土壤-苦丁茶樹系統(tǒng)中鉛的分布特征及遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律.pdf

1、鉛是環(huán)境中對(duì)動(dòng)植物以及人類毒性最強(qiáng)的典型重金屬污染物。鉛從土壤向茶葉部分遷移積累的強(qiáng)度和數(shù)量首先受重金屬根際化學(xué)和生物過程及茶葉作物對(duì)其運(yùn)輸及分配特性的調(diào)控,也受土壤理化性質(zhì)、生態(tài)環(huán)境條件等的影響。研究鉛在土壤-苦丁茶樹系統(tǒng)中的分布特征、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及影響因素,可以為降低鉛對(duì)苦丁茶的潛在污染提供科學(xué)依據(jù),對(duì)促進(jìn)海南苦丁茶的開發(fā)利用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文建立了高壓密封消解-石墨爐原子吸收光譜法和微波消解-電感耦合等離子體

2、發(fā)射光譜法測(cè)定茶樹及其土壤樣品中鉛含量的方法。以海南大學(xué)苦丁茶種質(zhì)資源庫、澄邁萬昌苦丁茶場(chǎng)以及盆栽試驗(yàn)的苦丁茶樹為對(duì)象,采集茶樹及其土壤樣品,用建立的方法對(duì)樣品中鉛進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明:采用高壓密封罐消解樣品、石墨爐原子吸收檢測(cè),鉛在0.0～60.0ng·mL-1呈良好線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)r=0.99989,檢出限為0.215ng·mL-1,方法精密度RSD＜5％,加標(biāo)回收率92％～107％;采用微波消解樣品、電感耦合等離子體發(fā)射光譜檢測(cè),

3、鉛在0.0～400.0ng·mL-1呈現(xiàn)良好線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)r=0.99995,檢出限為0.038ng·mL-1,方法精密度RSD＜5％,加標(biāo)回收率96％～107％。海大種質(zhì)資源庫中6種冬青科苦丁茶樹系統(tǒng),除華中茍骨有所異常,其鉛分布特征為:土壤＞＞茶樹,根際土壤＞非根際土壤,吸收根＞主根,枯葉＞莖＞老葉＞嫩葉;作為烘制茶的嫩葉,生物吸收系數(shù)為0.005～0.016,鉛含量為0.10μg·g-1～0.47μg·g-1,且枸骨冬青＜苦丁

4、茶冬青＜大葉冬青＜五棱冬青＜霍山冬青＜華中茍骨冬青,均遠(yuǎn)低于鉛的限量指標(biāo)(Pb≤5.0μg·g-1)。與澄邁茶場(chǎng)對(duì)照表明,苦丁茶冬青系統(tǒng)中鉛的分布在不同種植地表現(xiàn)出一定的差異,且鉛的分布還與種植年代有關(guān)。
　　 本文研究了海南大學(xué)種質(zhì)資源庫6種冬青科苦丁茶樹土壤中鉛的形態(tài)分布,結(jié)果顯示:.殘?jiān)鼞B(tài)＞有機(jī)態(tài)＞碳酸鹽態(tài)＞鐵錳氧化態(tài)＞可交換態(tài)。從非根際土壤到根際土壤,6種冬青科苦丁茶樹土壤鉛的各種形態(tài)的相對(duì)含量發(fā)生了改變,其變化情況雖各

5、有差異,但總體上呈現(xiàn)出生物有效性較大的碳酸鹽態(tài)鉛和生物有效性居中的鐵錳氧化態(tài)鉛、有機(jī)態(tài)鉛有下降趨勢(shì),而難于被植物吸收的殘?jiān)鼞B(tài)鉛含量有上升趨勢(shì),表明冬青科苦丁茶樹的根際環(huán)境具有一定的降低鉛污染的阻截作用。此外,還研究了盆栽苦丁茶冬青樹土壤鉛的形態(tài)分布隨土壤pH、氧化還原電位(ORP)的影響,結(jié)果表明,在酸性條件下,隨著酸性增強(qiáng),鉛的生物可給性有所下降,有利于減少鉛對(duì)苦丁茶的危害;相反,在堿性條件下,隨著堿性的增強(qiáng),鉛對(duì)苦丁茶冬青樹污染的潛

6、在風(fēng)險(xiǎn)增強(qiáng),對(duì)苦丁茶的安全生產(chǎn)不利。隨著ORP的增大,鉛在苦丁茶根際土壤中的有效、潛在有效態(tài)增大,對(duì)苦丁茶的鉛污染風(fēng)險(xiǎn)增大。
　　 改變pH、氧化還原電極電位和外源添加鉛、鎘、銅的單因素盆栽試驗(yàn)表明:①酸性條件下,鉛主要被截留在土壤中,如pH=5.17時(shí),鉛在土壤中層富集,根、莖、葉中鉛的含量均較低,鉛的污染風(fēng)險(xiǎn)最低。②隨著土壤氧化還原電位的增大,土壤中鉛的含量先增大后降低,在ORP=260.5時(shí)含量為45.18 mg·kg-1

7、達(dá)最大,此時(shí)茶樹葉中鉛的含量最低。表明此時(shí)茶樹土壤將鉛富集在表層,可阻止鉛在土壤中的垂直下降及向植物體內(nèi)的遷移吸收,從而降低鉛在茶樹葉中的含量。⑨隨著外源鉛濃度的增大,土壤中鉛的含量表現(xiàn)為近似呈線性增加;莖、葉中鉛含量呈現(xiàn)先增大后減小的分布規(guī)律。④隨著外源鎘濃度的增大,促進(jìn)了鉛在土壤和茶體內(nèi)的遷移并最終富集在根際土壤和茶樹的葉子中,即鎘對(duì)鉛的遷移具有協(xié)同作用。⑤隨著外源銅濃度的增加,同樣促進(jìn)了鉛在茶樹根系-莖-葉之間的遷移,這和外源添加

8、鎘的影響類似。
　　 盆栽正交試驗(yàn)表明:鉛濃度200mg·k-1、銅濃度100mg·kg-1、鎘濃度10mg·kg-1、復(fù)合肥5g/盆、pH=4情況下鉛在土壤-苦丁茶系統(tǒng)中的遷移程度最高,說明此時(shí)各因素對(duì)苦丁茶樹的復(fù)合污染最強(qiáng);極差分析表明對(duì)苦丁茶樹葉子中鉛的生物吸收系數(shù)影響程度分別為:外源添加鉛＞酸堿度＞外源添加銅＞氧化還原電位＞外源添加鎘;方差分析表明:各因子的F檢驗(yàn)值均小于F0(0.05),在95％置信度范圍內(nèi),對(duì)苦丁茶樹