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我国矿山地区土壤重金属污染的形式已日趋严峻,利用超富集植物治理土壤重金属污染是当前最为有效的手段之一,也是目前环境地球化学和环境科学研究的热点问题。本研究以我国典型高硒地区之一—湖北恩施鱼塘坝地区生长的遏蓝菜为研究对象,分别在农田土壤(A采样点)和废弃石煤堆(B采样点)系统采集了遏蓝菜及其生长的土壤样品。为了了解Se、Zn和Cd元素在遏蓝菜中的分布,整体富集特征及可能的吸收过程和富集记录,利用氢化物—原子荧光仪、电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)和多接受杯电感耦合等离子质谱仪(MC-ICP-MS)等仪器系统的分析了A、B两采样点的土壤、遏蓝菜各器官组织(根—茎—叶等)中Se、Zn、Cd元素含量及Se、Zn同位素组成,取得了一些初步性结果,认识如下: 1、农田土壤(A采样点)遏蓝菜根际土壤样品富集Se、Zn、Cd元素,平均含量分别为40.1 mg/Kg、5020 mg/Kg、440.7 mg/Kg;废弃石煤堆(B采样点)遏蓝菜根际土壤样品Se、Zn、Cd元素平均含量分别为88.6 mg/Kg、329mg/Kg、67.2mg/Kg。这表明A采样点的农田土壤已遭受严重的外源性Zn、Cd污染,并有可能是来自认为耕作方式的污染。 2、农田土壤(A采样点)生长的遏蓝菜根、叶柄、叶中Se平均含量分别为154.9mg/Kg、163.3 mg/Kg、67.52mg/Kg;Zn平均含量分别为6535mg/Kg、4592mg/Kg、9557mg/Kg; Cd平均含量分别为111.7mg/Kg、74.7mg/Kg、213.2mg/Kg。生长在废弃石煤堆(B采样点)的遏蓝菜根、茎、叶中Se平均含量分别为553mg/Kg、210.4mg/Kg、110.2mg/Kg; Zn平均含量分别为382.1 mg/Kg、295.8mg/Kg、2082.8mg/Kg; Cd平均含量分别为53.8mg/Kg、86.4mg/Kg、388mg/Kg。两个采样点生长的遏蓝菜与根际土壤的Se、Zn、Cd分布特征一致,表明遏蓝菜中Se、Zn、Cd的绝对含量受土壤元素含量的影响。虽然A、B两个采样点土壤的Se、Zn、Cd含量存在明显差异,但Se、Zn、Cd元素在遏蓝菜各个部位的分布及变化趋势一致,即遏蓝菜根部Se含量相对较高,Zn、Cd含量相对较低;叶部Se含量相对较低,Zn、Cd含量相对较高。 3、A采样点遏蓝菜整体Se、Zn、Cd的含量对根际土壤的平均富集系数分别为13、4.34、1.19,B采样点遏蓝菜整体Se、Zn、Cd的含量对根际土壤的富集系数分别为9.83、6.43、10.22。该结论说明无论根际土壤中Se、Zn、Cd元素含量的高低,遏蓝菜对Se、Zn、Cd元素均有较强的吸收能力。 4、A采样点遏蓝根/根际土壤、叶柄/根际土壤、叶/根际土壤Se的富集系数平均值分别为5.47、5.52、2.04; Zn的富集系数平均值分别为1.35、1.01、1.97;Cd的富集系数平均值分别为0.39、0.19、0.6。A采样点遏蓝菜Se、Zn、Cd叶/根的转移系数平均值分别为0.47、1.55、1.76。B采样点遏蓝根/根际土壤、茎/根际土壤、叶/根际土壤Se的富集系数平均值分别为6.21、2.36、1.25; Zn的富集系数平均值分别为1.18、0.91、6.42; Cd的富集系数平均值分别为1.27、1.62、7.32。B采样点遏蓝菜Se、Zn、Cd叶/根的转移系数平均值分别为0.21、5.2、5.63。综合考虑根际土壤、叶片中Se、Zn、Cd的含量,可以确认植物对Zn、Cd均具有超富集的能力,且遏蓝菜对Cd的富集能力大于Zn,是Se的高耐性植物。 5、遏蓝菜中Se、Zn同位素变化趋势不同。遏蓝菜根部相对富集Se的轻同位素和Zn的重同位素;叶部相对富集Se的重同位素和Zn的轻同位素。这表明遏蓝菜对Se、Zn的吸收途径和代谢机制可能存在差异。叶中相对富集Se的重同位素表明叶中硒有可能存在硒的挥发过程;而Zn在运输过程中依靠蒸腾拉力和细胞质内外浓度差,且部分运转蛋白均具有较高的扩散系数,Zn的轻同位素有可能优先到达叶片中进行存储。