zn、Ni含量。同時(shí),為保證試驗(yàn)方法的可靠性和所用試劑的可靠性,并盡量減少由于環(huán)境和實(shí)驗(yàn)員操作所產(chǎn)生的誤差,在分析樣品時(shí)加入10%—15%的重復(fù)數(shù)。分析過(guò)程分別加入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品(GSS- 4、GSF- 4)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)植物樣品(GSV- 1)進(jìn)行質(zhì)量控制,分析中Cd的回收率為82.2%—109%,符合分析質(zhì)量控制要求。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

富集系數(shù)(BCF)反映植物從土壤中吸收重金屬能力,計(jì)算方法如(1)所示;轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)(TF)可作為植物將重金屬?gòu)牡叵孪虻厣喜糠诌\(yùn)輸能力的評(píng)價(jià)系數(shù),計(jì)算方法如(2)所示[9, 24]。此外,大田試驗(yàn)中,可通過(guò)植物干重與地上部分含量乘積計(jì)算每公頃植物的Cd吸收量,結(jié)合土壤中Cd含量計(jì)算去除效率。 (1)富集系數(shù)BCF =地上部中重金屬含量/土壤中重金屬含量; (2)轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)TF =地上部重金屬含量/根部重金屬含量。土壤重金屬污染評(píng)價(jià)采用單因子污染指數(shù)法[25]。

試驗(yàn)結(jié)果使用Excel 2013進(jìn)行整理,應(yīng)用SPSS 23.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布,平均值使用算術(shù)均值,符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布,使用幾何均值。土壤環(huán)境質(zhì)量采用《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB 15618—2018)為標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 野外調(diào)查中鬼針草對(duì)重金屬的富集特征

調(diào)查的4個(gè)省份的鉛鋅礦土壤中重金屬含量見(jiàn)表3。其中,廣東省,廣西壯族自治區(qū),貴州省和福建省鉛鋅礦區(qū)土壤Cd含量分別為52.3、43.9、157、71.3 mg/kg。相關(guān)性分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),有效態(tài)Cd與全量Cd在0.05水平上顯著相關(guān),全量Pb與有效態(tài)Pb在0.01水平上有顯著的相關(guān)性。

調(diào)查的礦區(qū)中鬼針草中根,莖,葉含量見(jiàn)表4。葉片中Cd含量最大值為53.3 mg/kg,均值為24.8 mg/kg。四個(gè)省份中,根、莖、葉中Cd含量差異不顯著,不同部分Cd含量表現(xiàn)為：葉片>莖>根。對(duì)Cd表現(xiàn)出穩(wěn)定的積累特性,其他重金屬含量在鬼針草植株中表現(xiàn)在正常范圍。礦區(qū)鬼針草植物富集系數(shù)(BCF)和地上部轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)(TF)見(jiàn)表5和表6,可以看出：鬼針草Cd的富集系數(shù)最大值為2.08,均值為0.60,轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)為1.99。不同省的Cd的富集系數(shù)均值為：貴州<廣東<福建<廣西<1。其轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均大于1,運(yùn)輸Cd的能力較強(qiáng)。對(duì)于其余重金屬,鬼針草的富集系數(shù)均<1。

所調(diào)查的根系土壤中Pb和Zn的含量較高,在不同礦區(qū)所采集的鬼針草植株均長(zhǎng)勢(shì)較好,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)毒害現(xiàn)象。經(jīng)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)在0.05水平下,鬼針草對(duì)Cd的富集系數(shù)與有效態(tài)Cd表現(xiàn)顯著的相關(guān)性。需要在盆栽和田間試驗(yàn)中驗(yàn)證鬼針草對(duì)Cd污染農(nóng)田的修復(fù)效率和可行性。

表3 調(diào)查的不同省份鉛鋅礦鬼針草根系土壤重金屬含量

表4 調(diào)查礦區(qū)中鬼針草中重金屬含量/(mg/kg)

表5 鬼針草的不同重金屬富集系數(shù)(BCF)

表6 鬼針草的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)(TF)

2.2 盆栽試驗(yàn)中鬼針草對(duì)Cd的耐性及富集潛力

利用Cd污染原土進(jìn)行盆栽試驗(yàn),鬼針草成熟后采集土壤和鬼針草樣品,對(duì)照組(CK),T1,T2根際土壤Cd全量均值分別為0.37,2.57,12.4 mg/kg, DTPA浸提Cd含量分別為0.21,1.94,10.50 mg/kg。處理組pH均表現(xiàn)弱酸性(表7)。經(jīng)相關(guān)性檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)土壤Cd全量與有效態(tài)Cd在0.01水平上顯著正相關(guān),而pH與有效態(tài)Cd和全量Cd在0.01水平上顯著負(fù)相關(guān)。

表7 盆栽試驗(yàn)根際土壤pH和Cd含量

采集盆栽中鬼針草地上部和地下部測(cè)定Cd含量,同時(shí)測(cè)得鬼針草株高和地上部干重(表8),結(jié)果表明,不同處理組間其葉色均未發(fā)生明顯變化,獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)表明,株高之間差異不顯著,地上部干物質(zhì)量與對(duì)照組也沒(méi)有顯著差異,表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐性。從富集特性(表8)可以看出,低濃度Cd土壤處理 (T1), 鬼針草地上部Cd的富集系數(shù)為4.70,轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)1.59,大于1,高濃度Cd土壤處理(T2), 其地上部Cd 含量達(dá)到43.1 mg/kg, 但其地上部Cd 富集系數(shù)為3.51。差異性檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn),試驗(yàn)組(T1,T2)地上部Cd含量是顯著高于對(duì)照組(CK),T1,T2組中鬼針草地上部富集系數(shù)顯著高于CK,轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)差異不顯著。相關(guān)性檢驗(yàn)顯示,鬼針草地上部Cd含量與土壤Cd全量和有效態(tài)Cd含量在0.01水平上有顯著的相關(guān)性,3個(gè)處理地上部的Cd富集系數(shù)都>1,且在T1,CK組中轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均>1,表明鬼針草轉(zhuǎn)運(yùn)重金屬的能力較強(qiáng)。由此可見(jiàn), 鬼針草對(duì)Cd 的富集特性符合超積累植物所具有的地上部重金屬含量大于其根部重金屬含量的基本特征, 而且其地上部Cd 富集系數(shù)也大于1。因此,可以認(rèn)為鬼針草對(duì)Cd具有一定的積累特性,可以將土壤中的Cd轉(zhuǎn)移到植株體內(nèi)。

表8 盆栽試驗(yàn)中不同濃度下鬼針草的生長(zhǎng)狀況和對(duì)Cd的富集情況

2.3 田間試驗(yàn)鬼針草對(duì)Cd污染土壤的去除率2.3.1 試驗(yàn)田土壤Cd含量特征

田間試驗(yàn)小區(qū)土壤Cd含量特征見(jiàn)表9?？梢钥闯?試驗(yàn)小區(qū)土壤pH呈弱酸性,不同試驗(yàn)小區(qū)種植的修復(fù)植物不同,小區(qū)1,2,3的土壤Cd全量分別為2.66,4.54,4.04 mg/kg。根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB 15618—2018)規(guī)定的篩選值,各小區(qū)單因子污染指數(shù)分別8.43,15.1和13.5,污染區(qū)超篩選值比例為100%,管制值為3 mg/kg,小區(qū)1超管制值的比例為10%。相關(guān)性檢驗(yàn)顯示,有效態(tài)和全量Cd在0.01水平上顯著性相關(guān)。

表9 田間試驗(yàn)區(qū)土壤Cd含量特征

2.3.2試驗(yàn)田鬼針草地上部對(duì)污染農(nóng)田Cd去除率

對(duì)4個(gè)小區(qū)種植的修復(fù)植物進(jìn)采集,測(cè)定地上部Cd含量見(jiàn)表10。鬼針草地上部Cd含量均值為10.9 mg/kg,最大值為14.3 mg/kg,籽粒莧為8.48 mg/kg,八寶景天為10.5 mg/kg,鬼針草地上部富集系數(shù)位4.16,與籽粒莧和八寶景天沒(méi)有顯著的差異。

采集植物時(shí),通過(guò)隨機(jī)劃定的數(shù)個(gè)4 m2小區(qū),收獲全部植物后,稱重,得出4 m2小區(qū)的鬼針草生物量均值為18.0 kg,最大值為19.5 kg,測(cè)定得出鬼針草的含水率為72.0%(表11)。由此算得每公頃地鬼針草的地上部生物量(鮮重)大約為45000 kg(18.0 kg÷4 m2×10000 m2=45000 kg),每公頃最大生物量(鮮重)約為48750 kg,由此可以得出一公頃地每種一茬鬼針草,通過(guò)鬼針草可以帶走土壤中重金屬Cd的量約為137.3 g(45000 kg×0.28×10.9 mg/kg×1000≈137.3 g),最大值為195.1g,故每公頃種植一茬帶走土壤中Cd約為137.3—195.1 g。利用相同方法,種植籽粒莧和八寶景天種植一茬可以帶走土壤中的Cd分別為82.5—194.0 g和70.2—123.3 g。而小區(qū)1土壤Cd為2.66 mg/kg,又考慮到農(nóng)田中耕作層最有效的部分為0—10 cm,,那么每公頃農(nóng)田表層土壤(0—10 cm)所含的重金屬Cd約為3192 g(10000 m2×10 cm×1.2 g/cm-3×2.66 mg/kg≈3192 g)。每公頃地每種一茬鬼針草可以帶走污染區(qū)土壤中的4.3%—6.2%的Cd,即去除率為4.3%—6.2%(137.34 g÷3192 g≈4.3%)。

表10 田間試驗(yàn)區(qū)植物地上部Cd含量和富集系數(shù)

表11 田間試驗(yàn)植物生物量

3 討論

農(nóng)田Cd污染修復(fù)技術(shù)中植物修復(fù)因其無(wú)二次污染、修復(fù)徹底的特點(diǎn)成為研究的熱點(diǎn)用[26- 27]。其中最關(guān)鍵和重要的是修復(fù)植物的選擇[24],盡管目前已有Cd的超富集植物被發(fā)現(xiàn),但植物修復(fù)仍然不夠成熟,大多植物仍停留在實(shí)驗(yàn)室的階段[24, 28- 29]。農(nóng)田重金屬污染的修復(fù)效率還與地域,氣候,土壤等因素有關(guān),因此在田間試驗(yàn)結(jié)果可以對(duì)實(shí)際的工程修復(fù)措施提供較好的科學(xué)依據(jù)。對(duì)于不同地區(qū)的Cd污染農(nóng)田的修復(fù),找到合適的修復(fù)植物較為關(guān)鍵。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的景天屬(東南景天、八寶景天)植物抵抗惡劣天氣的能力較弱,本研究中在田間試驗(yàn)種植的八寶景天地上部Cd含量沒(méi)有表現(xiàn)明顯的優(yōu)勢(shì),田間管理較為復(fù)雜。印度芥菜[11]、寶山堇菜[10]等具有很好的Cd富集能力,但其生物量較小,故在實(shí)際的工程應(yīng)用中也無(wú)法推廣。商陸,龍葵,青葙等都還在實(shí)驗(yàn)室階段,距離推廣還有一段距離。雜草特別是農(nóng)田雜草是一類人與自然選擇雙重壓力下產(chǎn)生的高度進(jìn)化的植物類群,與作物相比,雜草的抗逆境能力較強(qiáng),經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的自然進(jìn)化和人工選擇,具有廣泛的適應(yīng)性和頑強(qiáng)的生命力,同時(shí)雜草也具有較強(qiáng)的爭(zhēng)光,爭(zhēng)水,爭(zhēng)肥能力[13]。鬼針草作為一種田間雜草[30],在較多的報(bào)道中[31-35],鬼針草對(duì)Cd具有較好的富集能力。盆栽試驗(yàn)中土壤Cd含量顯著低于野外調(diào)查中Cd的含量,且野外調(diào)查中不同生態(tài)型不同的土壤和生長(zhǎng)環(huán)境都會(huì)影響鬼針草對(duì)Cd的富集。故在野外調(diào)查中富集系數(shù)可能會(huì)低于1。研究區(qū)域?yàn)橹衼啛釒Ъ撅L(fēng)區(qū),熱量高,雨量大,日照時(shí)間長(zhǎng),符合鬼針草的生長(zhǎng)需求,因此理論上每年可以種3茬鬼針草,在不添加活化劑的情況下,每公頃種植3茬鬼針草的去除率為12.9%—18.6%,估算出在污染區(qū)連續(xù)種植鬼針草約5—7年時(shí)間可以使得該片農(nóng)田土壤恢復(fù)安全健康水平(農(nóng)田土壤Cd含量小于篩選值(0.3 mg/kg),故使用鬼針草修復(fù)農(nóng)田Cd污染具有較好的應(yīng)用前景,故可以進(jìn)一步的研究和推廣,后期可以對(duì)鬼針草在不同Cd含量的污染農(nóng)田中的修復(fù)潛力,添加活化劑來(lái)促進(jìn)鬼針草對(duì)Cd的吸收[25]以及在田間管理部分(如研究不同時(shí)期收割)來(lái)提高修復(fù)效率,縮短修復(fù)年限。

4 結(jié)論

(1)不同鉛鋅礦區(qū)生長(zhǎng)的鬼針草葉片中Cd含量最大值為53.3 mg/kg,不同礦區(qū)葉片中的Cd含量差異不顯著,不同部位Cd含量表現(xiàn)為：葉片>莖>根。對(duì)Cd表現(xiàn)出穩(wěn)定的積累特性,而對(duì)其他重金屬?zèng)]有表現(xiàn)出較強(qiáng)的富集能力。

(2)盆栽試驗(yàn)中,在低濃度Cd土壤處理 (T1)中, 鬼針草地上部Cd的富集系數(shù)為4.70,轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)1.59,大于1,在高濃度Cd土壤處理(T2)中, 其地上部Cd 積累量達(dá)到43.1 mg/kg,但其地上部Cd 富集系數(shù)為3.51。各處理中鬼針草地上部的Cd富集系數(shù)均>1,對(duì)Cd具有較強(qiáng)的富集能力。

(3)污染區(qū)鬼針草中地上部Cd含量均值為10.9 mg/kg,富集系數(shù)為4.16,而每公頃地鬼針草的地上部生物量均值(鮮重)為45000 kg,每公頃最大生物量(鮮重)為48750 kg,使用鬼針草修復(fù)Cd污染土壤每公頃地種植三茬鬼針草的去除率為12.9%—18.6%。