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本文作者：周振民作者單位：華北水利水電學(xué)院

實驗觀測內(nèi)容

水樣的采集與處理［5－7］。本次實驗所選水樣取自惠濟河，監(jiān)測項目主要有COD、BOD5、Cd、Cr6＋、Pb和Cu。沿引水處的河流橫斷面取三個點，即左岸、中間、右岸。根據(jù)實驗要求，用未加處理的水進行灌溉，對污水灌溉后土壤重金屬污染進行監(jiān)測。

土壤樣品的采集與處理［8］。在污水灌溉試驗小區(qū)距惠濟河遠近不同的3個位置（北、中、南）取樣，其中，北距河40m，中距河30m，南距河20m。土壤采樣深度為0～20，20～40，40～60cm。灌溉方法按照常規(guī)的方法進行。土壤采樣時間為每個生育期取一次，灌溉后、降雨一天后加測一次，每次2個點。

土壤重金屬含量的測定［9］。采用微波爐加熱分解法消解土樣，火焰原子吸收法測定金屬含量［5］。土壤重金屬測定所用儀器：原子吸收分光光度計，空氣－乙炔火焰原子化器，背景扣附除裝置，pb，Cd，Cr，Cu空心陰極燈。

玉米對土壤中鉛的吸收效應(yīng)分析

不同生育期玉米根、莖、葉含鉛量的分布

外源重金屬污染物進入土壤后，作物可通過根系代謝吸收土壤中的重金屬［10］。進入根細胞內(nèi)的重金屬，一部分滯留在根中，還有一部分可隨原生質(zhì)的流動運移給臨近的細胞，并通過細胞間的運輸，橫穿過根的中柱鞘輸送到導(dǎo)管中［12，13］，隨作物蒸騰作用向地上部移動，并積累在作物莖葉、籽實中。不同鉛污染程度對玉米吸收重金屬鉛的影響，見圖1、2和3。對于不同鉛污染程度，玉米根、莖、葉中鉛含量均隨著土壤中鉛濃度的增加不斷增加。隨著生長期的延長，不同生育階段同一鉛污染程度下玉米各個部位的鉛含量也隨著增加，且增加的速度減緩。從圖1、2和3還可以看出，玉米各主要器官鉛含量存在顯著差異，在污染土壤中，鉛絕大部分遷移并積累到玉米根系，其次是莖、葉。一般新陳代謝旺盛器官積蓄量大，而營養(yǎng)儲存器官積蓄量小，因此玉米的根部重金屬含量會比莖、葉大。這一特征揭示，玉米根系可以作為一種過濾器，來阻止進一步向莖葉遷移，從而減少其毒害效應(yīng)。

成熟期玉米主要部位對鉛的吸收作用

表1所示，成熟期玉米根、莖、葉、籽實對土壤鉛污染的吸收作用，從表中可以看出，玉米植株各主要部位對土壤鉛污染的吸收隨土壤鉛污染濃度的升高而升高。

成熟期玉米根系對鉛的吸收

由表1可知，隨著土壤鉛污染濃度的升高，根中的鉛含量也升高，無鉛污染的條件下，根中的鉛含量為3．11mg／kg，當土壤鉛污染處理濃度為300mg／kg時，根中的鉛含量為82．55mg／kg，與無鉛處理的條件下相比，根中的鉛含量大約增大了將近30倍。當土壤鉛污染處理濃度達500mg／kg時，根中的鉛含量為105．47mg／kg，比無鉛污染的條件下增加了將近35倍。隨著土壤鉛污染濃度的升高，根中的鉛含量還在進一步的增大。當土壤鉛污染處理濃度達2000mg／kg時，根中的鉛含量為214．89mg／kg，比無鉛污染的條件下增加了將近70倍?？梢娭亟饘巽U對玉米根系有顯著的影響。圖4也表明，隨著土壤鉛處理濃度的增大，根中的鉛含量也在不斷地增加，通過統(tǒng)計分析表明，根中的鉛含量與土壤鉛污染濃度成二次多項式的回歸關(guān)系。

成熟期玉米莖對鉛的吸收

隨著土壤鉛污染濃度的升高，玉米植株的根系中鉛含量升高，同時莖中的鉛含量也隨之升高（表1）。無鉛污染的條件下，莖中的鉛含量為2．42mg／kg，當土壤鉛污染處理濃度為300mg／kg，莖中的鉛含量為17．58mg／kg，與無鉛處理的條件下相比，莖中的鉛含量大約增大了15．16mg／kg。當土壤鉛污染處理濃度達500mg／kg時，莖中的鉛含量為22．95mg／kg，比無鉛污染的條件下相比增加了將近10倍。隨著土壤鉛處理濃度的增大，玉米莖中的鉛含量還在進一步的增大。當土壤鉛污染濃度為2000mg／kg時，莖中的鉛含量為49．61mg／kg，與無鉛處理的條件下相比增加了20倍多。與根相比，莖中的鉛含量隨土壤鉛污染濃度的升高而增加的幅度小于根中鉛含量的增加幅度。圖5表明，隨著土壤鉛污染濃度的增大，莖中的鉛含量也在不斷地增加，通過統(tǒng)計分析表明，莖中的鉛含量與土壤鉛污染濃度也成多項式的回歸關(guān)系。

成熟期玉米葉對鉛的吸收

隨著土壤鉛污染濃度的升高，葉中的鉛含量升高（表1）。無鉛污染的條件下，葉中的鉛含量為2．11mg／kg，當土壤鉛污染處理濃度為300mg／kg時，葉中的鉛含量為15．39mg／kg，與無鉛處理的條件下相比，葉中的鉛含量大約增大了13．28mg／kg。當土壤鉛污染處理濃度達500mg／kg時，葉中的鉛含量為19．27mg／kg，比無鉛污染的條件下相比增加了將近10倍。隨著土壤鉛污染濃度的升高，葉中的鉛含量還在進一步地增大。當土壤鉛污染濃度為2000mg／kg時，葉中的鉛含量為33．91mg／kg，與無鉛處理的條件下相比增加了16倍多。與根、莖相比，葉中的鉛含量隨土壤鉛污染濃度的升高而增加的幅度小于根、莖中鉛含量的增加幅度。圖6也表明，隨著土壤鉛處理濃度的增大，葉中的鉛含量也在不斷的增加。通過統(tǒng)計分析表明，葉中的鉛含量與土壤鉛污染濃度成二次多項式的回歸關(guān)系。

成熟期玉米籽實對鉛的吸收

表1也表明，隨著土壤鉛污染濃度的升高，玉米籽實中的鉛含量也升高。無鉛污染的條件下，籽實中的鉛含量為0．0234mg／kg。當土壤鉛污染處理濃度為300mg／kg時，籽實中的鉛含量為0．3902mg／kg，與無鉛處理的條件下相比，籽實中的鉛含量大約增大了0．3668mg／kg。當土壤鉛污染處理濃度達500mg／kg時，籽實中的鉛含量為0．5458mg／kg，比無鉛污染的條件下增加了0．5224mg／kg。隨著土壤鉛污染程度的提高，籽實中的鉛含量還在進一步地增大。圖7表明，隨著土壤鉛污染濃度的增大，籽實中的鉛含量也在不斷地增加。通過統(tǒng)計分析表明，籽實中的鉛含量與土壤鉛污染濃度成二次多根據(jù)國家食品衛(wèi)生標準（GB14935－94）規(guī)定，鉛在糧食中的衛(wèi)生標準的上限指標為0．4mg／kg。從表1中可以看出，當土壤鉛濃度為300mg／kg時，籽實中鉛含量約0．3902mg／kg，產(chǎn)量下降21％左右，但植株的外部形態(tài)沒有明顯的受害癥狀。在土壤鉛濃度為500mg／kg時，籽實中鉛含量約0．5458mg／kg，已經(jīng)超出了食品中的衛(wèi)生標準，但在植株的外形上仍看不到顯著的受害癥狀。這也說明土壤鉛污染對人類健康的危害具有一定的隱蔽性。

玉米對土壤中鉛吸收的分異特性

進一步分析可知，玉米對土壤中鉛的吸收具有很強的分異特性，如圖8所示，對鉛吸收最強的是根系，莖其次，再者是葉，最小者是籽實。根系中鉛含量大約是莖的4倍、是籽實的130～450倍，這一特征揭示了，玉米根系可以作為一種屏障，來阻止重金屬鉛進一步向其莖和籽實中遷移，從而減少鉛的毒害效應(yīng)。其次，玉米莖中的鉛含量大約是籽實的40～180倍，說明除根系外，莖也是阻止重金屬鉛進入籽實的二次重要屏障。由于根系和莖主要由植物纖維組成，而籽實的主要成分是淀粉。如圖8可知，根系－莖－葉－籽實中鉛含量依次大幅度降低，揭示作物對鉛的吸收主要殘留在纖維中，而淀粉中的鉛的積存很弱。同樣指示作物纖維對重金屬鉛的強烈吸收和過濾效應(yīng)。

土壤中鉛的遷移分析

試驗測定了不同生育階段土壤中鉛的含量，從圖9中可以看出，土壤中的含鉛量是隨著鉛濃度的增加而增加的。同時，隨著植株的生長，土壤中含鉛量呈逐漸減少趨勢，且趨勢比較平緩。抽雄期，不同鉛污染程度下土壤鉛含量均有明顯的下降。另外，從圖中還可以看出，絕大部分鉛仍然是殘留在土壤中。當土壤中的鉛含量過高會嚴重影響土壤的質(zhì)量，被植物吸收后嚴重影響植株的生長，影響作物的產(chǎn)量。通過分析各個生育階段不同鉛污染程度對土壤中重金屬鉛殘留量的影響可知，將污水稀釋后，其對土壤環(huán)境的負面影響會有所減少，因此，在條件允許的情況下，可以考慮用清水將污水稀釋后再用于灌溉，達到既節(jié)水，又環(huán)保的目的。

通過實驗觀測得出如下結(jié)論。對于不同鉛污染程度，玉米根、莖、葉中鉛含量均隨著土壤中鉛濃度的增加不斷增加。隨著生長期的延長，不同生育階段同一鉛污染程度下玉米各個部位的鉛含量也隨著增加，且增加的速度減緩。玉米各主要器官鉛含量存在顯著差異，在污染土壤中，鉛絕大部分遷移并積累到玉米根系，其次是莖、葉。一般新陳代謝旺盛器官積蓄量大，而營養(yǎng)儲存器官積蓄量小，因此玉米的根部重金屬含量會比莖、葉大。這一特征揭示，玉米根系可以作為一種過濾器，來阻止進一步向莖葉遷移，從而減少其毒害效應(yīng)。通過分析各個生育階段不同鉛污染程度對土壤中重金屬鉛殘留量的影響可知，將污水稀釋后，其對土壤環(huán)境的負面影響會有所減少，因此，在條件允許的情況下，可以考慮用清水將污水稀釋后再用于灌溉，達到既節(jié)水，又環(huán)保的目的。