以巴天酸模为研究对象，采用盆栽试验，研究了草酸3.6mmol/L和吡罗昔康-β-环糊精3.6mmol/L条件下，巴天酸模对Pb的积累和转移。结果表明两种螯合剂均不影响巴天酸模样的正常生长，施加草酸组的生物量增长60%，施加吡罗昔康组-β-环糊精的增长40%，对照组植物生物量增长20%；巴天酸模的Pb离子浓度显著提高，施加草酸组的巴天酸模Pb浓度为2437.01±67.7mg/L, 施加吡罗昔康-β-环糊精组的巴天酸模Pb浓度2055.22±1063.07mg/L，对照组为554.09±62.43mg/L；数据进行一元方差分析，表明施加了草酸和吡罗昔康-β-环糊精的巴天酸模Pb离子的浓度和转移率与对照组均有显著差异，而草酸和吡罗昔康-β-环糊精处理组之间没有显著差异，表明巴天酸模可以作为Pb污染土壤的修复植物推广应用。使用草酸和吡罗昔康-β-环糊精作螯合剂可以强化巴天酸模对污染土壤中Pb的吸收，证明吡罗昔康-β-环糊精与草酸具有同样功能，可以作为一种新型螯合剂推广使用

1研究区概况
临汾盆地位于汾河下游（35°23′-36°57′N，110°22′- 112° 34′ E），属于半干旱、半湿润温带大陆性季风气候区。年平均气温8.9-12.1℃，降水量453.9- 688.4mm，无霜期125-191d，气温年差较大，降水集中于春秋两季[13]。临汾是我国的重化工基地之一，土壤污染较为严重。据研究临汾市表层土壤中重金属含量较国家标准重金属含量均有不同程度的超标，工业区土壤含Pb量大都超过国家二级标准限值，部分特殊工业区还超过了国家三级标准限值[14]。主要研究区选在临汾市中心尧都区山西师范大学及临近的汾河流域。
图2.主要研究区位置图（山西临汾市尧都区）
2材料与方法
2.1 试验选材
2.1.1材料
巴天酸模种子 莳瑛苑湖边搜集
洁净土壤 山西师范大学5号楼前
洁净沙子
2.1.2试剂
硝酸铅 天津市光复精化工研究所
草酸 天津市光复精化工研究所
吡罗昔康-β-环糊精 武汉大华伟业医药化工有限公司
浓硝酸 天津市光复精化工研究所
高氯酸 天津市光复精化工研究所
2.1.3设备
原子吸收光谱仪（德国耶拿nov AA400） 耶拿分析仪器股份公司
万分之一电子天平 常州市亨托电子衡器有限公司
烘箱（202-2-EDS） 北京市永光明医疗器械有限公司
电热板(DB-3) 北京市永光明医疗器械有限公司

2.2研究方法
2.2.1 试验流程

2.2.2 试验要点
（1）巴天酸模实验样本选择时要尽可能的选择生长状况相同的健康的样本。茎叶粗壮饱满，植株长度控制在在10—15cm。
（2）冲洗称量环节上要尽量用滤纸将附着在巴天酸模上的水吸干，减少称取重量时植株上附着的水带来的误差量，同时又不能因长时间失水损伤植物，影响巴天酸模下一步的培养，所以称量过程尽可能迅速，并在称量后立刻将植株根部立刻放入清水中。
（3）盆栽试验中应保持尽可能相同的温度、光照、水和营养物质，保证单一变量原则。
（4）注意标签的使用和数据的记录，盆栽试验中注意保护标签，以免在二次称量时数据不对应，带来不必要的麻烦。
（5）在样本的消煮中，要注意温度的控制和样本溶液颜色的变化。
（6）测样本Pb离子浓度时，正确的操作原子吸收光谱仪。

2.3 试验设计 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.3.1植株培养
供试植物为巴天酸模，种子系2013年6月于临汾市山西师范大学莳瑛苑湖边，2014年2月底，将巴天酸模种子放入萌发盘，将萌发盘放于光照培养箱内，待种子萌发后，选取生长一致的幼苗移栽到处理后的纸杯 内，放于温室，培养10到20天。

2.3.2试验准备
土壤染毒 。将试供土壤设定两个的Pb(NO3)2的浓度梯度，污染土壤浓度分别为600mg/kg和1200mg/kg，放置15天，每天翻动一次，使Pb离子与土壤充分混合。

2.3.3植物样品处理
将培养过的生长状况相同的健康的巴天酸模幼苗用自来水和去离子水洗净擦干，称量总重以及量取巴天酸模地上与地下部高度进行记录并对植株贴标签处理。

2.3.4盆栽试验
（1）选取生物量较大的植株，植入装有相同处理的污染土壤的花盆中，每盆500g土壤。实验中土壤Pb(NO3)2的浓度设为1200 mg /kg（3.6 mmol /L）和600mg/kg(1.8mmol/L)。本实验选用了两种螯合剂，包括常规螯合剂草酸（OA）和试验螯合剂吡罗昔康-β-环糊精。外加螯合剂的浓度为Pb(NO3)2摩尔浓度的0.5倍和1倍，即螯合剂与Pb(NO3)2的摩尔浓度比为 1：2和
1：1，以不加螯合剂（加等量蒸馏水）的巴天酸模组做为对照。本试验将每个处理均设置 3 次重复，来避免偶然误差。
（2）收获Pb胁迫15天后巴天酸模植株，用自来水和去离子水洗净吸水净，用滤纸轻轻拭去巴天酸模表面的残余的水，称量总重以并量取巴天酸模地上与地下部高度，将根茎叶分开后分别称重记录（注意标签的影响），置于75度烘箱中干燥48个小时，取出分别称量各组分的干物质重量并记录。
2.3.5重金属检测
分别取0.5g的根、茎、叶的烘干研碎样品加入15ml硝酸、10ml高氯酸，在电热板上于100℃升温至300℃加热煮沸，待溶液温度升至185℃，且溶液变成无色或淡黄澄清透亮，停止加热。待到待测样品冷却后加0.5-1ml浓硝酸进行溶解，过滤至50ml容量瓶中，用超纯水定容。每批样品至少做2个平行样及空白样，最后用原子吸收光谱仪（德国耶拿nov AA400）测定土壤及植物样中的重金属元素含量，铅(Pb)直接用消解液在火焰模式下测定。
2.3.6数据分析
Microsoft Excel 2007 ，IBM SPSS Statistics 19 进行分析。
3结果与分析
在Pb600的试验组中就样品平均增长的地上部高度、地下部长度及生物量增长量（干重）分别为：施加草酸0.9的巴天酸模平均增长了约为0.42m,0.44m和0.31g；施加吡罗昔康-β-环糊精0.9的巴天酸模平均增长了约0.24m，0.33m和0.42g；施加草酸1.8的巴天酸模平均增长了约0.40m，0.44m和0.25g；施加吡罗昔康-β-环糊精1.8的巴天酸模平均增长了约0.24m,0.32m和0.23g；对照组的巴天酸模的平均增长约0.18m；0.31m和0.23g。
在Pb1200的试验组中就样品平均增长的地上部高度、地下部长度及生物量增长量（干重）分别为： 施加草酸1.8的巴天酸模平均增长了约0.47m，0.49m和0.22g；施加吡罗昔康-β-环糊精1.8的巴天酸模的平均增长了约0.22m，0.25m和0.21g；施加了草酸3.6的巴天酸模的平均增长了约0.45m，0.48m和0.20g；施加了吡罗昔康-β-环糊精3.6的巴天酸模平均增长了0.22m，0.23m和0.19g；对照组的巴天酸模平均增长了约0.25m，0.30m，和0.19g。试验了表明在两种浓度梯度下施加草酸和吡罗昔康-β-环糊精对巴天酸模的生长均没有抑制作用。
分别对Pb600的巴天酸模的试验组和Pb1200的巴天酸模实验组数据进行一元方差分析，的出相互间无明显差别，说明施加两种螯合剂均不影响植物的正常生长且两种螯合剂的效果接近。
对三组巴天酸模样品进行一元方差分析，三者无明显差别，说明施加两种螯合剂均不影响植物的正常生长且两种螯合剂的效果接近。
（此下以Pb1200土壤中施加草酸3.6和吡罗昔康-β-环糊精3.6的实验组为例进行研究）
图3.巴天酸模数据变化图
3.1植物体内Pb浓度
草酸处理组巴天酸模的根、茎和叶Pb离子平均浓度比为48：6：1；吡罗昔康-β-环糊精处理组的根、茎和叶Pb离子平均浓度比为8：2：1；对照组根茎叶Pb离子平均浓度比为6：3：1。
施加草酸的巴天酸模组与对照组相比，根和茎的Pb离子浓度均有增加，其中根部的Pb含量增加明显，提高了近4到5倍。说明草酸做螯合剂可以提高巴天酸模的根茎叶的Pb积累量，但是植物体内的Pb主要离子集中在根部。
施加吡罗昔康-β-环糊精的巴天酸模与对照组相比，Pb离子浓度也增加明显，提高了2到5倍。说明了吡罗昔康-β-环糊精做螯合剂也可提高了植物的Pb积累能力，但是植物体内的Pb主要离子集中在根部。
将施加草酸的巴天酸模组、施加吡罗昔康-β-环糊精的巴天酸模组和对照组三者的根、茎和叶的Pb离子浓度进行一元方差分析，得出草酸组和吡罗昔康-β-环糊精组相比二者无显著差异，但草酸组和吡罗昔康-β-环糊精组较对照组均有显著差异。由此可知草酸和吡罗昔康-β-环糊精的对提高巴天酸模的Pb积累量的作用是相同的。

表3-1.不同螯合剂处理下巴天酸模各组分的平均含铅量表 “计量单位：mg/L”
螯合剂 植物
结构 浓度 螯合剂 螯合剂 浓度 对照 植物
结构 浓度

草酸
Root 2437.01±67.7bc

吡罗

昔康 Root 2055.22±1063.07b

CK Root 554.09±62.43a
Stem 308.45±110.8a Stem 565.70±514.03a Stem 283.97±90.13a
Leaf 48.12±22.64bc Leaf 236.92±9.81b Leaf 100.42±32.99a

3.2植物长势
施加草酸的巴天酸模的样品平均地上部高度增长了约为60%，地下部高度增长了约为50%，生物量增加了约为60%，对照组地上部增长约为25%，地下部约为30%，生物量增加约为20%。这说明了添加草酸对巴天酸模的生长没有抑制作用。
施加吡罗昔康-β-环糊精的巴天酸模样品的平均地上部高度增长约为20%，地下部高度增长约为15%，生物量增加约为40%，表明施加吡罗昔康-β-环糊精对巴天酸模的生长也没有抑制作用。
对三组巴天酸模样品进行一元方差分析，三者无明显差别，说明施加两种螯合剂均不影响植物的正常生长且两种螯合剂的效果接近。

图4.巴天酸模在不同螯合剂诱导下的长度变化图
图5.巴天酸模在不同螯合剂诱导下生物量变化图

3.3转移率
草酸组Pb离子的转移率为0.0735±0.027，吡罗昔康-β-环糊精组Pb离子的转移率为0.1941±0.036，对照组Pb离子的转移率为0.3471±0.132。由一元方差分析可知，草酸与吡罗昔康-β-环糊精的Pb离子的转移率无显著差异，但两者均与对照组有显著差异，表明草酸和吡罗昔康-β-环糊精对巴天酸模Pb离子的转移率的影响相同。两种处理组的Pb离子的转移率比对照组有所降低，可能是因为两种螯合剂均使植物体内的Pb离子主要集中在根部。

表3-2.Pb1200mg/kg污染的土壤栽培下巴天酸模平均转移率表
螯合剂 转移率 螯合剂 转移率 对照 转移率
草酸 0.074±0.03bc 吡罗昔康 0.194±0.04b CK 0.347±0.13a

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