（植物营养学专业论文）古采冶区土壤重金属污染风险与植物重金属积累特性的研究.pdf

中文摘要 土壤重金属污染已相当普遍，对其污染源的解析多集中在现代工业活动和大中城 市郊区和一些大中型工矿企业周围，对古代采冶活动的潜在风险还没有引起足够的重 视。另一方面，古矿区植物重金属耐性和积累特性的研究对发现富集或超积累重金属 的植物种质资源具有重要的理论和实际意义。本文以浙江省古代采冶活动的文献考证 为基础，通过实地调查、淋溶试验、形态分级试验和水培试验，结合现代分析测试技 术，研究了浙江省主要古采冶区土壤重金属的污染状况和环境风险，以及古采冶区自 然分布的植物对重金属的耐性和积累特性，取得了以下主要结果。 1 文献考证得出，自春秋战国( 公元前7 7 0 ) 至中华民国( 公元1 9 4 8 ) ，浙江省 古铜矿的记录有9 处，分布于绍兴、杭州、湖州、东阳、金华、衢州和丽水等地：古 银矿有2 2 处，分布于湖州、杭州、绍兴、衢州、台州、丽水、金华和温州等地。 2 调查结果表明，古银矿( a s m ) 铅锌矿区( 衢州和三门两个点，1 2 个土壤样 品) 土壤中c d 、c u 、n i 、p b 、z n 的含量分别为4 5 7 5 0m gc d k g ( 平均为2 95m gc d k g ) ， 4 0 0 2 4 8 7m gc u k g ( 平均为1 0 5 9m gc u k g ) ，9 4 18 6 5m gn i k g ( 平均为3 9 2m g n i k g ) ，3 8 0 | 3 - 5 3 8 2 4 m g p b k g ( 平均为3 0 1 0 8 m g p b k g ) ，3 8 97 3 9 8 1 4 m g z n k g ( 平 均为2 6 3 3 6m gp b k g ) ；古铜矿( a i 口v i ) 区( 杭州淳安、丽水松阳两个点，7 个土壤样 品) 土壤中c d 、c u 、n i 、p b 、z n 的含量分别为o 1 2 1 15 6m gc d k g ( 平均为2 8 9m g c d k g ) ，7 5 2 3 4 4 0 0m gc u k g ( 平均为1 3 1 4 9m gc u k g ) ，1 1 0 3 0 4 0m g n i k g ( 平均 为8 ，1 l m g n i k g ) ，1 2 3 9 2 4 m g p b k g ( 平均为9 63 m g p b k g ) ，3 3 _ 3 1 4 9 3 4 m g z r d k g ( 平均为3 8 9 9m gz n k g ) 。单一污染指数法评价结果表明，古银矿铅锌矿区土壤以 c d 污染最为严重( 污染指数为2 4 9 9 ) ，其次是z n ( 污染指数为1 9 7 ) 和p b ( 污染指 数为1 1 4 ) ，再次是n i ( 污染指数为4 7 ) ，最后是c u ( 污染指数为2 ，5 ) ；古铜矿区以 c u 污染最为严重( 污染指数为4 1 0 ) ，其次是c d ( 污染指数为1 1 6 ) ，再次是z n ( 污 染指数为37 ) 和p b ( 污染指数为3 4 ) ，最后是n i ( 污染指数为o8 ) 。综合指数评价 结果表明，衢州古银矿区土壤重金属污染最为严重( 污染指数为1 7 7 1 ) ，其次是松阳 古铜矿区土壤( 污染指数为2 9 3 ) 和三门古银矿，铅锌矿区土壤( 污染指数为1 9 6 ) ， 丽水( 污染指数为2 9 - 3 ) ，其次是台州三门( 污染指数为1 9 6 ) ，再次是淳安古铜矿区 土壤( 污染指数为4 6 ) 。 3 调查还发现，古银矿( a s m ) 铅锌矿区( 衢州和三门两个点，1 4 个植物样品) 植物地上部c d 、c u 、n i 、p b 、z n 的含量分别为01 6 - 8 9 2 6 m g c d k g 、17 4 1 08 1m g c u k g 、 o0 9 1 9 6 m g n i k g 、0 15 - 2 7 0 7 m g p b k g 、4 3 7 - 3 0 6 9 7 m g z r d k g ；古铜矿( 蹦氨1 ) 区( 淳 安、松阳和三门三个点，8 个植物样品) 植物地上部c d 、c u 、n i 、p b 、z n 的含量分 别为o 0 1 - 1 5 2 7m gc d k g 、4 1 5 - 1 3 9 4 4m gc u k g 、0 , 2 9 - 5 2 2 9m gn i k g 、o 5 4 2 4 9 3m g p b k g 、3 6 - 1 2 2 4 0 m g z n k g 。镉含量最高的是衢州古银矿区的东南景天( 2 3 1 9 - 8 9 2 6 m g c d k g ，平均为4 1 22m gc d k g ) ，其次是- - = f 古铜矿区的垂盆草和衢州古银矿区的青 蒿( 分别为1 5 2 7m gc d k g 、1 0 0 2m gc d k g ) ；铜含量最高的是淳安古铜矿区的酸模 ( 2 0 66 1 3 4 9 4m gc u k g ，平均为7 7 8 0m gc u k g ) ，其次是淳安古铜矿区的海州香薷 ( 1 4 4 9 8 9 4 3m g c u k g ，平均为5 1 9 6 m g c u k g ) ；镍含量最高的是三门古铜矿区的垂 盆草( 5 2 2 9m gn i k g ) ：铅含量最高的是衢州古银矿区的东南景天( 1 49 2 2 7 0 7m g p b k g ，平均为9 6 7m gp b k g ) ；锌含量最高的是衢州古银矿区的东南景天 ( 2 5 0 7 1 3 0 6 9 7m gz n k g ，平均为2 7 5 1 9m gz n k g ) 和青蒿( 3 0 1 26m gz n k g ) ，其次 是衢州古银矿区博落回( 1 9 9 1 0m g z n k g ) 。对镉的富集系数以衢州古银矿区的东南景 天为最大，其次是三门古铜矿区的垂盆草和衢州古银矿区的青蒿；对铜的富集系数以 淳安古铜矿区的酸模最大，其次是淳安古铜矿区的海州香薷；对镍的富集系数以三门 古铜矿区的垂盆草为最大；对铅的富集系数以衢州古银矿区的东南景天为最大；对锌 的富集系数以衢州古银矿区的东南景天为最大，其次是衢州古银矿区的博落回和青蒿； 从植物地上部重金属的含量和富集系数综合分析可以得出，古银矿区的东南景天具有 超积累镉的特性，古铜矿区的酸模具有超积累铜的特性；古铜矿区的垂盆草和古银矿 区的青蒿具有富集镉的特性，古铜矿区的海州香薷具有富集铜的特性，古银矿区的东 南景天具有富集铅和锌的特性，古银矿区的青蒿和博落回也具有富集锌的特性。 4 形态分级结果表明，古矿区土壤中重金属的酸可提取态所占的比例分别为：镉 2 9 2 - 6 6 2 ( 平均为4 1 4 ) ，铜1 7 4 6 9 ( 平均为1 8 7 ) ，镍3 6 2 1 2 ( 平 均为1 2 6 ) ，铅0 一2 1 6 ( 平均为5 6 ) ，锌为2 3 3 4 8 ( 平均为2 9 8 ) ，说明 在五种重金属元素中镉的活性最大。 5 淋溶试验结果表明，镉和镍的淋出量与淋溶液用量的关系可用一级动力学方程 来描述( 回归系数分别为：镉o 9 7 7 0 9 8 5 * * 和镍0 8 8 9 0 9 5 0 * * ，达到极显著水平) ： 铜、铅、锌的淋出量与淋溶液用量的关系可用l o g i s t i c 方程来描述( 回归系数分别为： 铜0 8 7 9 - 0 9 9 9 * * 、铅0 9 5 1 0 9 9 9 + 4 和锌o 9 7 9 0 9 9 6 * * ，达到极显著水平) ，这些回归 方程可用于估算各个重金属的最大淋出量。估算结果表明，衢州古银矿区土壤镉、铜、 镍、锌的最大淋出量均大于其他矿区土壤，其迁移和污染风险最大：淳安古铜矿区土 壤铅的最大淋出量大于其他矿区土壤，其铅污染的风险最大。 6 i 采用水培试验比较了两种生态型垂盆草( 分别采自三门和淳安) 对镉的耐性和 积累特性，结果表明，两种生态型垂盆草正常生长时营养液中镉的临界浓度都分别为 5 0p , m o l l ( 三门生态型) 和1 0g m o l l ( 淳安生态型) 。正常生长条件下，两种生态 型垂盆草地上部的镉含量分别为9 8 7 1m g k g ( 三门生态型) 和7 3 4 1m g k g ( 三门生 态型) ，两者均表现出富集镉的特性。 关键词：古采冶区：重金属：污染风险评价；耐性：积累；植物；土壤 s t u d i e so nh e a v ym e t a lp o l l u t i o ni ns o i l sa n da c c u m u l a t i o ni n p l a n t si na n c i e n tm i n i n ga n ds m e l t i n gs i t e s m a s t e r ：y a n gx i a o q i u s u p e r v i s o r ：p r o f n iw u z h o n g m o ek e yl a bo fe n v i r o n m e n tr e m e d i a t i o na n de c o s y s t e mh e a l t h ，c o l l e g e o f e n v i r o n m e n t a la n dr e s o u r c es c i e n c e s ，z h e j i a n gu n i v e r s i t y ，h u a j i a c h ic a m p u s ，h a n g z h o u 3 1 0 0 2 9 ，pr c h i n a a b s t r a c t e l e v a t e dl e v e l so fh e a v ym e t a l si ne n v i r o n m e n t sa r ear e s u l to fm o d e r ni n d u s t r i a l a c t i v i t i e s ，e s p e c i a l l ym i n i n ga n ds m e l t i n g ，a n dt h el a n da p p l i c a t i o no fs e w a g es l u d g ea n d i n d u s t r i a lb y - p r o d u c t s ，i ng e n e r a l i nc o n t r a s tt oi n t e r e s t si nt h ee c o l o g i c a li m p a c t so f m o d e mi n d u s t r i a la c t i v i t i e s ，c o m p a r a t i v e l yl i u l er e s e a r c hh a sf o c u s e do nt h ee n v i r o n m e n t a l i m p a c t so f t h ea n c i e n tm e t a lm i n i n ga n ds m e l t i n gi na r e a sw h e r et h e s ea c t i v i t i e st o o kp l a c e o nt h eo t h e rh a n d ，i n v e s t i g a t i o n so fh e a v ym e t a lt o l e r a n c ea n da c c u m u l a t i o ni np l a n t s n a t u r a l l yg r o w ni na n c i e n tm i n i n ga n ds m e l t i n gs i t e sa r es i g n i f i c a n tf o ri d e n t i f y i n gh e a v y m e t a la c c u m u l a t i n go rh y p e r a c c u m u i a t i n gp l a n t s b a s e do nt h et e x t u a lr e s e a r c ho ft h e r e c o r d sa b o u ta n c i e n tm i n i n ga n ds m e l t i n ga c t i v i t i e s ，h e a v ym e t a lp o l l u t i o ni ns o i l sa n di t s e n v i r o n m e n t a lr i s ki ns e l e c t e da n c i e n tm i n i n ga n ds m e l t i n gs i t e si nz h e j i a n gp r o v i n c ew e r e s t u d i e dw i t hf i e l d s u r v e y , l e a c h i n ge x p e r i m e n t sa n df r a c t i o n a t i o n b y a h y d r o p o n i c e x p e r i m e n t ，c a d m i u mt o l e r a n c ea n da c c u m u l a t i o ni nt w oe c o t y p e so fs e d u ms a r m e n t o s u m c o l l e c t e df r o ma n c i e n tm i n i n gs i t e si nc h u n a na n ds a n m a nw e r ea l s oi n v e s t i g a t e d t h e i m p o r t a n tr e s u l t sw e r es u m m a r i z e da sf o l l o w s ： 1 t h ea n c i e n tr e c o r d sa b o u tc o p p e ra n ds i l v e rm i n i n ga n ds m e l t i n gf r o mt h es p r i n g a n da u t u n ma n dt h ew a r r i n gs t a t e sp e r i o d ( 7 7 0b c ) t or e p u b l i co fc h i n a ( 1 9 4 8ad ) i n z h e j i a n gp r o v i n c e ，c h i n aw e r ec o l l e c t e da n ds u m m a r i z e dt h r o u g ht h et e x t u a lr e s e a r c h t h e r ew e r e9s i t e so fa n c i e n tc o p p e rm i n i n go rs m e l t i n gd i s t r i b u t e di ns h a o x i n g ，h u z h o u ， h a n g z h o u ，q u z h o u ，d o n g y a n g a n d ，j i n h u aa n dl i s h u ic i t i e sa n d2 2s i t e so fa n c i e n ts i l v e r m i n i n go rs m e l t i n gd i s t r i b u t e di ns h a o x i n g ，h u z h o u ，h a n g z h o u ，q u z h o u ，j i n h u a ，l i s h u ia n d w e n z h o uc i t i e s 2 t h er e s u l t so ff i e l ds u r v e y ss h o w e dt h a tc d ，c u ，n i ，p ba n dz nc o n c e n t r a t i o n si n s o i l sc o l l e c t e df r o ma n c i e n ts i l v e r l e a d z i n cm i n i n ga n ds m e l t i n gs i t e sw e r e4 51 - 7 4 9 6m g 4 c d k gf a v e r a g e2 9 51m gc d k g ) ，4 0 ，0 0 2 4 8 6 8m gc t d k g ( a v e r a g e1 0 58 9m gc u k g ) ， 9 3 5 1 8 6 5 0m gn i k g ( a v e r a g e3 9 1 7m gn i k g ) 3 8 0 3 5 3 8 2 4m gp b k g ( a v e r a g e3 0 1 0 8 m gp b ( k g ) ，3 8 9 7 3 3 9 8 1 + 4m gz n k g ( a v e r a g e2 6 3 3 6m gz r d k g ) ，r e s p e c t i v e l yc d ，c u ，n i ， p ba n dz nc o n c e n t r a t i o n si ns o i l sc o l l e c t e df r o ma n c i e n tc o p p e rm i n i n ga n ds m e l t i n gs i t e s w e r e01 2 1 1 。5 6m gc d k g ( a v e r a g e2 ，8 9m gc d k g ) ，7 5 1 6 3 4 4 0 0 0m gc u k g ( a v e r a g e 1 3 4 1 8 9m gc u k g ) ，1 1 0 3 0 。4 0m gn i k g ( a v e r a g e8 1 1m gn i k g ) ，1 2 0 - 3 9 2 4m gp b k g ( a v e r a g e9 6 3 2m gp b k g ) ，3 3 ，3 1 4 9 3 4m gz n k g ( a v e r a g e3 8 9 8 7m gz n k g ) ，r e s p e c t i v e l y t h er e s u l t so ft h ea s s e s s m e n tb yu s i n gt h es i n g l ep o l l u t i o ni n d e x ( s p i ) m e t h o d si n d i c a t e d t h a th e a v ym e t a lp o l l u t i o ni ns o i l sw a si nao r d e ra sc d ( s p i2 4 9 ，9 ) z n ( s p l19 7 ) p b ( s p l11 4 ) n i ( s p i4 7 ) c u ( s p i2 5 ) f o ra n c i e n ts i l v e r l e a d z i n cs i t e s ，a n dc u ( s p i 41 o ) c d ( s p i11 6 ) p b ( s p i3 4 ) n i ( s p io ，8 ) f o rc o p p e rm i n i n ga n ds m e l t i n gs i t e s t h e r e s u l t so ft h ea s s e s s m e n tb yu s i n gt h ec o m p r e h e n s i v ep o l l u t i o ni n d e x ( c p i ) m e t h o d s i n d i c a t e dt h a t s o i l si nt h ea n c i e n ts i l v e r l e a d z i n cm i n ga n ds m e l t i n gs i t ei nq u z h o uw i t h c p i17 7 1w e r em o s ts e r i o u s l yp o l l u t e dw i t hh e a v ym e t a l s ，f o l l o w e db ys o i l si nt h ea n c i e n t c o p p e rm i n i n g a n ds m e l t i n g s i t e 嫩s o n g y a n gw i t h c p i2 9 3 ) ，s o i l si nt h ea n c i e n t s i i v e r l e a d - z i n cm i n ga n ds m e l t i n gs i t ei ns a n m e nw i t hc p i1 9 ，6 ，a n ds o i l si nt h ea n c i e n t c o p p e rm i n n ga n ds m e l t i n gs i t ei nc h u n a nw i t hc p i4 6 3 i tw a so b t a i n e dw i t ht h ef i e l ds u r v e yt h a tc d ，c u ，n i ，p ba n dz nc o n c e n t r a t i o n si n s h o o t sw e r e0 1 6 8 9 2 6m gc d k g ，1 7 4 1 0 8 1n a gc u k g ，o 。0 9 * 19 6m gn i k g ，o 1 5 2 7 0 。7 m gp b k g ，a n d4 3 7 3 0 6 9 7m gz n k gf o rp l a n t sg r o w ni na n c i e n ts i l v e rm i n i n ga n ds m e l t s i t e s ，a n do 。0 1 1 5 。2 7m gc d k g ，4 1 5 - 1 3 9 4 4m gc u k g ，o 2 9 5 2 2 9m gn i k g ，o 5 4 2 4 ，9 3 m gp b k g ，a n d3 6 1 2 2 4 0m gz n k gf o rp l a n t sg r o w ni na n c i e n tc o p p e rm i n i n ga n ds m e l t s i t e s c dc o i l c e n t r a t i o n ( 2 3 1 9 - 8 9 2 6m g k g , a v e r a g e4 1 2 + 2m g k 勤i ns h o o t s o fs e d u m a l f r e d i ih a n e ec o l l e c t e df r o mq u z h o uw a s m u c hh i g h e rt h a nt h a to fo t h e rc o l l e c t e dp l a n t s c dc o n c e n t r a t i o n si ns h o o t so f & d u ms a r m e n t o s u m ( 1 5 2 7m e & g ) c o l l e c t e df r o ms a n m e n a n da r t e m i s i aa p i a c e ah a n e e ( 1 0 0 2m g k g ) c o l l e c t e df r o mq u z h o uw e r eq u i t eh i g h c u c o n c e n t r a t i o n ( 2 0 6 6 w 1 3 4 9 4 3m g k g ，a v e r a g e7 7 8 。0m g k g ) i ns h o o to fr u m e xa c e t o s a c o u e c t e df r o mc h u n a nw a sm u c h h i 【g h e rt h a nt h a to fo t h e rc o l l e c t e dp l a n t s ，a n df o l l o w e d b ye l s h o l t z i as p t e n d e n s ( 1 4 4 9 - 8 9 4 3m g k g ，a v e r a g e5 1 9 6m g k g ) p bc o n c e n t r a t i o ni n s h o o to f s e d u ma l j h e d i ih a n c ec o l l e c t e df r o mq u z h o uw a sa sh i g ha s1 4 9 2 2 7 0 7m g p b k g ( a v e r a g e9 6 ，7n a gp b k g ) z nc o n c e n t r a t i o n si ns h o o to f a r t e m i s i aa p i a c e ah a n c ea n ds e d u m a 莎* e d i ih a n c e ，a n dm a c l e a y ac o r d a t ac o l l e c t e df r o mq u z h o uw e r ea sh i g ha s3 0 1 26m g k g ， 2 5 0 7 1 3 0 6 9 7 m g k g ( a v e r a g e 2 7 5 1 , 9 m g k g ) a n d 1 9 9 1 。0 m g k g i no r d e r c d b i o a c c u m u l a t i n gf a c t o ro fs e d u ma l f r e d i ih a n c eg r o w no nt h es o i l sa tt h ea n c i e n ts i l v e r 5 m i n i n ga n ds m e l t i n gs i t e i nq u z h o uw a st h el a r g e s t ，f o l l o w e d b y t h a to fs e d u m s a r m e r l t o s u ma n da r t e m i s i aa p i a c e ah a n c e c ub i o a c c u m u l a t i n gf a c t o ro fr u m e xa c e t o s a g r o w no ns o i l sa tt h ea n c i e n tc o p p e rm i n i n ga n ds m e l t i n gs i t ei nc h u n a nw a st h el a r g e s t ， f o l l o w e db yt h a to fe l s h o l t z i as p l e n d e n s p bb i o a c e u m u l a t i n gf a c t o ro fs e d u ma l f r e d i i h a n c eg r o w no nt h es o i l sa tt h ea n c i e n ts i l v e rm i n i n ga n ds m e l t i n gs i t ei nq u z h o uw a st h e l a r g e s t 。z nb i o a e c u m u l a t i n gf a c t o r so f a r t e m i s i aa p i a c e ah a n c ea n ds e d u ma l f r e d i ih a n c e ， a n dm a c l e a y ac o r d a t ag r o w no ns o i l sa tt h ea n c i e n ts i l v e rm i n i n ga n ds m e l t i n gs i t ei n q u z 凌o uw e r el a r g e rt h a nt h a to fo t h e rp l a n t sg r o w no ns o i l sa lt h ea n c i e n ts i l v e ro rc o p p e r m i n i n ga n ds m e l t i n gs i t e s i tc o u l db ec o n c l u d e dt h a ts e d u ma l j ? e d i ih a n c en a t u r a l l yg r o w n i na n c i e n ts i l v e rm i n i n gs i t ec o u l dh y p e r a c c u m u l a t ec d ，r u m e xa c e t o s an a t u r a l l yg r o w ni n a n c i e n tc o p p e rm i n i n gs i t ec o u l dh y p e r a c c u m u l a t ec u c da c c u m u l a t i o ni ns e d u m s a r m e n t o s u ma n da r t e m i s i aa p i a c e ah a n c e ，c ua c c u m u l a t i o ni ne l s h o l t z i as p t e n d e n s ，p b a n dz 矗a c c u m u l a t i o ni ns e d u ma l f r e d i ih a n c e ，a n dz na c c u m u l a t i o ni nd r t e m i s i aa p i a c e a h a n c ea n dm a c l e a y ac o r d a t aw e r ea l s oe v i d e n t 4 t h er e s u l t so ft h ef r a c t i o n a t i o ne x p e r i m e n t ss h o w e dt h a t p e r c e n t a g eo fa c i d e x t r a c t a b l eh e a v ym e t a lt ot o t a lh e a v ym e t a li ns o i l sw e r ea sf o l l o w s ：c d2 92 一6 6 2 ( a v e r a g e4 1 4 ) ，c u1 + 7 一4 6 9 ( a v e r a g e1 8 7 0 ) ，n i3 6 一2 1 2 ( a v e r a g e1 2 6 ) ，p b 0 一21 。6 ( a v e r a g e5 + 5 ) ，a n dz n2 3 0 一3 4 s ( a v e r a g e2 9 ，8 ) ，i m p l y i n gt h a tc di ns o i l s o fa n c i e n tm i n i n ga n ds m e l t i n gs i t e sw a sm o s ta v a i l a b l e 5 ，i tw a sf o u n dt h a tt h er e l a t i o n s h i p so fl e a c h i n g c a p a c i t yo fc da n dn i 撖s o i l s c o l l e c t e df r o ma n c i e n tm i n i n ga n ds m e l t i n gs i t e sa n da m o u n tl e a c h i n gs o l u t i o n ( o 0 0 5m o l l c a c l 2 ) c o u l db ei l l u s t r a t e dw i t ht h ef i r s t 。o r d e rk i n e t i c se q u a t i o nw i t hc o e f f l c i e n t sa s 0 + 9 7 7 0 9 8 5 4 4f o rc da n d0 8 8 9 0 9 5 0 “，f o rn i ，a n dt h a to fc u ，p ba n dz ni ns o i l s c o l l e c t e df r o ma n c i e n tm i n i n ga n ds m e l t i n gs i t e sc o u l db ei l l u s t r a t e dw i t hl o g i s t i ce q u a t i o n w i t hc o e 掇c i e n t sa so 8 7 9 0 。9 9 9 ”f o rc u o 9 5 1 0 9 9 9 * * f o rp ba n d0 9 7 9 0 9 9 6 * * f o rz n t h u s ，t h er e g r e s s i o ne q u a t i o n sc a nb eu s e dt oe s t i m a t et h em a x i m u ml e a c h i n gc a p a c i t yo f m e t a l s t h ee s t i m a t e dr e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h em a x i m u ml e a c h i n gc a p a c i t yo fc d ，c u ，n i ， z ni ns o i l sc o l l e c t e df r o ma n c i e n ts i l v e rm i n i n ga n ds m e l t i n gs i t e ，q u z h o uw e r el a r g e rt h a n o t h e rs o i l s ，i m p l y i n gt h a tt h eh i g h e rr i s ko f h e a v ym e t a lt r a n s l a t i o na n d p o l l u t i o ni nt h i sa r e a e x i s t e d t h er i s ko fp bt r a n s l a t i o na n d p o l l u t i o ni nt h ea n c i e n tc o p p e rm i n i n ga n ds m e l t i n g s i t e ，c h u n a nw a sa l s oe x i s t e d 6 c dt o l e r a n c ea n dh y p e r a c c u m u l a t i o no ft w o e c o t y p e s o fs e d u ms a r m e n t o s u m ( c o l l e c t e df r o ms a m n e na n dc h u n a n ，r e s p e c t i v e l y ) w e r ec o m p a r e dw i t hah y d r o p o n i c e x p e r i m e n t t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h ec r i t e r i ao fc dc o n c e n t r a t i o ni nn u t r i e n ts o l u t i o nf o r 6 n o r m a lg r o w t hw e r e5 0i m o l lf o rs a m n e ne c o t y p ea n d101 t m o l lf o rc h u n a ne c o t y p ei t w a sa l s oo b t a i n e dt h a tb o t ho ft w oe c o t y p e ss e d u ms a r m e n t o s u m ( c o l l e c t e df r o ms a n m e n a n dc h u n a n ) w e r ew i t ht h ec h a r a c t e ro fc da c c u m u l a t i o na sc dc o n c e n t r a t i o n si ns h o o t s w e r ea sh i g ha s9 8 7 1m g k g ( s a n m e ne c o t y p e ) a n d7 34 1m g k g ( c h u n a ne c o t y p e ) k e yw o r d s ：a n c i e n tm i n i n ga n ds m e l t i n gs i t e ；h e a v ym e t a l ；a s s e s s m e n to fp o l l u t i o nr i s k ； t o l e r a n c e ；a c c u m u l a t i o n ；p l a n t ；s o i l 7 第一部分文献综述 据报道，我国重金属污染的土壤面积己达3 亿亩，重金属污染土壤主要分布在大 中城市郊区和一些大中型工矿企业周围。沈阳、天津、重庆、南京、上海、杭州等市 郊蔬菜地重金属污染超标率高达5 0 以上，有些超标浓度高达5 0 多倍。长江三角洲 地区良田重金属污染事件越来越多。例如，江苏宜兴因灌溉含铜废水造成土壤铜污染， 使近干亩耕地作物绝产：浙江富阳因废水引灌和废气颗粒沉降引起的土壤c u 、z n 、 c d 、p b 、n i 、a s 复合污染，超出土壤标准几倍至几十倍，致使近万亩优质耕地大幅 度减产、抛荒。在珠江三角洲地区，近期对广州、深圳、珠海、中山、佛山郊区的1 3 2 个农业土壤样品分析测定，重金属普遍超标，其中广州市z n 、c d 、h g 超标率高达4 9 、 8 2 、7 7 。从而严重地影响了产地生态环境的安全与农产品的安全，因此迫切需要 加以综合治理。现今对重金属污染的研究大多集中在现代工业污染区，而忽略了古代 采冶区的潜在污染。 针对土壤污染的治理曾是国际性的难题，美国、英国、德国、荷兰等国家已经把 治理土壤污染问题摆在与大气污染和水污染问题同等重要的位置，而且已制定了相关 的修复工程计划。无论是从投资成本还是管理等多方面考虑，采用植物修复都是一条 非常适合我国国情的土壤治理途径。我国有广袤的国土、丰富的资源、复杂多样的地 理条件，因而可能蕴藏着大量超富集植物，为我国开展有关研究提供了良好的基础。 虽然我国在超富集植物研究方面还处在起步阶段，但是从已经取得的成果表明，我国 科学家有能力开发一批适合我国国情的植物修复技术，建立有自主知识产权的植物修 复技术，并在全球植物修复领域取得一席之地。 1 重金属污染的危害 1 1 直接伤害 粉尘中的重金属可以被植物气孔吸收，经降水和自然沉降转入水体和土壤的重金 属可以被植物的根系吸收。从不同器官进入植物体的重金属，积累在植物体内的相应 器官，在达到一定水平后损害植物。例如，砷可以使叶片失水内卷甚至枯萎，也可以 使叶片褪绿而光合作用降低，最终导致产量明显下降。转入水体和土壤的重金属，可 被水生动物、土壤动物摄入并积累而引起各种损害。例如，铜可以迅速抑制动物的呼 吸而减弱动物的运动、摄食和繁殖功能，甚至造成动物的死亡，汞、镉、铬等也有类 似危害。汽车尾气中的铅、锡罐封闭剂中的铅、杀虫剂中的铅、厨具中的铅可以在呼 吸中经肺或饮食中经胃肠道。 进入人的血液，再随血液循环分布，储存在脑、肾、骨等器官中，最终影响中根 神经功能、运动功能、排泄解毒功能和造血功能，可引起失眠、失明、麻痹、恶心、 疲倦、血细胞减少和免疫力下降等病症。 1 2 转化增毒 污染环境的重金属，在介质的物理、化学因素作用下，尤其是在介质中的微生物 作用下，转化形态而更严重地危害生物。如随工业废水排放的无机汞，在物理、化学、 生物因素的作用下，转化为甲基汞为主要类型的有机形态，更易于被动物摄食、吸收、 积累，最终导致人类发生包括肢体感觉障碍、运动失调、语言障碍、视野缩小和听力 障碍等症状的综合性神经病变，即“水俣病”。 1 3 生物放大 原初环境介质中的重金属