然而修复周期长、效率相对不高也限制了其应用范 20 cm）。土样经自然风干后，剔除其中的杂草及碎
围[10]。化学淋洗技术由于其操作简单、修复周期短和 石，研磨过 2 mm 的尼龙筛，然后混合均匀备用。供试
去除率高等优点而应用广泛[11-12]，该技术有效实施的
土壤的基本理化性质见表 1。
关键是选择环境友好、经济高效的淋洗剂。传统淋洗 1.2 试验方法
用八角金盘（Fatsia japonica）水浸提液淋洗土壤中的 过 0.45 μm 微孔滤膜，滤液中 Pb 和 Cd 的含量用火焰
Cd，去除率可达 78%，且淋洗后其钾素含量有一定程 原子吸收分光光度计（Thermo Solaar M6，Thermo Fish⁃
度的增多。四川西南部铅锌矿产资源丰富，矿山开采 er Scientific Ltd.，USA）测定，计算其淋洗率。各处理
2019，38（8）: 1954-1962
农业环境科学学报 Journal of Agro⁃Environment Science
2019 年 8 月
徐小逊，腾 艺，杨 燕，等 . 4 种植物水浸提液对铅镉污染土壤的淋洗效果[J]. 农业环境科学学报, 2019, 38（8）：1954-1962. XU Xiao-xun, TENG Yi, YANG Yan, et al. Washing removal of Pb and Cd from soil using four plant water extracts[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2019, 38（8）: 1954-1962.
土壤是人类赖以生存的自然资源。近年来，随着 开矿、冶炼等工业活动的加剧[1-2]，以及肥料和农药等
农 业 投 入 品 使 用 量 的 增 加[3-4]，大 量 的 重 金 属 如 铅 （Pb）、镉（Cd）被释放到土壤中，土壤重金属污染已成
收稿日期：2019-04-18 录用日期：2019-06-20 作者简介：徐小逊（1979—），男，四川乐山人，博士，主要研究方3@ *通信作者：张世熔 E-mail：rsz01@ 基金项目：国家重点研发计划项目（2018YFD0800604）；四川省环境保护科技计划项目（2018HB30） Project supported：The National Key R&D Program of China（2018YFD0800604）；Environmental Protection Science and Technology Projects of Sichuan
剂主要有无机淋洗剂、表面活性剂和螯合剂等[13]。研 1.2.1 植物淋洗剂制备
究表明，盐酸、氯化钙等无机淋洗剂对土壤重金属具
将从野外采集的驳骨丹、茵陈蒿、假酸浆和紫茎
有较好的去除效果[14]，但易引起土壤结构破坏和土壤 泽兰 4 种植物材料用蒸馏水清洗干净，放置于烘箱中
盐渍化[15]；螯合剂如乙二胺四乙酸和二乙基三乙酸等 40 ℃烘干至恒质量，然后用粉碎机将其粉碎，过 2 mm
有效降低重金属的生物有效性，从而减少其对生物的 1.1 供试土壤
毒 性[8]；电 动 修 复 对 重 金 属 去 除 效 果 较 好 ，但 成 本 却
Pb 和 Cd 污染土壤采自四川省汉源县富泉铅锌
相对昂贵[9]；植物修复技术虽然环境友好、成本较低， 矿区附近（A）及唐家铅锌矿区附近（B）的表层土（0~
植物的生长发育，还会通过食物链在动物和人体内积 Pb、Cd 淋洗去除效率的影响，以期为 Pb、Cd 复合污染
累，威胁人体健康 。 [6-7] 因此，Pb 和 Cd 污染土壤的修 土壤的修复提供一定的科学依据。
复已成为全球范围内亟待解决的问题。 目前，常见的土壤重金属修复技术中钝化修复可
1 材料与方法
20 mL，用浓度为 0.01 mol·L-1的 HNO3和 NaOH 分别调 节 pH 为 2.5±0.05、3.5±0.05、4.5±0.05、5.5±0.05、6.5±
Province of China（2018HB30）
2019 年 8 月
徐小逊，等：4 种植物水浸提液对铅镉污染土壤的淋洗效果
1955
为当前全球面临的严峻环境问题。土壤 Pb 和 Cd 污 enophora Spreng.，EA）4 种植物材料水浸提液，通过振
染具有隐蔽性、长期性和难以恢复性[5]，不仅会危害 荡淋洗实验，探究不同植物投加量、pH 和淋洗时间对
4 种植物水浸提液对铅镉污染土壤的淋洗效果
徐小逊 1，2，腾 艺 3，杨 燕 1，王贵胤 1，2，张世熔 1，2*
（1. 四川农业大学环境学院，成都 611130；2. 四川省土壤环境保护重点实验室，成都 611130；3. 四川农业大学资源学院，成都 611130）
摘 要：为探讨植物水浸提液淋洗去除土壤中重金属的可行性，选用驳骨丹（Buddleja asiatica）、茵陈蒿（Artemisia capillaries）、假酸 浆（Nicandra physaloides）和紫茎泽兰（Eupatorium adenophora）4 种植物材料的水浸提液作为淋洗剂，分析不同淋洗剂浓度、pH 和淋 洗时间对去除土壤中重金属铅（Pb）和镉（Cd）的影响。结果表明，4 种植物淋洗剂对 2 种土壤中 Pb 和 Cd 均具有一定的去除作用。 随着淋洗剂浓度的增加，其对土壤中 Pb 和 Cd 的淋洗效率总体呈上升趋势；随淋洗剂 pH 的增大，淋洗率总体呈降低趋势；而随淋 洗时间的增加，4 种植物的 Pb 和 Cd 淋洗率呈总体增加、先增后减和无显著变化等 3 种趋势。驳骨丹对土壤 A 中 Cd（72.45%）和 Pb （13.27%）的去除率最高，对土壤 B 中 Pb（17.27%）去除率最高；紫茎泽兰对土壤 B 中 Cd（59.81%）的去除率最高。研究表明，驳骨丹 和紫茎泽兰具有较好的治理重金属污染土壤的潜力。 关键词：植物材料；水浸提液；土壤淋洗；驳骨丹；重金属 中图分类号：X53 文献标志码：A 文章编号：1672-2043（2019）08-1954-09 doi:10.11654/jaes.2019-0424
有 对 土 壤 干 扰 较 小 、环 境 风 险 低 的 优 点[19]。 Gusiatin 等[20]研究表明，植物皂角苷对壤质砂土的 Cd 最大淋
的 HNO3 和 NaOH 调节 pH 为 2.5±0.05，按液土体积质 量比 10∶1（V/m）加入到 2.00 g 污染土壤中。在 25 ℃、
洗去除率均为 89%，且其环境风险较小。余春瑰等[21] 200 r·min-1条件下振荡 2 h，4000 r·min-1离心 5 min 后
不可避免地造成了区域土壤潜在的重金属污染风 设置 3 次重复。
险[21]。同时，该区域植物种类繁多，因此，本研究前期 1.2.3 淋洗剂 pH 的影响
从该区域采集大量植物，在 10 余种植物材料中筛选
选择投加量为 70 g·L-1 的 4 种材料的淋洗液各
出驳骨丹（Buddleja asiatica Lour.，BA）、茵陈蒿（Arte⁃ misia capillaries Thunb.，AC）、假酸浆[Nicandra physa⁃
Washing removal of Pb and Cd from soil using four plant water extracts
XU Xiao-xun1,2, TENG Yi3, YANG Yan1, WANG Gui-yin1,2, ZHANG Shi-rong1,2* （1.College of Environmental Sciences, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, China; 2.Key Laboratory of Soil Environment Pro⁃ tection of Sichuan Province, Chengdu 611130, China; 3.College of Resources, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, China） Abstract：The purpose of this study is to investigate the feasibility of removing heavy metals from soil using washing agents extracted from plant materials. Four types of plant materials（i.e., Buddleja asiatica, Artemisia capillaries, Nicandra physaloides, and Eupatorium adenopho⁃ ra）were employed as washing agents to remove Cd and Pb from the contaminated soils of two different mines. We investigated the influenc⁃ es of various conditions, including washing agent concentration, pH, and washing time. The metal removal efficiencies of the four washing agents increased with their concentrations and declined with increasing pH; moreover, their efficiencies continuously increased, changed slightly, or initially increased and then decreased with increasing washing time. The use of B. asiatica resulted in the highest removal of Cd （72.45%）and Pb（13.27%）from soil A, and of Pb（17.27%）from soil B; additionally, the use of E. adenophora resulted in the highest re⁃ moval of Cd（59.81%）from soil B. Therefore, B. asiatica and E. adenophora can be considered feasible washing agents for the remediation of soils contaminated by heavy metals. Keywords：plant material; water extracts; soil washing; Buddleja asiatica; heavy metal