工程科学学报.第42卷，第3期：302-312.2020年3月 Chinese Journal of Engineering,Vol.42,No.3:302-312,March 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.04.23.001;http://cje.ustb.edu.cn 典型钒矿冶炼厂区域土壤重金属污染及陆生植物富集 能力 邵慧琪，张又文)，曲琛，厉文辉，赵妍珺，刘凝，蔡寒梅， 吴传东”，刘杰民)☒ 1)北京科技大学化学与生物工程学院，北京1000832)北京市劳动保护科学研究所，北京100054 区通信作者，E-mail:liujm@ustb.edu.cn 摘要植物修复是土壤重金属污染修复的重要手段.为了探明南水北调工程中线水源地土壤污染状况并对其进行修复，本 研究以湖北省朝北河和典型钒矿冶炼厂为对象，按季节采集该区域土壤（样本量n=14)和当地优势陆生植物（样本量n= 113),使用微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定V、Cr、As和Cd重金属含量，根据内梅罗指数法综合评价了土 壤污染程度，评估了各种植物对四种重金属的富集能力.结果表明，朝北河采样点中排污口与河水交汇处土壤中重金属 Cd含量较高：钒矿治炼厂原矿堆放区V超标近83倍，Cr、As和Cd重金属超标两倍以上，土壤受到严重污染：其他采样点均 受到不同程度的重金属污染.植物重金属富集能力和耐受性评价结果表明，鼠麴草、密叶飞蓬、一年蓬对四种重金属耐受性 极强，小蓬草、白茅、少花龙葵、野菊、白车轴草、稗是V、Cr和Cd的超富集植物，蜈蚣草、构树对As的富集能力极强，野艾 蒿对C和Cd的富集能力较强.丁香萝和日本毛连菜分别对Cr和V具有较强的耐受性和富集特异性，委陵菜和垂序商陆 对Cd具有较强的富集能力和特异性。五种优势植物盆栽实验表明，苎麻在复合金属污染条件下耐受性最强，委陵菜富集能力 最强. 关键词土壤：重金属污染：超富集植物：富集能力：耐受性 分类号X53 Analysis of heavy metal contamination in the soil and enrichment capabilities of terrestrial plants around a typical vanadium smelter area SHAO Hui-gi,ZHANG You-wen,QU Chen,LI Wen-hui),ZHAO Yan-jun,LIU Ning?,CAl Han-mei,WU Chuan-dong,LIU Jie- min身母 1)School of Chemistry and Biological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Beijing Municipal Institute of Labor Protection,Beijing 100054,China Corresponding author,E-mail:liujm@ustb.edu.cn ABSTRACT Phytoremediation is an important means of soil heavy metal pollution remediation.In order to figure out the soil pollution status of the water source in the middle line of the South-to-North Water Transfer Project and repair it,soil samples(n=14) and local dominant terrestrial plants(n=113)were collected in typical areas around Chaobei River and the typical vanadium smelter in Hubei Province in four seasons.Microwave digestion-inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)was applied to analyze the concentrations of vanadium(V),chromium (Cr),arsenic(As),and cadmium(Cd)in soils and plants.Soil pollution levels were 收稿日期：2019-04-23 基金项目：国家重点研发计划资助项目(2016YFC0700600,2016YFC0700603):国家水体污染控制与治理科技重大专项资助项目 (2015ZX07205-003):国家自然科学基金资助项目(21878018)：中央高校基本科研业务费专项资助项目(FRF-MP.19-012)典型钒矿冶炼厂区域土壤重金属污染及陆生植物富集 能力 邵慧琪1)，张又文1)，曲    琛1)，厉文辉1)，赵妍珺1)，刘    凝2)，蔡寒梅1)， 吴传东1)，刘杰民1) 苣 1) 北京科技大学化学与生物工程学院，北京 100083    2) 北京市劳动保护科学研究所，北京 100054 苣通信作者，E-mail：liujm@ustb.edu.cn 摘    要    植物修复是土壤重金属污染修复的重要手段. 为了探明南水北调工程中线水源地土壤污染状况并对其进行修复，本 研究以湖北省朝北河和典型钒矿冶炼厂为对象，按季节采集该区域土壤（样本量 n = 14）和当地优势陆生植物（样本量 n = 113），使用微波消解‒电感耦合等离子体质谱 (ICP‒MS) 测定 V、Cr、As 和 Cd 重金属含量，根据内梅罗指数法综合评价了土 壤污染程度，评估了各种植物对四种重金属的富集能力. 结果表明，朝北河采样点中排污口与河水交汇处土壤中重金属 Cd 含量较高；钒矿冶炼厂原矿堆放区 V 超标近 83 倍，Cr、As 和 Cd 重金属超标两倍以上，土壤受到严重污染；其他采样点均 受到不同程度的重金属污染. 植物重金属富集能力和耐受性评价结果表明，鼠麴草、密叶飞蓬、一年蓬对四种重金属耐受性 极强，小蓬草、白茅、少花龙葵、野菊、白车轴草、稗是 V、Cr 和 Cd 的超富集植物，蜈蚣草、构树对 As 的富集能力极强，野艾 蒿对 Cr 和 Cd 的富集能力较强，丁香蓼和日本毛连菜分别对 Cr 和 V 具有较强的耐受性和富集特异性，委陵菜和垂序商陆 对 Cd 具有较强的富集能力和特异性. 五种优势植物盆栽实验表明，苎麻在复合金属污染条件下耐受性最强，委陵菜富集能力 最强. 关键词    土壤；重金属污染；超富集植物；富集能力；耐受性 分类号    X53 Analysis  of  heavy  metal  contamination  in  the  soil  and  enrichment  capabilities  of terrestrial plants around a typical vanadium smelter area SHAO Hui-qi1) ，ZHANG You-wen1) ，QU Chen1) ，LI Wen-hui1) ，ZHAO Yan-jun1) ，LIU Ning2) ，CAI Han-mei1) ，WU Chuan-dong1) ，LIU Jie￾min1) 苣 1) School of Chemistry and Biological Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) Beijing Municipal Institute of Labor Protection, Beijing 100054, China 苣 Corresponding author, E-mail: liujm@ustb.edu.cn ABSTRACT    Phytoremediation  is  an  important  means  of  soil  heavy  metal  pollution  remediation.  In  order  to  figure  out  the  soil pollution status of the water source in the middle line of the South-to-North Water Transfer Project and repair it, soil samples (n = 14) and local dominant terrestrial plants (n = 113) were collected in typical areas around Chaobei River and the typical vanadium smelter in Hubei Province in four seasons. Microwave digestion–inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP‒MS) was applied to analyze the  concentrations  of  vanadium  (V),  chromium  (Cr),  arsenic  (As),  and  cadmium  (Cd)  in  soils  and  plants.  Soil  pollution  levels  were 收稿日期: 2019−04−23 基金项目 : 国家重点研发计划资助项目 （ 2016YFC0700600， 2016YFC0700603） ；国家水体污染控制与治理科技重大专项资助项目 （2015ZX07205-003）；国家自然科学基金资助项目（21878018）；中央高校基本科研业务费专项资助项目（FRF-MP-19-012） 工程科学学报，第 42 卷，第 3 期：302−312，2020 年 3 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 42, No. 3: 302−312, March 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.04.23.001; http://cje.ustb.edu.cn