本文作者：周振民作者单位：华北水利水电学院

实验观测内容

水样的采集与处理［5－7］。本次实验所选水样取自惠济河，监测项目主要有COD、BOD5、Cd、Cr6＋、Pb和Cu。沿引水处的河流横断面取三个点，即左岸、中间、右岸。根据实验要求，用未加处理的水进行灌溉，对污水灌溉后土壤重金属污染进行监测。

土壤样品的采集与处理［8］。在污水灌溉试验小区距惠济河远近不同的3个位置（北、中、南）取样，其中，北距河40m，中距河30m，南距河20m。土壤采样深度为0～20，20～40，40～60cm。灌溉方法按照常规的方法进行。土壤采样时间为每个生育期取一次，灌溉后、降雨一天后加测一次，每次2个点。

土壤重金属含量的测定［9］。采用微波炉加热分解法消解土样，火焰原子吸收法测定金属含量［5］。土壤重金属测定所用仪器：原子吸收分光光度计，空气－乙炔火焰原子化器，背景扣附除装置，Pb，Cd，Cr，Cu空心阴极灯。

玉米对土壤中铅的吸收效应分析

不同生育期玉米根、茎、叶含铅量的分布

外源重金属污染物进入土壤后，作物可通过根系代谢吸收土壤中的重金属［10］。进入根细胞内的重金属，一部分滞留在根中，还有一部分可随原生质的流动运移给临近的细胞，并通过细胞间的运输，横穿过根的中柱鞘输送到导管中［12，13］，随作物蒸腾作用向地上部移动，并积累在作物茎叶、籽实中。不同铅污染程度对玉米吸收重金属铅的影响，见图1、2和3。对于不同铅污染程度，玉米根、茎、叶中铅含量均随着土壤中铅浓度的增加不断增加。随着生长期的延长，不同生育阶段同一铅污染程度下玉米各个部位的铅含量也随着增加，且增加的速度减缓。从图1、2和3还可以看出，玉米各主要器官铅含量存在显著差异，在污染土壤中，铅绝大部分迁移并积累到玉米根系，其次是茎、叶。一般新陈代谢旺盛器官积蓄量大，而营养储存器官积蓄量小，因此玉米的根部重金属含量会比茎、叶大。这一特征揭示，玉米根系可以作为一种过滤器，来阻止进一步向茎叶迁移，从而减少其毒害效应。

成熟期玉米主要部位对铅的吸收作用

表1所示，成熟期玉米根、茎、叶、籽实对土壤铅污染的吸收作用，从表中可以看出，玉米植株各主要部位对土壤铅污染的吸收随土壤铅污染浓度的升高而升高。

成熟期玉米根系对铅的吸收

由表1可知，随着土壤铅污染浓度的升高，根中的铅含量也升高，无铅污染的条件下，根中的铅含量为3．11mg／kg，当土壤铅污染处理浓度为300mg／kg时，根中的铅含量为82．55mg／kg，与无铅处理的条件下相比，根中的铅含量大约增大了将近30倍。当土壤铅污染处理浓度达500mg／kg时，根中的铅含量为105．47mg／kg，比无铅污染的条件下增加了将近35倍。随着土壤铅污染浓度的升高，根中的铅含量还在进一步的增大。当土壤铅污染处理浓度达2000mg／kg时，根中的铅含量为214．89mg／kg，比无铅污染的条件下增加了将近70倍。可见重金属铅对玉米根系有显著的影响。图4也表明，随着土壤铅处理浓度的增大，根中的铅含量也在不断地增加，通过统计分析表明，根中的铅含量与土壤铅污染浓度成二次多项式的回归关系。

成熟期玉米茎对铅的吸收

随着土壤铅污染浓度的升高，玉米植株的根系中铅含量升高，同时茎中的铅含量也随之升高（表1）。无铅污染的条件下，茎中的铅含量为2．42mg／kg，当土壤铅污染处理浓度为300mg／kg，茎中的铅含量为17．58mg／kg，与无铅处理的条件下相比，茎中的铅含量大约增大了15．16mg／kg。当土壤铅污染处理浓度达500mg／kg时，茎中的铅含量为22．95mg／kg，比无铅污染的条件下相比增加了将近10倍。随着土壤铅处理浓度的增大，玉米茎中的铅含量还在进一步的增大。当土壤铅污染浓度为2000mg／kg时，茎中的铅含量为49．61mg／kg，与无铅处理的条件下相比增加了20倍多。与根相比，茎中的铅含量随土壤铅污染浓度的升高而增加的幅度小于根中铅含量的增加幅度。图5表明，随着土壤铅污染浓度的增大，茎中的铅含量也在不断地增加，通过统计分析表明，茎中的铅含量与土壤铅污染浓度也成多项式的回归关系。

成熟期玉米叶对铅的吸收

随着土壤铅污染浓度的升高，叶中的铅含量升高（表1）。无铅污染的条件下，叶中的铅含量为2．11mg／kg，当土壤铅污染处理浓度为300mg／kg时，叶中的铅含量为15．39mg／kg，与无铅处理的条件下相比，叶中的铅含量大约增大了13．28mg／kg。当土壤铅污染处理浓度达500mg／kg时，叶中的铅含量为19．27mg／kg，比无铅污染的条件下相比增加了将近10倍。随着土壤铅污染浓度的升高，叶中的铅含量还在进一步地增大。当土壤铅污染浓度为2000mg／kg时，叶中的铅含量为33．91mg／kg，与无铅处理的条件下相比增加了16倍多。与根、茎相比，叶中的铅含量随土壤铅污染浓度的升高而增加的幅度小于根、茎中铅含量的增加幅度。图6也表明，随着土壤铅处理浓度的增大，叶中的铅含量也在不断的增加。通过统计分析表明，叶中的铅含量与土壤铅污染浓度成二次多项式的回归关系。

成熟期玉米籽实对铅的吸收

表1也表明，随着土壤铅污染浓度的升高，玉米籽实中的铅含量也升高。无铅污染的条件下，籽实中的铅含量为0．0234mg／kg。当土壤铅污染处理浓度为300mg／kg时，籽实中的铅含量为0．3902mg／kg，与无铅处理的条件下相比，籽实中的铅含量大约增大了0．3668mg／kg。当土壤铅污染处理浓度达500mg／kg时，籽实中的铅含量为0．5458mg／kg，比无铅污染的条件下增加了0．5224mg／kg。随着土壤铅污染程度的提高，籽实中的铅含量还在进一步地增大。图7表明，随着土壤铅污染浓度的增大，籽实中的铅含量也在不断地增加。通过统计分析表明，籽实中的铅含量与土壤铅污染浓度成二次多根据国家食品卫生标准（GB14935－94）规定，铅在粮食中的卫生标准的上限指标为0．4mg／kg。从表1中可以看出，当土壤铅浓度为300mg／kg时，籽实中铅含量约0．3902mg／kg，产量下降21％左右，但植株的外部形态没有明显的受害症状。在土壤铅浓度为500mg／kg时，籽实中铅含量约0．5458mg／kg，已经超出了食品中的卫生标准，但在植株的外形上仍看不到显著的受害症状。这也说明土壤铅污染对人类健康的危害具有一定的隐蔽性。

玉米对土壤中铅吸收的分异特性

进一步分析可知，玉米对土壤中铅的吸收具有很强的分异特性，如图8所示，对铅吸收最强的是根系，茎其次，再者是叶，最小者是籽实。根系中铅含量大约是茎的4倍、是籽实的130～450倍，这一特征揭示了，玉米根系可以作为一种屏障，来阻止重金属铅进一步向其茎和籽实中迁移，从而减少铅的毒害效应。其次，玉米茎中的铅含量大约是籽实的40～180倍，说明除根系外，茎也是阻止重金属铅进入籽实的二次重要屏障。由于根系和茎主要由植物纤维组成，而籽实的主要成分是淀粉。如图8可知，根系－茎－叶－籽实中铅含量依次大幅度降低，揭示作物对铅的吸收主要残留在纤维中，而淀粉中的铅的积存很弱。同样指示作物纤维对重金属铅的强烈吸收和过滤效应。

土壤中铅的迁移分析

试验测定了不同生育阶段土壤中铅的含量，从图9中可以看出，土壤中的含铅量是随着铅浓度的增加而增加的。同时，随着植株的生长，土壤中含铅量呈逐渐减少趋势，且趋势比较平缓。抽雄期，不同铅污染程度下土壤铅含量均有明显的下降。另外，从图中还可以看出，绝大部分铅仍然是残留在土壤中。当土壤中的铅含量过高会严重影响土壤的质量，被植物吸收后严重影响植株的生长，影响作物的产量。通过分析各个生育阶段不同铅污染程度对土壤中重金属铅残留量的影响可知，将污水稀释后，其对土壤环境的负面影响会有所减少，因此，在条件允许的情况下，可以考虑用清水将污水稀释后再用于灌溉，达到既节水，又环保的目的。

通过实验观测得出如下结论。对于不同铅污染程度，玉米根、茎、叶中铅含量均随着土壤中铅浓度的增加不断增加。随着生长期的延长，不同生育阶段同一铅污染程度下玉米各个部位的铅含量也随着增加，且增加的速度减缓。玉米各主要器官铅含量存在显著差异，在污染土壤中，铅绝大部分迁移并积累到玉米根系，其次是茎、叶。一般新陈代谢旺盛器官积蓄量大，而营养储存器官积蓄量小，因此玉米的根部重金属含量会比茎、叶大。这一特征揭示，玉米根系可以作为一种过滤器，来阻止进一步向茎叶迁移，从而减少其毒害效应。通过分析各个生育阶段不同铅污染程度对土壤中重金属铅残留量的影响可知，将污水稀释后，其对土壤环境的负面影响会有所减少，因此，在条件允许的情况下，可以考虑用清水将污水稀释后再用于灌溉，达到既节水，又环保的目的。