垃圾填埋场中铅、铜、锌、铁在土壤-植物中的迁移

垃圾填埋场中铅、铜、锌、铁在土壤--植物中的迁移

摘要通过对垃圾填埋场与非垃圾填埋场的樟树、构树、女贞树、水桐树的枝与叶中铜、锌、铁、铅含量的测定，研究了重金属离子在土壤-植物中的迁移转化规律。结果表明，重金属在土壤-植物中的迁移倍率：Zn、Cu、Fe、Pb分别为1.044～2.536、1.022～2.197、1.159～2.178、1.204～4.202。

关键词：垃圾填埋场

重金属离子

土壤-植物

迁移随着工业的发展和消费的增加，城市垃圾量逐年增多。城市垃圾中的重金属元素，在垃圾堆存过程中，会随着雨水渗入地下或随着粉尘飘扬空中，污染大气和水源，影响人体健康[1～3]。本文了解了湘潭市张家浸垃圾填埋场状况及周围常见植物的生长状况，通过监测填埋场和非填埋场常见植物中铅、铜、锌、铁的含量，分析研究重金属离子在土壤-植物中的迁移程度，提出相应的环境保护措施和填埋场封场后植物绿化的筛选建议。

1材料与方法1.1研究地概况张家浸生活垃圾填埋场于1992年4月开始投入运转，该场处理能力为300t/d，实际处理能力为217t/d，人均日处理量为0.6kg。该市居民生活垃圾成分中无机物（废渣）约占82%，有机物（厨余物）约占13.86%，其余废品（如玻璃、陶瓷）约占3.3%。由于垃圾中无机物远大于有机物，因此该填埋场中重金属的含量是比较高的。填埋场土壤背景值及垃圾重金属含量见表1。表1土壤背景值及垃圾重金属含量1）(ug/g)

不项坑俗目娃雄pH四As畅Pb洗Cd灵Cr爬Cu剪Zn朽土拌哄壤戒济7.48漆41.60依128.8觉1.936细24.56瓶

版

赠垃冠流圾狐绳7.70渴

剥238.07苦投1.235哗75.27源206.27槽淋954.47秘1）资料来源于湘潭市环境保护科研所。1.2仪器与试剂硝酸：1:1，2％，分析纯；高氯酸：11.7mol/L，分析纯；锌、铜、铁、铅：分析纯，准确称取纯金属(99.9%以上)0.2500g于100mL烧杯中,加入硝酸（8mol/L）10mL,加热溶解完全冷却后移入250mL的容量瓶中,用硝酸(1%)稀释至刻度,摇匀即得1.000g/L的标准储备液。用5mL移液管移取5mL的储备液于50mL的容量瓶中，用硝酸(1%)稀释至刻度，摇匀即得100mg/L的标准液。再用移液管分别将1、2、3、4、5mL的（100mg/L）的标准溶液移至5个50mL的容量瓶中,用硝酸(0.16mol/L)稀释至刻度,摇匀,即得2、4、6、8、10mg/L的标准溶液。原子吸收分光光度计：HGA850

AAnalyst300，仪器工作参数的选择见表2。表2

仪器工作参数1）

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0.7狡1）乙炔流量均为：3L/min；空气流量均为：10L/min。1.3材料样品来源：湘潭市张家浸垃圾填埋场及以湘潭师范学院附近垃圾填埋场和非垃圾填埋场的树枝与树叶。样品品种：樟树、水桐树、女贞树、构树。表3

样品品种1）袋

猜垃圾场（年轮拉约芒11广a歪）钩姥

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浓款非垃圾场（年厌轮迅约抬21亿a棋）于汤h税（练m苍）烧皱d垂（剧c贸m寄）床翼

穷h叮（遵m火）获钱d摆（泰c送m石）颜舱樟浩

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皇8柄15耕女贞乐树嘱详2.5脱6仇

邮8慎15夕水桐菜树行书3量8臭

苦4酷61）h为表层土壤以上树高,d为树干的直径。1.4材料处理叶的处理：将新鲜树叶用自来水洗净，再用蒸馏水冲洗，然后分类放入洁净的烧杯中，在干燥箱中（60～70℃）烘干、冷却，用玛瑙研钵研碎，用孔径为0.9mm的不锈钢筛网筛选后的样品盛在洁净的玻璃试剂瓶中，在烘箱中烘几小时后严密加盖保存。枝的处理：将新鲜树枝用不锈钢剪刀剪成长度为0.2～0.5cm后，用自来水洗净，再用蒸馏水洗2～3次，分类放入洁净的烧杯中，在干燥箱中（60～70℃）烘干标本冷却到室温时，盛入玻璃试剂瓶中，再在烘箱中烘几小时后严密加盖保存。分别准确称取试样(0.5g左右)于100mL的洁净烧杯中,加入浓硝酸20mL,盖上表面皿,过夜,次日加高氯酸2mL,电热板加热到消化液为小体积(2～3mL)且无色,冷却,加2%的硝酸5～8mL,过滤,用2%的硝酸洗滤纸6～10次,定容成50mL,待测。1.5

测定方法按表2仪器工作参数测定标准系列吸光度，绘制曲线。并在同一工作条件下测定样品中被测元素的浓度[4]，结果见表4。表4

测量结果(ug/g)

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9逃4.3

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2分析与讨论从表4中得出垃圾场中的4个树种中的锌、铜、铁、铅的含量明显比非垃圾场中的高，但是不同的树种对同一种金属的吸收转化不同，同一树种中茎和叶的同一种金属的含量又不同。这是由于土壤中重金属向植物体内迁移转化的过程与重金属的种类存在形式，以及土壤和植物的种类特性有关。2.1重金属的种类及存在形态从表4中可见，4个树种的锌、铜、铁、铅的含量明显不同。这与重金属的种类及重金属在土壤植物中的迁移转化过程的存在形态相关。重金属的种类不同，植物对它所需的量不同，吸收也不同，即迁移能力不同。而重金属在土壤中的存在形态直接影响植物对它的吸收。当重金属以氢氧化物或硫化物的沉淀形式或螯合物形式存在时，重金属被固定，难于被植物吸收，但当为离子态（如Cu2+、Pb2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+）时却易于被植物所吸收。2.2土壤的性质垃圾场的树种中重金属含量明显比非垃圾场的高（见表4）。垃圾场填埋后尽管一部分重金属通过雨水随浸出液入导流沟，但是由于土壤胶体的吸附交换性使其对重金属在土壤中的迁移转化有重要作用。土壤pH值及有机质含量对锌、铜在土壤中的形态和迁移转化影响显著。土壤pH值高和排水良好，大部分将以氢氧化物沉淀被固定起来，在有机质中常形成螯合物。在酸性土壤中可呈Cu2+、Zn2+，这是被植物吸收的形式，而土壤对铅的固定作用与土壤阳离子交换呈正相关，而与土壤成负相关。有机质是离子态铅的主要固定剂，在酸性土壤中铅被吸附和沉淀的可能性比碱性土壤小，因而较易为植物所吸收。2.3植物的种类垃圾场中4个树种的重金属含量各不相同。如4个树种的枝中铜的含量：樟树9.9ug/g、女贞18.9ug/g、水桐32.3ug/g、构树11.8ug/g，说明同一种金属在不同树种中的含量是不同的。这与重金属在土壤-植物体系中的迁移转化密切相关。比较垃圾场中4个树种叶的迁移率大小：铜:构树>女贞>水桐>樟树；锌：构树>樟树>女贞>水桐；铁:水桐>女贞>构树>樟树；铅:构树>女贞>樟树>水桐。通过比较得出，构树的叶对铜、锌、铅的吸收转化最强，而水桐树叶对铁的吸收转化最强，但水桐树叶对锌、铅的吸收转化最弱，樟树叶对铜、铁的吸收转化最弱。这表明不同的树种对同一重金属的吸收转化不同，同一重金属在不同的树种中的含量又不同。2.4重金属在植物枝与叶的迁移能力通过垃圾填埋场与非垃圾填埋场各树种中重金属含量对比，可得到重金属在各树种中的迁移倍率。见表5。表5迁移倍率

陶树种类饲别哨杯元素含园量森(恳ug/g)萝Zn

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惊1.244比较重金属在垃圾场中4个树种中枝的迁移倍率：锌：樟树>构树>水桐>女贞；铜：水桐>构树>樟树>女贞；铁：构树>水桐>女贞>樟树；铅：女贞>水桐>构树>樟树。比较重金属在垃圾场中4个树种中叶的迁移率：锌：构树>樟树>女贞>水桐；铜：构树>女贞>水桐>樟树；铁：水桐>女贞>构树>樟树；铅：构树>女贞>樟树>水桐。通过迁移率的比较得出，4种重金属在4个树种中枝与叶的迁移率明显不同，这说明同一重金属在不同的树种内的迁移能力是不同的，但对于同一树种的枝与叶，同一重金属在枝与叶中枝的迁移能力略大于叶。

3建议通过实验得出垃圾场中树的重金属含量都比较高，而垃圾场土壤里大量的重金属元素会抑制周围农作物的消化作用，降低作物对分子氮的固定，削弱尿素酶的活性，以及总的生物活性，这可能明显地影响作物的代谢过程。土壤和植物里大量和微量元素之间存在着复杂的相互作用，为减少垃圾场土壤中重金属的含量及对周围环境的污染影响，建议垃圾场封场后多栽植对重金属迁移能力强的植物。通过实验得出，4个树种中，对锌迁移能力最强的是樟树，对铜迁移最强的是水桐，对铁迁移最强的是水桐与构树，对铅迁移最强的是构树。因此，由实验结果建议垃圾场封场后，可以将多个树种交叉相间地载种，以此来减少土壤中多种重金属的含量，达到保护环境的目的。

4参考文献1刘克锋