图1 Cu、Pb污染沉积物中的pH值
Fig.1 The pH in the Cu and Pb polluted sediments
何洁1、2,陈旭1,王晓庆2,刘长发2,周一兵1
(1.大连海洋大学辽宁省海洋生物资源恢复与生境修复重点实验室,辽宁大连116023;2.大连海洋大学辽宁省近岸海洋环境科学与技术高校重点实验室,辽宁大连116023)
摘要：以中国北方滩涂湿地优势种植物翅碱蓬Suaeda heteroptera Kitag为研究对象,以滩涂湿地沉积物为供试环境,通过盆栽试验研究了不同含量的重金属Cu(0、100、200、400 mg/kg)和Pb(0、200、400、600 mg/kg)对沉积物理化性质和翅碱蓬生物量的影响。试验在直径为10 cm的塑料花盆中进行,每天用盐度为15的稀释海水浇灌两次,翅碱蓬共栽培28 d,试验结束时测定翅碱蓬体内和沉积物中重金属的含量,并分析翅碱蓬对Cu和Pb的吸收规律和蓄积特征。结果表明:Cu和Pb均会抑制翅碱蓬的生长,但Pb含量为600 mg/kg的处理组中翅碱蓬的生物量有增加趋势,说明其在高浓度Pb胁迫下具有较强的耐Pb毒性能力;翅碱蓬各部位对Cu、Pb的蓄积顺序均为地下部分＞地上部分,并且随着沉积物中重金属含量的增加,翅碱蓬体内的Cu、Pb含量也增加。
关键词：翅碱蓬;滩涂湿地沉积物;铜;铅;生物修复
重金属是一类典型的累积性污染物,可直接进入大气、水体和土壤,造成各类环境要素的直接污染,并通过食物链逐级传递富集,危害人类健康。目前,中国受重金属、农药等污染的土壤面积已达上千万公顷,污染退化的耕地面积占耕地总面积的10%,重庆、广州等地均出现蔬菜重金属污染严重超标的现象,河口、海湾湿地重金属污染也极为严重[1-3],因此,对重金属污染的土壤进行修复,恢复其生态功能的研究十分紧要。
近年来,植物修复技术已成为研究热点,通过种植和收割能够在地表层大量富集污染物的超积累植物或对重金属耐受性较大的植物,可清除环境中金属和类金属的污染。目前,已报道的超积累植物已有500多种,如对Cd、Pb、Zn多种金属超积累的植物圆锥南芥,以及对Cu具有较强富集转运能力的小飞蓬、艾蒿等菊科植物[4-5]。翅碱蓬Suaeda heteroptera Kitag是中国北方滩涂湿地的优势种植物,是藜科一年生草本植物,其具有抗逆性[6]。朱鸣鹤等[7]研究表明,翅碱蓬对常见重金属Cu、 Zn、Pb和Cd具有累积作用,其体内重金属含量均高于潮滩背景值,其累积吸收主要取决于植物本身所特有的生理机制。翅碱蓬生长周期短,生物量较大,对其及时进行收割处理,对改善和提高该地区的湿地生态环境质量具有一定的意义[8]。国外对翅碱蓬用于修复重金属污染的研究报道较少,国内在这方面的研究多是通过野外采样进行。
本研究中,作者通过翅碱蓬的盆栽试验,研究翅碱蓬对重金属的吸收和蓄积作用,初步分析其对重金属的吸收机制,旨在为翅碱蓬应用于重金属污染的修复提供参考依据。
1.1 材料
供试沉积物采自旅顺龙王塘沿海滩涂地,取滩涂表层0～30 cm的沉积物,沉积物的基本理化性质:pH为8.3,有效氮 (N)为23.4 mg/kg,有效磷 (P)为81.0 mg/kg,有机碳为2.56%,总铜为45.0 mg/kg,总铅为58.8 mg/kg。供试翅碱蓬种子购自辽宁省盘锦市,为当年生翅碱蓬干燥种子。
1.2 方法
1.2.1 试验设计及管理 取0.5 kg风干磨碎的沉积物于塑料花盆 (直径10 cm)中,以CuSO4溶液的形式加入Cu,使沉积物中的Cu含量分别为0 (对照组)、100、200、400 mg/kg;以 Pb(NO3)2溶液的形式加入Pb,使沉积物中的Pb含量分别为0(对照组)、200、400、600 mg/kg,在室内干湿交替平衡一个月。移栽具有6片真叶的翅碱蓬幼株(每盆20株)于盆内,在光照培养箱内培养28 d,光周期L∶D=14∶10,光照度为8 800 lx,白天温度为(22±2)℃,夜晚温度为(16±2)℃,每天用盐度为15的稀释海水浇灌2次,保持沉积物的持水率为70%左右。试验结束时收获翅碱蓬,称量翅碱蓬地上及地下部分植株的鲜重和干重,测定翅碱蓬体内总N和总P的含量以及翅碱蓬体内Cu、Pb的含量;测定沉积物中的pH值及有效N、有效P含量。其中土壤中有效N、有效P含量指当季作物可吸收利用的N、P含量。有效N包括无机氮和易水解的有机态氮,有效P包括全部水溶性磷、部分吸附态磷和有机磷,有的土壤中还包括某些沉淀态磷[9]。试验的每个处理均设3个重复。
1.2.2 指标的测定 以无CO2蒸馏水浸提,用pH计测定沉积物的pH值;以2 mol/L KCl浸提,用碱解蒸馏法测定沉积物中有效 N含量;以0.5 mol/L NaHCO3浸提,用钼锑抗比色法测定沉积物中有效P含量;以H2SO4-H2O2消解,分别用碱解蒸馏法及钼锑抗比色法测定翅碱蓬体内总N、总P含量;以干灰化法消化,用原子吸收分光光度法测定翅碱蓬体内Cu、Pb含量。
1.2.3 指标的计算
P=M地上/M地下,
Q=M地上/(M地上+M地下)×100%,
其中:P为翅碱蓬对Cu、Pb的转移系数;Q为翅碱蓬地上部分对Cu、Pb的蓄积比例;M地上为翅碱蓬地上部分的金属含量;M地下为翅碱蓬地下部分的金属含量。
1.3 数据处理
使用SPSS 13.0软件对数据进行单因素方差分析,如果差异显著再进行Duncan多重比较。
2.1 Cu、Pb对沉积物理化性质的影响
2.1.1 沉积物中的pH值 盆栽试验结束后,沉积物中pH值的测定结果如图1所示。与本底值相比较,Cu、Pb污染均会在一定程度上降低了沉积物的pH值,使之趋于中性。从图1可见:沉积物的pH值在Cu含量为200 mg/kg和Pb含量为400 mg/kg时分别下降到最小值7.47和7.46,之后趋于稳定,此时两种沉积物的pH值相差不大;各个Cu或Pb处理组沉积物的pH值无显著性差异(P＞0.05),且与对照组也无显著性差异(P＞0.05)。总体来看,在试验设定的重金属含量范围内两种重金属对沉积物pH值的影响程度相差不大。
图1 Cu、Pb污染沉积物中的pH值
Fig.1 The pH in the Cu and Pb polluted sediments
2.1.2 沉积物中有效N含量 从图2可见:Cu污染沉积物中,有效N含量随着沉积物中Cu含量的增加先增加后减小,Cu含量为100 mg/kg时达到最大值,各处理组沉积物中有效N含量虽无显著性差异 (P＞0.05),但均高于对照组 (P＜0.01); Pb污染沉积物中,有效N含量随着沉积物中Pb含量的增加而增加,Pb含量为600 mg/kg时达到最大值,各处理组沉积物中有效N含量有极显著性差异 (P＜0.01),且均高于对照组 (P＜0.01);当Cu、Pb含量为400 mg/kg时,Pb污染沉积物中有效N含量明显高于Cu污染沉积物,约为3.8倍。总体来看,在试验设定的重金属含量范围内Pb对沉积物有效N含量的影响大于Cu。
2.1.3 沉积物中有效P含量 从图3可见:Cu污染沉积物中,有效P含量随着沉积物中Cu含量的增加而减小,但在Cu含量为400 mg/kg时有增加趋势,各处理组沉积物中有效P含量虽无显著性差异 (P＞0.05),但均低于对照组 (P＜0.05);Pb污染沉积物中,有效P含量随着沉积物中Pb含量的增加变化趋势并不太明显,各处理组沉积物中有效P含量虽无显著性差异 (P＞0.05),但均低于对照组 (P＜0.05);当Cu、Pb含量为200 mg/kg和400 mg/kg时,两种重金属对沉积物中有效P含量的影响程度相似。
图2 Cu、Pb污染沉积物中有效N的含量
Fig.2 The available N contents in the Cu and Pb polluted sediments
注:Cu处理组,标有不同大写字母者表示组间有极显著性差异 (P＜0.01),标有不同小写字母者表示组间有显著性差异(P＜0.05),标有相同小写字母者表示组间无显著性差异 (P＞0.05);Pb处理组中,标有不同带撇的大写字母者表示组间有极显著性差异 (P＜0.01),标有不同带撇的小写字母者表示组间有显著性差异 (P＜0.05),标有相同带撇的小写字母者表示组间无显著性差异 (P＞0.05)下同。
Note:For Cu treated,the means with different capital letters are very significantly different at the 0.01 probability level,with different lowercase letters being significantly different at the 0.05 probability level,and the means with the same letters are not significant differences;Pb treatment group,the means with different primed capital letters are very significantly different at the 0.01 probability level,with different primed lowercase letters being significantly different at the 0.05 probability level,and the means with the same letters are not significant differences,et sequentia.
图3 Cu、Pb污染沉积物中有效P的含量
Fig.3 The available P contents in the Cu and Pb polluted sediments
2.2 Cu、Pb胁迫下翅碱蓬营养要素及生物量变化
2.2.1 翅碱蓬体内总N、总P含量 从图4可见:除Cu含量为200 mg/kg的处理组外,翅碱蓬体内总N含量均随沉积物中Cu含量的增加而增加,各处理组翅碱蓬体内 总N含量无显著性差异 (P＞0.05),且均与对照组也无显著性差异 (P＞0.05);随着沉积物中Pb含量的增加,翅碱蓬体内总N含量先增加后减少,Pb含量为400 mg/kg时翅碱蓬体内总N含量达到最大值 (3.18%),各处理组翅碱蓬体内总N含量无显著性差异 (P＞0.05),但均与对照组有显著性差异 (P＜0.05)。
图4 Cu、Pb污染沉积物对翅碱蓬体内总N含量的影响
Fig.4 Effect of the sediments polluted with Cu and Pb
on N contents in Suaeda heteroptera Kitag
从图5可见:随着沉积物中Cu含量的增加,翅碱蓬体内总P含量先增加后减小,Cu含量为200 mg/kg时达到最大值 (0.45%),各处理组翅碱蓬体内总P含量有极显著性差异 (P＜0.01),其中Cu含量为100、200 mg/kg时翅碱蓬体内总P含量高于对照组 (P＜0.01);随着沉积物中Pb含量的增加,翅碱蓬体内总P含量先增加后减少,Pb含量为400 mg/kg时达到最大值 (0.27%),各处理组对翅碱蓬体内总P含量都有一定的影响,但变化趋势较Cu平缓,各处理组翅碱蓬体内总P含量无显著性差异 (P＞0.05),且均与对照组无显著性差异 (P＞0.05)。可见,在试验设定的重金属含量范围内,Cu对翅碱蓬体内总P含量的影响大于Pb。
图5 Cu、Pb污染沉积物对翅碱蓬体内总P含量的影响
Fig.5 Effect of the sediments polluted with Cu and Pb on P contents in Suaeda heteroptera Kitag
2.2.2 翅碱蓬的生物量 从图6可见:Cu污染沉积物中,翅碱蓬的鲜重和干重总体随着沉积物中Cu含量的升高逐渐减小,各处理组翅碱蓬的干重与鲜重存在显著性差异 (P＜0.05);沉积物中Cu含量为200、400 mg/kg时,植株的干重与鲜重均低于对照组(P＜0.05),但当Cu含量为100 mg/kg时,翅碱蓬的鲜重和干重都较对照组高,这可能是由于Cu处理对翅碱蓬的生长抑制有一个含量范围,Cu含量为100 mg/kg时有利于翅碱蓬的生长。
从图6还可见:Pb污染沉积物中,各处理组翅碱蓬的干重与鲜重存在显著性差异 (P＜0.05);沉积物中Pb含量为200、400 mg/kg时,植株的鲜重均低于对照组 (P＜0.05),说明Pb在一定含量范围内抑制翅碱蓬的生长,当沉积物中Pb含量为600 mg/kg时,翅碱蓬的鲜重有增加趋势,但干重变化不大,这可能与翅碱蓬对Pb的吸收机制有关。
图6 Cu、Pb污染下翅碱蓬生物量的变化
Fig.6 Effect of sediments polluted by Cu and Pb on the biomass of Suaeda heteroptera Kitag
2.3 翅碱蓬对Cu、Pb的吸收
2.3.1 翅碱蓬体内Cu、Pb含量 从图7可见:除Cu含量为100 mg/kg的处理组外,翅碱蓬体内Cu含量均随沉积物中Cu含量的增加而增加,各处理组翅碱蓬体内Cu含量无显著性差异(P＞0.05),但均高于对照组(P＜0.01);翅碱蓬体内Pb含量均随沉积物中Pb含量的增加先增加后减小,Pb含量为400 mg/kg时达到最大值 (15.1 mg/kg),各处理组翅碱蓬体内 Pb含量存在显著性差异 (P＜0.05),其中200 mg/kg Pb处理组翅碱蓬体内Pb含量显著性高于对照组 (P＜0.05),400、600 mg/kg Pb处理组翅碱蓬体内Pb含量极显著性高于对照组 (P＜0.01)。总体来看,在试验设定的重金属含量范围内,翅碱蓬对Cu的吸收量远大于对Pb的吸收。
图7 翅碱蓬体内总Cu、Pb的含量
Fig.7 The total contents of Cu and Pb in Suaeda heteroptera Kitag
2.3.2 翅碱蓬不同部位对Cu的吸收及转运 从图8可见:翅碱蓬体内Cu含量的顺序除对照组外均为地下部分＞地上部分;当沉积物中Cu含量为100 mg/kg时,翅碱蓬地下部分的Cu含量达到最大值 (189.0 mg/kg),各处理组翅碱蓬地下部分的Cu含量无显著性差异 (P＞0.05),但均高于对照组 (P＜0.01);当沉积物中 Cu含量为 200 mg/kg时,翅碱蓬地上部分的Cu含量达到最大值(63.7 mg/kg),各处理组翅碱蓬地上部分的Cu含量无显著性差异 (P＞0.05),且均与对照组无显著性差异 (P＞0.05);在不同浓度Cu胁迫下,翅碱蓬地上部分的Cu含量变化趋势与地下部分相反。
图8 翅碱蓬地上及地下部分Cu的含量
Fig.8 Contents of Cu in the stems,leaves and root of Suaeda heteroptera Kitag
翅碱蓬对Cu的转运系数以及蓄积比例如表1所示,除对照组外,各处理组对Cu的转移系数均小于1,当沉积物中Cu含量为100 mg/kg和200mg/kg时,转运系数分别出现最小值0.12和最大值0.69,且最大值明显高于另外两个处理组。地上部分蓄积比例除对照组外均小于50%,各处理组中翅碱蓬地上部分蓄积比例的最小值和最大值分别为10.2%和40.7%。
表1 翅碱蓬对Cu的转运系数和蓄积比例
Tab.1 The proportions of translation and accumulation of Cu in Suaeda heteroptera Kitag
ρ(Cu)/(mg·kg-1) additional Cu转移系数transfer coefficient地上部分蓄积比例/% cumulative proportion in ground surface part 0(对照组)1.72±0.62 59.6±8.0 100 0.12±0.05 10.2±3.5 200 0.69±0.05 40.7±1.6 400 0.17±0.03 14.5±2.5
2.3.3 翅碱蓬不同部位对Pb的吸收及转运 从图9可见:除对照组外,各处理组翅碱蓬地上部分Pb含量均远小于地下部分,这一变化与翅碱蓬对Cu的蓄积情况相同;翅碱蓬地上部分的Pb含量随着沉积物中Pb含量的增加而增加,沉积物中Pb含量为600 mg/kg时达到最大值 (4.55 mg/kg);翅碱蓬地下部分的Pb含量随着沉积极物中Pb含量的增加先增加后减小,沉积物中Pb含量为400 mg/kg时达到最大值 (11.0 mg/kg);各处理组翅碱蓬地上部分Pb含量存在显著性差异 (P＜0.05),其中400、600 mg/kg Pb处理组翅碱蓬地上部分Pb含量高于对照组 (P＜0.05);各处理组翅碱蓬地下部分Pb含量存在极显著性差异 (P＜0.01),且均高于对照组 (P＜0.01)。的重金属含量范围内,翅碱蓬对Cu的转运情况要好于Pb。
图9 翅碱蓬地上及地下部分Pb的含量
Fig.9 Contents of Pb in the stems,leaves and root of Suaeda heteroptera Kitag
表2 翅碱蓬对Pb的转运系数和蓄积比例
Tab.2 The translation and accumulation of Pb by Suaeda heteroptera Kitag
ρ(Pb)/(mg·kg-1) additional Pb转移系数transfer coefficient地上部分蓄积比例/% cumulative proportion in ground surface part 0(对照组)1.88±0.63 0.61±0.11 200 0.35±0.13 0.25±0.07 400 0.41±0.12 0.28±0.06 600 0.78±0.36 0.39±0.13
3.1 Cu、Pb对沉积物的影响
pH值是反映沉积物状况的重要理化性质之一,受植物根系、浇水施肥情况和沉积物受污染情况等多因素的影响,有效N和有效P的含量水平代表土壤养分含量的高低,直接影响植物的产量和品质。陈朝琼等[10]研究表明,重金属污染越严重的土壤,pH值、总N含量和有效P含量都越小。赵春燕等[11]研究表明,低含量的重金属能提高固氮酶和反硝化酶的活性,而高含量的重金属会降低这两种酶的活性,从而抑制土壤中的N循环。本试验中对pH值的测定结果与上述研究结果一致,Pb污染沉积物中有效N含量随着沉积物中Pb含量的增加而增加,而Cu污染沉积物中则为先增加后减小,这可能是由于沉积物中Pb含量的设定范围较小有关。土壤中有效N含量与翅碱蓬体内总N含量的变化相对应,即土壤中有效N含量越大,翅碱蓬对N的吸收越多,这也进一步证实了沉积物中有效N的含量与植物体吸收的N呈对应关系。重金属污染的两种沉积物中有效P的含量相差不大,说明Cu、Pb污染对土壤中有效P含量的影响程度相似。有效P含量的变化与植物体内P含量的变化不相符合,可能是沉积物的理化性质如pH影响了P的化学形态,降低了P的生物有效性。
3.2 Cu、Pb对翅碱蓬生物量的影响
大量研究发现,一定浓度的重金属会伤害植物的器官,从而影响植物的生物量。王谦等[12]研究表明,较低含量的Cu会刺激植物生长,提高生物量、叶绿素含量等,而高含量重金属则会抑制其生长。龚宁等[13]研究了低含量Cu污染对小白菜生理生化特性的影响,结果表明,Cu处理会提高植物叶片质膜的相对透性,伤害质膜。本试验中翅碱蓬的生物量在沉积物中Cu含量为400 mg/kg时明显减少,可能就是因为Cu对翅碱蓬产生毒害作用,从而抑制其生长。
有研究显示,Cu污染会降低作物对N的吸收,从而对整个植株生长产生显著影响[14]。然而,从本试验结果来看,Cu处理未对翅碱蓬体内的总N含量产生显著影响,这可能是因为翅碱蓬对Cu具有一定的耐受力,从而减少了Cu对其生长的影响;Wu等[15]研究表明,桂花各器官中N和P的积累量均表现出随着镉含量的增加而降低的趋势。本试验中,与对照组相比,即使在较高Cu含量处理中,翅碱蓬生长仍可增加沉积物中有效N的含量,进而促进其自身对N的吸收,可见添加Cu并未抑制植物对N的吸收,重金属的毒性作用可能表现在破坏植物对其他养分的吸收,这有待于进一步研究。同样,对比Pb污染沉积物中翅碱蓬体内总N、总P含量可以看出,当沉积物中Pb含量为200、400 mg/kg时,翅碱蓬体内总N、总P含量增加,但生物量降低,说明Pb抑制了翅碱蓬对其他元素的吸收,从而影响其生物量。
一些研究表明,部分植物吸收Pb以后其形态和生长未受明显的影响,通常还表现出积累大量Pb的能力,但当Pb胁迫至一定程度时,就会对植物的形态、生长和光合作用产生严重的负面影响,扰乱植物对矿质元素的吸收[16]。本试验中,对于Pb污染的沉积物,各处理组翅碱蓬鲜重都有显著降低趋势,但Pb含量为600 mg/kg的处理中翅碱蓬的生物量有增加趋势,这说明在高含量Pb胁迫下,翅碱蓬表现出较强的耐Pb毒性能力,这一结果与鱼腥草对铅的吸收相似[17]。高含量的Pb增加了翅碱蓬的生物量,可能是由于高含量Pb处理时翅碱蓬对Pb形成了一种避性和钝化机制,从而有效地减弱了Pb对植物的毒害,促进了植物的生长。
3.3 翅碱蓬对Cu、Pb的蓄积
翅碱蓬可通过根系吸收Zn、Cu、Pb、Cd等重金属。Pang等[18]研究表明,不同金属元素在西红柿中的迁移累积率与土壤中的金属含量无明显相关性。张守文等[19]研究表明,每盆油菜吸收Pb的总量随着土壤中Pb含量的增加而递增,在Pb含量为1 500 mg/kg时达到最大值,此后则下降。本试验中,随着沉积物中所添加的Cu或Pb含量的增加,翅碱蓬对Cu的吸收呈现先增加后减小再增加的趋势,对Pb的吸收先增加到最大值,在Pb含量为600 mg/kg的处理组中略有下降。这可能是由于Pb的毒性随沉积物中Pb含量的增加而增强,对植物的机能造成损害也逐渐加重,从而抑制了翅碱蓬对土壤Pb的吸收及向其地上部分转运的能力。由此可见,增加土壤中重金属的含量能否影响重金属的迁移累积率,与植物种类、土壤环境条件及重金属元素种类等有关。
朱鸣鹤等[7]研究证实,翅碱蓬对Cu的吸收主要集中在根部,这可能与植物对非必要元素的抗性反应有关。在受较高含量的Cu胁迫时,翅碱蓬对Cu的吸收会产生一种防御机制,从而使大部分Cu都滞留在植物体根部,仅有一小部分转移到植物体的地上部分,从而减少金属对植物体地上部分的伤害。陈柳燕等[20]以剑麻为试验对象,研究结果表明,Pb进入该植物体后大部分累积在根部,其原因可能是Pb在根系主要以Pb3(PO4)2和PbCO3等沉淀形式存在,在植物茎叶中也有离子态和络合态Pb,由于吸附、钝化或沉淀作用,植物根系所吸收的Pb向其地上部分运输困难。这与本研究结果相似,翅碱蓬体内Cu、Pb含量的顺序均为地下部分＞地上部分,这可能取决于沉积物中重金属本身的生物有效性和植物本身所特有的生理机制[21]。除个别处理组外,翅碱蓬对Cu的转移系数和蓄积比例均随Cu含量的增加而显著减小,翅碱蓬对Cu的这种适应性可能是由于植物在长期进化过程中产生了多种抵御重金属毒害的防御机制所致[22]。
本试验中,对照组、200 mg/kg和400 mg/kg的重金属处理组中,翅碱蓬对Cu的富集量远大于Pb,且翅碱蓬地上部分对Cu的蓄积比例大于对Pb的蓄积比例。可见,总体上翅碱蓬对Cu的吸收转运强度要比对Pb的大。
1)翅碱蓬对Cu、Pb均具有一定的耐受性,低含量的Cu(100 mg/kg)会促进翅碱蓬的生长,高含量的 Cu则会抑制其生长,而在高含量 Pb (600 mg/kg)胁迫下,翅碱蓬表现出较强的对Pb耐毒性的能力。
2)在试验设定的重金属含量范围内,翅碱蓬能累积吸收Cu和Pb,且对Cu的吸收量远大于Pb。与对照组相比,各Cu、Pb处理组中,翅碱蓬体内重金属含量均相应增加,含量为100 mg/kg的Cu处理中翅碱蓬对Cu的吸收值最高,含量为400 mg/kg的Pb处理组中翅碱蓬对Pb的吸收值最高。
3)翅碱蓬体内Cu、Pb蓄积含量均为地下部分＞地上部分,对Cu的转运系数为0.12～1.72,对Pb的转运系数为0.35～1.88。
关于植物对重金属的耐受生理机制、生物可利用性以及植物在其生长的微观环境中对重金属元素的形态转化所起的作用还有待进一步研究。
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The absorption and accumulation of heavy metals Cu,and Pb in tidal wetland sediments by plant Suaeda heteroptera Kitag
HE Jie1,2,CHEN Xu1,WANG Xiao-qing2,LIU Chang-fa2,ZHOU Yi-bing1
(1.Key Laboratory of Marine Bio-resources Restoration and Habitat Reparation in Liaoning Province,Dalian Ocean University,Dalian 116023,China; 2.Key Laboratory of Nearshore Marine Environmental Science and Technology in Liaoning Province,Dalian Ocean University,Dalian 116023,China)
Abstract：Suaeda heteroptera Kitag,as a dominant plant found in tidal wetlands in north China,was planted in 10 cm diameter plastic pots filled with tidal sediments containing heavy metals Cu(0,100,200 mg/kg,and 400 mg/kg)and Pb(0,200,400 mg/kg,and 600 mg/kg)and irrigated by seawater with a salinity of 15 twice a day for 28 days to study the influence of the heavy metals Cu and Pb on the physical and chemical properties of the sediment and on Cu and Pb absorption and accumulation.The results showed that growth of the plant was inhibited by Cu and Pb levels,but the plant had the enhanced biomass in the Pb concentration of 600 mg/kg,indicating that the plant showed a strong resistance capacity to Pb toxicity with high concentration of Pb.The Cu and Pb accumulation in the various parts of the plant was ranged as the following:the heavy metal concentration in underground part＞the heavy metal concentration at the ground surface part.The concentrations of Cu and Pb in the plant were found to be increased with the increase in Cu and Pb levels in the sediments.
Key words：Suaeda heteroptera Kitag;sediment of tidal wetland;Cu;Pb;bioremediation
中图分类号：X55
文献标志码：A
文章编号：2095-1388(2012)06-0539-07
收稿日期：2012-04-21
基金项目：国家海洋局公益项目 (200805069);国家自然科学基金资助项目 (41171389);辽宁省教育厅项目 (2009A167);大连海洋大学校列项目 (SY2007003)
作者简介：何洁 (1966-),女,博士,副教授。E-mail:hejie@dlou.edu.cn
通信作者：周一兵 (1957-),男,教授。E-mail:ybzhou@dlou.edu.cn