园林植物中重金属元素检测及其对重金属污染土壤修复综述

王梦军 ，韩张雄 ，董抒浩 ，张 成 ，陈 恕

（1.西安市绿化养护管理处，陕西 西安 710032；2.国土资源部 西安矿产资源监督检测中心，陕西 西安 710054）

1 重金属富集园林植物的选择

重金属对周围环境及环境中的生物均有毒害作用，目前对重金属污染的研究已在多个领域开展。重金属对生物的毒害作用主要是由于环境中重金属元素超过生物生理或生长所能承受的量时，重金属影响生物正常生长发育的的作用[1-2]。城市工业区属于重金属污染的重点区域，重金属主要通过工业生产及废弃物处理等途径产生，如果处理不当，则会对周围环境造成污染。

城市工业区用于绿化的植物，需要长期生长在重金属胁迫的环境下，因此，受到重金属的影响较大，随着土壤中重金属含量的增加，以及时间的延长，植物受到重金属的毒害作用也会增大[3-4]。同时由于城市工业区污染重金属种类较多，因此在选择园林绿化植物时，需考虑不同重金属所能带来的胁迫作用。

植物体内重金属元素大部分积累于植物根部，主要结合方式为蛋白质结合态，只有少部分通过植物的吸收作用，传输至地上部分[5]。但对于重金属富集植物来说，则可以通过吸收，将大量重金属从土壤中转运至植物地上部分，并通过植株死亡起到将重金属从土壤中去除的作用。

大部分重金属在植物整个生长期属于非必需元素，其在植物体内大量积累，达到一定含量时，则会降低植物的生理指标，造成植物生长困难，进而造成植物生长缓慢，生产量降低[6-7]。而在城市工业区园林植物选育过程中，应当选择对生长地块重金属耐性较高的植物。

2 园林植物中重金属元素检测方法

在城市工业区种植园林植物主要目的一方面在美化环境的同时修复土壤中重金属污染，另一方面也可作为重金属生物毒性预警。在这一过程中需要对园林植物中重金属进行监测，因此，利用合适的检测方法，可以快速准确地获得园林植物中重金属的含量。

2.1 原子吸收分光光度法（AAS法）

原子吸收分光光度法是比较传统的重金属检测方法，也是应用最早，使用最广泛的分析方法[8]。其主要包括火焰原子吸收和石墨炉原子吸收两种。在利用火焰原子吸收测定植物中重金属时，仪器灵敏度相对较高，且抗干扰能力强，费用较低等特点；而利用石墨炉原子吸收检测时，对样品要求相对较高，需要去干扰，但检测结果精度较高。利用火焰原子吸收一般可以测定植物中铁、锰、铜、铅、锌、镉等元素，而利用石墨炉原子吸收可以测定铅、锌、镉、银等元素，其精密度和准确度均较高[9]。

2.2 氢化物发生-原子荧光法（HG-AFS法）

将植物样品消解后，经还原后，利用氢化物发生使待测元素以还原态的共价氢化物存在，然后以氩气为载气，在原子化器中进行原子荧光测定[10]，一般情况下，利用氢化物发生-原子荧光分光光度法可以对植物样品中砷、锑、铋、汞、硒、碲、锗等元素进行测定。

2.3 紫外-可见光分光光度法

紫外-可见光分光光度法相对比较传统[11]，在测定植物样品中重金属含量主要是利用合适的络合剂将重金属络合显色，然后利用分光光度计测定。利用本法检测重金属操作简便、仪器灵敏度高，且仪器运行成本相对较低，因此在早期植物样品检测过程中也应用较为普遍，但随着仪器的发展，由于其络合剂选择相对较为繁琐，且大都为剧毒试剂，逐渐被淘汰[12]。

3 园林植物对重金属污染土壤的修复

植物对土壤中重金属的修复技术主要包括植物固定作用、植物提取作用、植物挥发作用以及植物促进作用等[13-14]。植物固定作用主要指植物利用其对重金属吸收或吸附作用，使重金属元素固定于植物体内或体表的一种修复方法，主要利用植物对重金属胁迫具有一定的阈值范围，适用于轻度重金属污染；植物提取作用主要利用超富集植物，将土壤中重金属富集，然后通过工业提取，达到综合利用的目的，适用于重金属污染较为严重，且已知污染重金属，利用特定植物修复的一种方法；植物挥发作用则是利用植物强大的蒸腾作用以及某些特殊重金属的易挥发性，将植物从土壤中去除，排入周围环境的一种方法，如土壤中汞的修复，此法虽能暂时降低土壤中重金属含量，但又会对周围环境造成污染；植物促进作用主要通过植物根系分泌有机酸对土壤中重金属进行微环境毒性改变或活化处理，再通过植物吸收以达到去除土壤中重金属污染的一种方法。园林植物对城市工业区重金属的修复作用主要包括其利用对土壤中重金属元素的吸收、积累，并将其固定于植物体内或叶表面，通过植物更新去除已吸附重金属的植物，通过长期更替，从而有效的降低周围环境中重金属元素含量。

园林植物对城市工业区土壤中重金属的修复作用主要通过收割植物，更替栽培实现降低土壤中重金属含量，因此在植物生长期间，应当尽量让植物吸收土壤中重金属，通过施加螯合剂或络合剂可以有效地提高土壤中重金属的有效态含量[15-16]，因此，在园林植物栽培和生长过程中，应尽量施加具有螯合或络合作用的肥料，促进植物对土壤重金属的吸收。

4 园林植物修复重金属污染土壤研究展望

一般研究认为，园林植物的主要功能在于美化周围人居环境，但是随着城市工业化发展，以及人们对生态安全的重视[17]，园林植物的功能多样性日渐显现，尤其是在城市工业区。由于城市工业区的特殊性，其存在的污染危害更大，因此城市工业区的园林植物既要满足美化环境的要求，同时也应当具有修复污染的功能。重金属污染不仅破坏土壤的生态环境，同时通过食物链摄入及人类生产活动摄入，威胁到人类生存安全，所以在城市工业区进行园林绿化的过程中，应当充分考虑其土壤污染状况，选择合适的植被类型，尽量做到既美化环境，同时又能够治理污染。