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本文作者：盧德亮喬璐陳立新胡斌周健平王展超王燕作者單位：東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院

人類(lèi)由于長(zhǎng)期以機(jī)械、電力等重工業(yè)為主，在帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。其中土壤污染，尤其是重金屬污染，已成為影響全球城市居民健康的重大問(wèn)題之一。土壤污染不同于大氣污染和水污染，具有不可逆性、長(zhǎng)期性、穩(wěn)定性和滯后性，且不易在物質(zhì)循環(huán)和能量交換中分解(Lietal．，1991)。當(dāng)有毒物質(zhì)的積累超出土壤的承受能力或環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí)，可能會(huì)突然活化，嚴(yán)重危害環(huán)境。目前，固化、熱處理、土壤沖洗、電動(dòng)修復(fù)等技術(shù)，可用于污染土壤的修復(fù)，但這些方法不僅修復(fù)費(fèi)用昂貴，而且常導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞、土壤生物活性下降和土壤肥力退化(駱永明，1999)。研究表明:植物不但具有抵抗和凈化大氣污染的能力，而且具有對(duì)污染土壤的凈化能力(黃會(huì)一，1989;王慶仁等，2001)。因此，可以通過(guò)植物的新陳代謝活動(dòng)來(lái)固定、提取土壤中的重金屬污染物，達(dá)到治理土壤污染的目的。植物修復(fù)不但成本低廉，而且也可減少土壤重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)，不破壞土壤環(huán)境質(zhì)量。因此，植物修復(fù)越來(lái)越受到世界的關(guān)注。為了揭示哈爾濱市區(qū)綠地土壤重金屬污染的現(xiàn)狀及不同植物對(duì)重金屬的富集情況，找出哈爾濱市區(qū)主要的污染因子、污染途徑以及治理方法，本文對(duì)哈爾濱市區(qū)6個(gè)功能區(qū)土壤－植被進(jìn)行研究和綜合評(píng)價(jià)。

1研究區(qū)概況

哈爾濱地處松嫩平原，125°42''''—130°10''''E，44°04''''—46°40''''N，是我國(guó)緯度最高、氣溫最低的大都市。屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，冬長(zhǎng)夏短，四季分明，年平均溫度3.6℃。最冷的1月平均氣溫為－13.2～－24.8℃，最熱的7月平均氣溫為18.1～22.8℃。全年平均降水量569.1mm，降水主要集中在6—9月，夏季占全年降水量的60%。哈爾濱市區(qū)地域平坦、低洼。東南臨張廣才嶺支脈丘陵，北部為小興安嶺山區(qū)，中部有松花江通過(guò)。地帶性土壤為黑土，呈中性至微堿性。有機(jī)質(zhì)含量為30～80g•kg－1，全氮含量為2～9g•kg－1，全磷含量為0.8～3g•kg－1，全鉀含量為20～30g•kg－1，堿解氮平均含量為148mg•kg－1，有效磷平均含量為15mg•kg－1，速效鉀平均含量為227mg•kg－1。

2材料與方法

2.1綠地劃分

本試驗(yàn)選擇哈爾濱市區(qū)作為研究對(duì)象，把綠地劃分為森林與苗圃綠地、城市公園綠地、工業(yè)區(qū)綠地、農(nóng)業(yè)用地、松花江沿岸綠地、市區(qū)公路兩旁綠地6個(gè)功能區(qū)，共設(shè)置50個(gè)采樣點(diǎn)，每個(gè)采樣點(diǎn)的經(jīng)緯度均用GPS定位。采樣點(diǎn)具體位置和基本情況見(jiàn)表1，采樣點(diǎn)分布見(jiàn)圖1。

2.2樣品采集

2.2.1植物樣品

根據(jù)采樣地區(qū)樹(shù)種分布情況，分別選取樹(shù)齡相近、長(zhǎng)勢(shì)良好、無(wú)病蟲(chóng)害的植株，在樹(shù)冠的東、西、南、北4個(gè)部位(喬木距地面約2.5m處，灌木距地面約1.5m處)采取植株的1年生飽滿枝條(含葉)，將采集的枝條(含葉)混勻。將采集的植物樣品帶回實(shí)驗(yàn)室，分別用自來(lái)水充分沖洗，再用去離子水沖洗，在80℃下于烘箱中烘至恒量，粉碎并過(guò)100目尼龍篩，放入封口袋備用。

2.2.2土壤樣品

在所采集的植物樣品四周用土壤鉆采集0～15cm的表層土壤樣品，裝入塑料袋并充分混合(約1kg)，貼好標(biāo)簽。將采集的土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室，自然風(fēng)干，除去土樣中的石子和動(dòng)植物殘?bào)w等異物，用木棒研壓，過(guò)2mm尼龍篩，混勻。用瑪瑙研缽將通過(guò)2mm尼龍篩的土樣研磨至全部通過(guò)100目尼龍篩，放入封口袋備用。

2.3樣品分析

植物樣品用HNO3-HClO4消化，土壤樣品用HF-HClO4-HNO3消化。植物樣品和土壤樣品采用高壓密閉微波進(jìn)行消解，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)進(jìn)行銅、鋅全量的測(cè)定，原子吸收分光光度法進(jìn)行鉛、鎘全量的測(cè)定。在測(cè)定過(guò)程中，樣品全部3次重復(fù)。以上分析方法依據(jù)《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T17141—1997)。

2.4數(shù)據(jù)分析

Excel2003對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行基本處理;SPSS17.0對(duì)重金屬進(jìn)行污染指數(shù)計(jì)算、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、相關(guān)分析等，對(duì)植物進(jìn)行富集系數(shù)計(jì)算、多重比較等;ArcViewGIS3.3繪制采樣點(diǎn)坐標(biāo)圖。

2.5評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與方法

2.5.1土壤污染評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方法

試驗(yàn)選用松遼平原土壤元素背景值(李健等，1989)和《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618—1995)中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(表2)，對(duì)比說(shuō)明哈爾濱市區(qū)土壤重金屬環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀。評(píng)價(jià)方法采用單項(xiàng)(單因子)污染評(píng)價(jià)和多項(xiàng)(多因子污染綜合評(píng)價(jià))(李天杰，1996;劉廷良等，1996)。1)單項(xiàng)污染指數(shù)法以土壤單項(xiàng)污染物的實(shí)測(cè)值與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)相比，用以表示土壤中該污染物的污染程度。2)綜合污染指數(shù)法綜合污染指數(shù)法即為內(nèi)梅羅指數(shù)法(N．C．Nemerow)。

2.5.2植物富集能力評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

植物重金屬富集量受植物本身特征、大氣環(huán)境和土壤中重金屬含量等多種因素的影響。富集系數(shù)(bioconcentrationfactor，BCF)是評(píng)價(jià)植物富集重金屬能力的指標(biāo)之一，它反映植物對(duì)某種重金屬元素的富集能力，富集系數(shù)越大，其富集能力越強(qiáng)(魏樹(shù)和等，2004)。

3結(jié)果與分析

3.1土壤重金屬含量變化

哈爾濱市區(qū)50個(gè)表層土壤樣品重金屬含量測(cè)定結(jié)果的描述性統(tǒng)計(jì)分析見(jiàn)表4。變異系數(shù)作為反映統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)波動(dòng)特征的參數(shù)，通過(guò)對(duì)某元素分布特征的描述可以從一定程度上反映其積累的分布與均一狀況。相同重金屬在不同功能區(qū)的變異系數(shù)不同，一般工業(yè)區(qū)綠地的重金屬變異系數(shù)相對(duì)較大，而農(nóng)業(yè)用地的重金屬變異系數(shù)相對(duì)較小。工業(yè)生產(chǎn)制造過(guò)程中廢棄物的排放很可能是造成土壤中重金屬分布不均勻的主要原因。4種重金屬的平均變異系數(shù)(對(duì)每種重金屬在6個(gè)功能區(qū)的變異系數(shù)之和取平均值)依次為28.44，24.56，42.65，36.21，變化幅度為42.65%～24.56%。其中鎘的平均變異系數(shù)最大，達(dá)42.65%，而銅的變異系數(shù)最小為24.56%。4種重金屬的平均變異程度由大到小的順序?yàn)殒k＞鉛＞鋅＞銅。由表4可知，4種重金屬含量的平均值均不同程度超過(guò)了土壤環(huán)境背景值。全鋅含量范圍在51.10～252.00mg•kg－1，最高點(diǎn)出現(xiàn)在樣點(diǎn)26(哈藥集團(tuán)藥劑廠)，達(dá)252.00mg•kg－1，是背景值的4.36倍;最低點(diǎn)出現(xiàn)在樣點(diǎn)13(城鄉(xiāng)木材供應(yīng)站)，為51.10mg•kg－1。全銅含量范圍在13.29～68.07mg•kg－1，最高點(diǎn)出現(xiàn)在樣點(diǎn)29(林業(yè)機(jī)械廠)，達(dá)68.07mg•kg－1，是背景值的3.24倍;最低點(diǎn)出現(xiàn)在樣點(diǎn)3(第二苗圃)，為13.29mg•kg－1。全鎘含量范圍在0.091～0.725mg•kg－1，最高點(diǎn)出現(xiàn)在樣點(diǎn)29(林業(yè)機(jī)械廠)，達(dá)0.725mg•kg－1，高出背景值10.98倍;最低點(diǎn)出現(xiàn)在樣點(diǎn)1(江北太陽(yáng)島)，為0.091mg•kg－1。全鉛含量范圍在8.52～63.99mg•kg－1，最高點(diǎn)出現(xiàn)在樣點(diǎn)28(鍋爐廠)，達(dá)63.99mg•kg－1是背景值的3.19倍;最低點(diǎn)出現(xiàn)在樣點(diǎn)19(望哈農(nóng)場(chǎng)綠地)，為8.52mg•kg－1。根據(jù)不同采樣點(diǎn)所位于的功能區(qū)可知，重金屬污染最嚴(yán)重的樣點(diǎn)均位于工業(yè)區(qū)，而污染較低或未發(fā)生污染的樣點(diǎn)則位于森林與苗圃綠地或農(nóng)業(yè)用地等受人為因素干擾較小的地區(qū)。其中，全部樣點(diǎn)的重金屬鎘含量超過(guò)其背景值，最高樣點(diǎn)已超出近11倍。鎘是嚴(yán)重的污染元素，對(duì)于人體來(lái)說(shuō)是非必需元素，吸入含鎘氣體可致呼吸道癥狀，經(jīng)口攝入鎘可致肝、腎癥狀。有研究表明:土壤中的鎘含量大于0.5mg•kg－1時(shí)，大豆(Glycinemax)等農(nóng)作物就會(huì)受到生理毒害(劉廷良，1996)。因此，為了人類(lèi)和其他生物的健康，應(yīng)對(duì)重金屬鎘污染予以高度重視。

3.2土壤重金屬污染評(píng)價(jià)

3.2.1單因子污染評(píng)價(jià)

把松遼平原土壤環(huán)境背景值作為一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算哈爾濱市區(qū)50個(gè)樣點(diǎn)表層土壤各種重金屬的單向污染指數(shù)見(jiàn)表5。由表5可知，哈爾濱市區(qū)各功能區(qū)土壤存在不同程度污染。鋅單因子污染指數(shù)在工業(yè)區(qū)綠地介于中污染和重污染之間，其他5個(gè)功能區(qū)單因子污染指數(shù)值在1～2之間，屬于輕污染。土壤表層鋅含量達(dá)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的樣品數(shù)占98%。土壤表層鋅含量超出環(huán)境背景值的樣品數(shù)達(dá)到98%。土壤表層全鋅含量工業(yè)區(qū)綠地最高，農(nóng)業(yè)用地最低。含量排序是:工業(yè)區(qū)綠地＞市區(qū)公路兩旁綠地＞城市公園綠地＞松花江沿岸綠地＞森林與苗圃綠地＞農(nóng)業(yè)綠地。銅單因子污染指數(shù)在森林與苗圃綠地、農(nóng)業(yè)用地、松花江沿岸綠地均小于1，可視為未污染;在工業(yè)區(qū)綠地和市區(qū)公路兩旁綠地單因子污染指數(shù)值位于1～2之間，屬于輕污染。土壤表層銅含量達(dá)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的樣品數(shù)占100%。土壤表層銅含量超出環(huán)境背景值的樣品數(shù)達(dá)到60%。土壤表層全銅含量工業(yè)區(qū)綠地最高，松花江沿岸綠地最低。含量排序是:工業(yè)區(qū)綠地＞城市公園綠地＞市區(qū)公路兩旁綠地＞農(nóng)業(yè)綠地＞森林與苗圃綠地＞松花江沿岸綠地。鎘單因子污染指數(shù)在工業(yè)區(qū)綠地、市區(qū)公路兩旁綠地均大于3，其中，工業(yè)區(qū)綠地為5.61，達(dá)到重污染;其他功能區(qū)單因子污染指數(shù)均在2～3，屬于中污染。土壤表層鎘含量達(dá)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的樣品數(shù)占84%。土壤表層鎘含量超出環(huán)境背景值的樣品數(shù)達(dá)到100%。土壤表層全鎘含量工業(yè)區(qū)綠地最高，森林與苗圃綠地最低。含量排序是:工業(yè)區(qū)綠地＞市區(qū)公路兩旁綠地＞松花江沿岸綠地＞農(nóng)業(yè)綠地＞城市公園綠地＞森林與苗圃綠地。鉛單因子污染指數(shù)在農(nóng)業(yè)用地、松花江沿岸綠地均小于1，可視為未污染;其余4個(gè)功能區(qū)單因子污染指數(shù)在1～2，屬于輕污染。土壤表層鉛含量達(dá)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的樣品數(shù)占100%。土壤表層鉛含量超出環(huán)境背景值的樣品數(shù)達(dá)到84%。土壤表層全鉛含量市區(qū)公路兩旁綠地最高，松花江沿岸綠地最低。含量排序是:市區(qū)公路兩旁綠地＞工業(yè)區(qū)綠地＞城市公園綠地＞森林與苗圃綠地＞農(nóng)業(yè)綠地＞松花江沿岸綠地。綜上所述，不同功能區(qū)土壤重金屬污染水平對(duì)比分析結(jié)果是:土壤重金屬鋅、銅、鎘在工業(yè)區(qū)綠地含量大，其中重金屬鎘含量最大，為背景值的5.61倍。鎘主要來(lái)自冶煉、電池、電鍍、顏料、涂料、塑料穩(wěn)定劑等工業(yè)排放，與工業(yè)發(fā)展密切相關(guān)(Lietal．，2002)。其次是鋅、銅、鉛，單項(xiàng)污染指數(shù)依次為3.00，2.60，1.78;土壤重金屬鉛在市區(qū)公路兩旁綠地含量最高，這可能與前些年機(jī)動(dòng)車(chē)大量使用含防抗劑四乙基鉛的燃料有關(guān)(黃敏等，2010)。重金屬鉛隨汽車(chē)尾氣排放，進(jìn)而積存在公路兩側(cè)的土壤中，造成鉛污染。

3.2.2污染生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

對(duì)土壤重金屬污染研究的目的是評(píng)估土壤污染狀況，預(yù)測(cè)土壤污染的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，防止土壤污染加劇，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保障農(nóng)林生產(chǎn)，維護(hù)人體健康(Plazaetal．，2005)。而二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)則是判斷土壤是否存在污染的警示性評(píng)價(jià)，低于此值，一般不會(huì)引起生態(tài)環(huán)境的危害(石寧寧等，2010)。因此，本文選用《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618—1995)中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)作為參照評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算得出不同功能區(qū)重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，見(jiàn)圖2。由圖2可知，與國(guó)家環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)比較，工業(yè)區(qū)綠地土壤重金屬鎘指數(shù)超標(biāo)，為1.23;其他功能區(qū)重金屬含量均在標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。各功能區(qū)鎘的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)均為最高，此結(jié)果與單向污染指數(shù)相似，說(shuō)明鎘具有潛在的污染危險(xiǎn)，應(yīng)予重視，監(jiān)測(cè)其含量的動(dòng)態(tài)變化，防止污染加重。

3.2.3綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)

綜合污染指數(shù)選用內(nèi)梅羅指數(shù)法(N．C．Nemerow)，兼顧多種污染物的污染水平和某種污染物的嚴(yán)重程度。從圖3來(lái)看，綜合污染指數(shù)的平均值為2.65，屬于中污染。農(nóng)業(yè)用地、森林與苗圃綠地綜合污染指數(shù)分別為2.00和1.98，為輕污染;市區(qū)公路兩旁綠地、松花江沿岸綠地、城市公園綠地綜合污染指數(shù)分別為3.00，2.25和2.07，為中污染;而工業(yè)區(qū)綠地污染最為嚴(yán)重，綜合污染指數(shù)值達(dá)到4.58，屬于重污染。各功能區(qū)綜合污染指數(shù)由大到小依次為:工業(yè)區(qū)綠地＞市區(qū)公路兩旁綠地＞松花江沿岸綠地＞城市公園綠地＞農(nóng)業(yè)用地＞森林與苗圃綠地。各功能區(qū)綜合污染指數(shù)說(shuō)明工業(yè)區(qū)綠地已經(jīng)受到嚴(yán)重污染，其程度遠(yuǎn)超過(guò)其他功能區(qū)。表明工業(yè)化程度與城市土壤中重金屬的含量密切相關(guān)(Madridetal．，2002)，哈爾濱作為東北老工業(yè)基地之一，已經(jīng)從事重工業(yè)長(zhǎng)達(dá)幾十年之久，冶煉廠、發(fā)電廠、機(jī)械廠、鍋爐廠、化工廠、軸承廠等企業(yè)向環(huán)境釋放了大量含鉛、鎘、銅和鋅的廢棄物，其在城市中以不同方式蔓延，這很可能是造成工業(yè)區(qū)土壤中重金屬含量過(guò)高的原因。市區(qū)公路由于車(chē)流量大，機(jī)動(dòng)車(chē)輛尾氣排放、輪胎橡膠磨損產(chǎn)生大量重金屬污染物，造成其較大程度污染。這與余健等(2010)的研究結(jié)果相一致。同時(shí)，近年來(lái)哈爾濱為了加快城市發(fā)展建設(shè)，大興土木，廣泛修筑地鐵、橋梁等設(shè)施，所用建筑材料的磨損、運(yùn)輸物品的泄露以及大型器械的運(yùn)轉(zhuǎn)也同樣會(huì)產(chǎn)生重金屬污染物，導(dǎo)致距離公路較近的地域各種重金屬含量相對(duì)較高。這與李仰征等(2011)的研究結(jié)果相一致。

3.2.4土壤重金屬含量相關(guān)分析

由于造成土壤污染的重金屬元素共存于土壤中，導(dǎo)致重金屬元素在總量上相關(guān)(葉琛等，2010)。為了解各重金屬元素之間的相關(guān)性，在以上分析的基礎(chǔ)上，對(duì)調(diào)查的全部土壤樣品重金屬元素兩兩之間進(jìn)行相關(guān)分析。從表6可以看出，4種重金屬含量之間呈正相關(guān)關(guān)系，而且都達(dá)到了顯著或極顯著水平。這說(shuō)明各種重金屬之間關(guān)系密切，源途徑相似，各采樣區(qū)同時(shí)受到幾種重金屬元素污染的可能性較大，即土壤污染存在復(fù)合污染特性(許書(shū)軍等，2003)。

3.3植物重金屬污染評(píng)價(jià)

3.3.1植物重金屬含量

鋅、銅是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的微量元素，但土壤環(huán)境中過(guò)多的鋅、銅元素也會(huì)對(duì)植物的正常生長(zhǎng)造成干擾和脅迫。在植物體內(nèi)，鋅和銅正常的濃度水平分別在27～150mg•kg－1和5～30mg•kg－1(Kabata-Pendiasetal．，1986)。所調(diào)查植物中，重金屬鋅的含量普遍偏高，平均值為49.91mg•kg－1，不同種植物之間鋅含量差異顯著(P＜0.05，n=40)(圖4)。重金屬銅的含量差別較小，均在10mg•kg－1左右，不同種植物之間銅含量變化不明顯(P=0.334，n=40)(圖5)。鎘對(duì)于植物雖然是非必需的元素，但是，它非常容易被植物吸收，只要土壤中鎘的含量稍有增加，就會(huì)使植物體內(nèi)的鎘含量增高。不同種類(lèi)植物中重金屬鎘的含量差別很大，其中，旱柳鎘含量最高，達(dá)0.105mg•kg－1，樟子松鎘含量最低，為0.016mg•kg－1，前者是后者的6.6倍。不同種植物之間鎘含量差異極顯著(P＜0.01，n=40)(圖6)。土壤中的鉛不易被植物吸收，即使進(jìn)入植物根系也只有很少部分能向地上部轉(zhuǎn)移。植物對(duì)鉛的吸收量具有明顯選擇性。重金屬鉛對(duì)紅松和花蓋梨的選擇性相對(duì)較大，二者的鉛含量分別為9.02mg•kg－1和6.63mg•kg－1，不同種植物之間鉛含量差異極顯著(P＜0.01，n=40)(圖7)。綜上所述，對(duì)同一樹(shù)種而言，鋅的含量明顯高于其他3種重金屬，鎘的含量最低;4種重金屬的含量由高到低的順序?yàn)?鋅＞銅＞鉛＞鎘。由此說(shuō)明，同種植物對(duì)不同重金屬的吸收富集能力不同。對(duì)同一種重金屬而言，不同植物重金屬的含量不同，其中，鋅、鉛含量差別較大，鎘含量差別最大。由此說(shuō)明，不同植物對(duì)同種重金屬的吸收富集能力不同。Baker等(1983)認(rèn)為，植物地上部(干質(zhì)量)中含鎘達(dá)到100mg•kg－1、含鉛達(dá)到1000mg•kg－1、含鋅達(dá)到10000mg•kg－1以上的植物才能稱(chēng)為超富集植物。因此，所測(cè)樹(shù)種中并未發(fā)現(xiàn)超富集植物。

3.3.2植物重金屬富集系數(shù)

不同植物體器官由于外部形態(tài)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)不一致，其吸收重金屬的生理生化機(jī)制不同，從而對(duì)所吸收重金屬的積累量也不盡相同(許嘉琳等，1995)。富集系數(shù)是植物地上部和土壤中重金屬含量的比值，是評(píng)價(jià)植物富集重金屬能力大小常用的指標(biāo)(孫龍等，2009)。由表7可知，不同植物對(duì)重金屬的富集能力明顯不同。對(duì)鋅富集能力較強(qiáng)的植物有花蓋梨、小葉楊，較弱的植物有紅松、紫丁香;對(duì)銅富集能力較強(qiáng)的植物有小葉楊、樟子松，較弱的植物有花蓋梨、紫丁香;對(duì)鎘富集能力較強(qiáng)的植物有小葉楊、紅松，較弱的植物有紫丁香、樟子松;對(duì)鉛富集能力較強(qiáng)的植物有紅松、花蓋梨，較弱的植物有樟子松、紫丁香。各種植物重金屬鋅的富集系數(shù)由高到低依次為:花蓋梨、小葉楊、旱柳、樟子松、榆樹(shù)、紅松、紫丁香;銅的富集系數(shù)依次為:小葉楊、樟子松、榆樹(shù)、紅松、旱柳、花蓋梨、紫丁香;鎘的富集系數(shù)依次為:小葉楊、紅松、旱柳、榆樹(shù)、花蓋梨、紫丁香、樟子松;鉛的富集系數(shù)依次為:紅松、花蓋梨、榆樹(shù)、旱柳、小葉楊、樟子松、紫丁香。

3結(jié)論與討論

1)哈爾濱市區(qū)土壤大部分受到重金屬鋅、銅、鎘、鉛的污染，以鎘污染最為嚴(yán)重。其中，工業(yè)區(qū)向環(huán)境中排放的含鋅、銅、鎘、鉛的廢棄物是哈爾濱市區(qū)土壤重金屬污染的主要來(lái)源;市區(qū)公路機(jī)動(dòng)車(chē)輛尾氣的排放、輪胎橡膠的磨損以及公路建設(shè)產(chǎn)生的重金屬污染物也造成較大程度污染。2)土壤重金屬相關(guān)分析表明:4種重金屬相關(guān)程度均達(dá)到顯著或極顯著，說(shuō)明其來(lái)源途徑相似，土壤污染存在復(fù)合污染特性。因此，應(yīng)考慮綜合防治與治理。3)不同植物對(duì)重金屬鎘的富集系數(shù)波動(dòng)較大，小葉楊對(duì)鎘的富集系數(shù)為0.655，約為樟子松的7倍，這可能與植物自身形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能相關(guān)。7種植物對(duì)重金屬鎘的富集系數(shù)普遍較其他重金屬低，說(shuō)明土壤中的鎘較難被植物吸收;但紅松和花蓋梨的富集系數(shù)又明顯高于其他植物(富集系數(shù)小于0.1)，說(shuō)明植物鎘對(duì)重金屬有一定的選擇性。根據(jù)各個(gè)樹(shù)種的重金屬含量及富集系數(shù)進(jìn)行綜合分析，結(jié)果表明:小葉楊可作為哈爾濱市區(qū)防治重金屬污染的重點(diǎn)選用樹(shù)種，紅松、旱柳、花蓋梨可作為備選樹(shù)種。近年來(lái)，有關(guān)植物富集的研究較多，但主要集中在藻類(lèi)和草本植物富集，如徐勤松等(2007)以黑藻為研究對(duì)象，研究了銅、鋅在黑藻體內(nèi)的富集，結(jié)果表明，銅、鋅在黑藻葉中富集得越多，造成毒害越重。曹德菊等(2005)研究發(fā)現(xiàn)，鴨跖草是銅的超富集植物，空心泡和酸模(Rumex)對(duì)Pb有富集能力。黃永杰等(2006)在銅、鉛和鋅等重金屬?gòu)?fù)合污染水域發(fā)現(xiàn)浮萍、香蒲(Typha)、蘆葦?shù)戎参飳?duì)銅、鉛和鋅等重金屬有較強(qiáng)富集能力。魏樹(shù)和等(2005)通過(guò)室外盆栽模擬試驗(yàn)及重金屬污染區(qū)采樣分析試驗(yàn)，首次發(fā)現(xiàn)雜草龍葵是一種鎘超積累植物。目前，利用木本植物對(duì)重金屬吸收、富集規(guī)律研究尚不多見(jiàn)。唐麗(2007)選擇了杉木、馬尾松、歐美楊(Populus×euramericana)等喬木樹(shù)種為測(cè)試樹(shù)種，研究3種樹(shù)木對(duì)土壤重金屬的富集規(guī)律，發(fā)現(xiàn)不同樹(shù)木對(duì)重金屬的吸收量有所不同，3種植物中以馬尾松、杉木吸收重金屬較突出，3種植物體內(nèi)富集重金屬能力由高到低順序均為:砷＞鉛＞鋅＞銅＞鎘。由于木本植物在城市綠化中發(fā)揮著重要的作用，因此有待于進(jìn)行更深入的研究。

綜上所述，市區(qū)表層土壤由于其特殊的功能和位置容易受到污染，主要污染原因?yàn)楣I(yè)污染和交通污染。因此，為保護(hù)市區(qū)土壤、保持土壤資源的可持續(xù)利用，需要從工業(yè)污染排放控制、交通污染排放控制等方面入手，如:污水凈化排放、固體廢物處理填埋、汽車(chē)尾氣達(dá)標(biāo)排放等。此外，在城市建設(shè)過(guò)程中，可合理種植不同種類(lèi)的植物，利用其生物學(xué)特性對(duì)土壤中的重金屬進(jìn)行吸收或轉(zhuǎn)化，以達(dá)到改善土壤質(zhì)量的目的。