CN112114091B - 一种计算大气新沉降对植物富集重金属贡献率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种计算大气新沉降对植物富集重金属贡献率的方法，属于农田重金属污染来源调查技术领域。本发明通过互相置换背景对照区和污染沉降区的土壤，进行原地生态系统和置换后的生态系统对比分析，能够准确计算背景对照区和污染沉降区这两种不同类型的土壤的大气新沉降对植物富集重金属的贡献率。本发明的技术方案适用于任何存在大气污染来源地的场地且操作简单，成本较低，容易实现。本发明通过量化得到的贡献率，能够用于进一步判断大气新沉降重金属进入植物体内的途径和方式，以及各种进入途径所占的权重，为进一步的研究奠定了坚实的理论基础。

Description

一种计算大气新沉降对植物富集重金属贡献率的方法

技术领域

本发明涉及农田重金属污染来源调查技术领域，尤其涉及一种计算大气新沉降对植物富集重金属贡献率的方法。

背景技术

全球经济的快速增长促进了工业生产的长足发展，然而大量化石能源和矿物资源的消耗，造成大量污染物进入大气环境。有毒有害重金属元素广泛赋存于煤炭、矿石、石油和城市垃圾中，在煤炭燃烧和金属矿物的烧结和熔炼等高温过程中释放出来，并随烟气进入大气中，对公众健康和生态环境造成危害。大气沉降重金属是我国农田土壤重金属重要的外部输入源，很多研究报导表明沉降的这部分重金属具有较高的生物活性，可能在土壤重金属的生物地球化学循环演化过程中扮演着重要角色。

但是在农田重金属污染来源的研究中有一个关键问题：如何准确区分大气新沉降的重金属与土壤中原有的重金属(包括：母岩基质、人为活动带入、早先沉降的大气重金属)对植物的影响，而不同污染程度的土壤中大气新沉降对于植物富集重金属的影响如何进行量化也成为农田土壤污染源解析研究中开拓新篇章的重要一环。现有技术未见有关针对不同类型的土壤的大气新沉降对植物富集重金属贡献率的获得方法的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种计算大气新沉降对植物富集重金属贡献率的方法，以实现准确计算不同类型的土壤的大气新沉降重金属的贡献率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种计算大气新沉降对植物富集重金属贡献率的方法，包括以下步骤：

1)采集背景对照区和污染沉降区的表层土壤，得到未污染土壤和污染土壤；所述背景对照区包括大气污染来源地30km以外的地区；所述污染沉降区包括大气污染来源地2km以内的地区；

2)采用所述未污染土壤于背景对照区对植物进行培养，测定植物组织的重金属浓度Me(C-A)；采用所述未污染土壤于污染沉降区对植物进行培养，测定植物组织的重金属浓度Me(S-A)；采用式I所述公式计算针对背景对照区土壤处理大气新沉降对植物富集重金属贡献率C1；

3)采用所述污染土壤于背景对照区对植物进行培养，测定植物组织的重金属浓度Me(C-B)；采用所述污染土壤于污染沉降区对植物进行培养，测定植物组织的重金属浓度Me(S-B)；采用式II所述公式计算针对污染沉降区土壤处理大气新沉降对植物富集重金属贡献率C2；

所述步骤2)和步骤3)之间没有时间顺序限制；

所述重金属浓度的单位为mg/kg。

优选的，步骤1)中所述表层土壤的采集深度为≤20cm。

优选的，步骤1)中所述大气污染来源地包括点源污染排放源。

优选的，所述点源污染排放源包括冶炼厂。

优选的，步骤1)中所述背景对照区包括大气污染来源地的下风向30km以外的地区。

优选的，步骤2)和步骤3)中所述植物为同一品种的植物；所述植物的品种包括粮食作物或蔬菜。

优选的，所述蔬菜包括叶菜类蔬菜、根类蔬菜或果实类蔬菜。

优选的，步骤2)和步骤3)中所述植物组织为相同种类的组织；所述植物组织包括根、茎、叶、种壳和籽粒中的一种或几种。

本发明的有益效果：本发明提供了一种计算大气新沉降对植物富集重金属贡献率的方法，包括以下步骤：采集背景对照区和污染沉降区的表层土壤；采用所述未污染土壤分别于背景对照区和污染沉降区对植物进行培养，测定植物组织的重金属浓度，计算针对背景对照区土壤处理大气新沉降对植物富集重金属贡献率C1；采用所述污染土壤分别于背景对照区和污染沉降区对植物进行培养，测定植物组织的重金属浓度，计算针对污染沉降区土壤处理大气新沉降对植物富集重金属贡献率C2。

本发明通过互相置换背景对照区和污染沉降区的土壤，进行原地生态系统和置换后的生态系统对比分析，能够准确计算背景对照区和污染沉降区这两种不同污染程度的土壤的大气新沉降对植物富集重金属的贡献率。本发明的技术方案适用于任何存在大气污染来源地的场地且操作简单，成本较低，容易实现。本发明通过量化得到的贡献率，能够用于进一步判断大气新沉降重金属进入植物体内的途径和方式，以及各种进入途径所占的权重，为进一步的研究奠定了坚实的理论基础。

附图说明

图1为本发明一个实施例中方法设置示意图，其中1-培养箱，2-种植植物，3-污染土壤中的重金属，4-大气新沉降中的重金属，C-A为背景对照区对照处理，C-B为背景对照区污染土壤处理，S-A为沉降污染区对照处理，S-B为沉降污染区污染土壤处理；

图2为水稻根中重金属Cu含量；

图3为水稻茎中重金属Cu含量；

图4为水稻叶中重金属Cu含量；

图5为水稻稻壳中重金属Cu含量；

图6为水稻籽粒中重金属Cu含量；

图7为水稻根中重金属Pb含量；

图8为水稻茎中重金属Pb含量；

图9为水稻叶中重金属Pb含量；

图10为水稻稻壳中重金属Pb含量；

图11为水稻籽粒中重金属Pb含量；

图12为水稻根中重金属Cd含量；

图13为水稻茎中重金属Cd含量；

图14为水稻叶中重金属Cd含量；

图15为水稻稻壳中重金属Cd含量；

图16为水稻籽粒中重金属Cd含量；

图17为小白菜地上部分中重金属Cu含量；

图18为小白菜地下部分中重金属Cu含量；

图19为小白菜地上部分中重金属Pb含量；

图20为小白菜地下部分中重金属Pb含量；

图21为小白菜地上部分中重金属Cd含量；

图22为小白菜地下部分中重金属Cd含量；

图23为生菜地上部分中重金属Cu含量；

图24为生菜地下部分中重金属Cu含量；

图25为生菜地上部分中重金属Pb含量；

图26为生菜地下部分中重金属Pb含量；

图27为生菜地上部分中重金属Cd含量；

图28为生菜地下部分中重金属Cd含量；

图29为萝卜地上部分中重金属Cu含量；

图30为萝卜地下部分中重金属Cu含量；

图31为萝卜地上部分中重金属Pb含量；

图32为萝卜地下部分中重金属Pb含量；

图33为萝卜地上部分中重金属Cd含量；

图34为萝卜地下部分中重金属Cd含量；

图35为毛豆根中重金属Cu含量；

图36为毛豆茎中重金属Cu含量；

图37为毛豆叶中重金属Cu含量；

图38为毛豆豆荚中重金属Cu含量；

图39为毛豆籽粒中重金属Cu含量；

图40为毛豆根中重金属Pb含量；

图41为毛豆茎中重金属Pb含量；

图42为毛豆叶中重金属Pb含量；

图43为毛豆豆荚中重金属Pb含量；

图44为毛豆籽粒中重金属Pb含量；

图45为毛豆根中重金属Cd含量；

图46为毛豆茎中重金属Cd含量；

图47为毛豆叶中重金属Cd含量；

图48为毛豆豆荚中重金属Cd含量；

图49为毛豆籽粒中重金属Cd含量。

具体实施方式

本发明提供了一种计算大气新沉降对植物富集重金属贡献率的方法，包括以下步骤：

1)采集背景对照区和污染沉降区的表层土壤，得到未污染土壤和污染土壤；所述背景对照区包括大气污染来源地30km以外的地区；所述污染沉降区包括大气污染来源地2km以内的地区；

2)采用所述未污染土壤于背景对照区对植物进行培养，测定植物组织的重金属浓度Me(C-A)；采用所述未污染土壤于污染沉降区对植物进行培养，测定植物组织的重金属浓度Me(S-A)；采用式I所述公式计算针对背景对照区土壤处理大气新沉降对植物富集重金属贡献率C1；

3)采用所述污染土壤于背景对照区对植物进行培养，测定植物组织的重金属浓度Me(C-B)；采用所述污染土壤于污染沉降区对植物进行培养，测定植物组织的重金属浓度Me(S-B)；采用式II所述公式计算针对污染沉降区土壤处理大气新沉降对植物富集重金属贡献率C2；

所述步骤2)和步骤3)之间没有时间顺序限制；

所述重金属浓度的单位为mg/kg。

本发明首先采集背景对照区和污染沉降区的表层土壤，得到未污染土壤和污染土壤；所述背景对照区包括大气污染来源地30km以外的地区；所述污染沉降区包括大气污染来源地2km以内的地区。

在本发明中，所述表层土壤的采集深度优选为≤20cm，更优选为0～15cm；所述大气污染来源地优选包括点源污染排放源；所述点源污染排放源优选的包括冶炼厂。

在本发明中，所述背景对照区优选的包括大气污染来源地的下风向30km以外的地区。本发明具体实施过程中，按照S形路线进行随机采点，然后形成混合土样。

在本发明中，上述技术方案限定的区域范围内，所述背景对照区和污染沉降区的土壤类型相同，除重金属数据外两个区域的其它土壤理化性质相似，能够降低土壤本身理化性质的差异对外源新沉降输入的重金属的生物有效性的影响。本发明具体实施过程中，所述土壤类型为潴育水稻土。

得到未污染土壤和污染土壤后，本发明采用所述未污染土壤于背景对照区对植物进行培养，测定植物组织的重金属浓度Me(C-A)；采用所述未污染土壤于污染沉降区对植物进行培养，测定植物组织的重金属浓度Me(S-A)；采用式I所述公式计算背景对照区大气新沉降对植物富集重金属贡献率C1；

得到未污染土壤和污染土壤后，本发明采用所述污染土壤于背景对照区对植物进行培养，测定植物组织的重金属浓度Me(C-B)；采用所述污染土壤于污染沉降区对植物进行培养，测定植物组织的重金属浓度Me(S-B)；采用式II所述公式计算污染沉降区大气新沉降对植物富集重金属贡献率C2；

在本发明中，采用式I和式II两个公式进行计算时，所述植物为同一品种的植物；所述植物的品种优选的包括粮食作物或蔬菜；所述粮食作物优选的包括水田作物，更优选为水稻；所述蔬菜优选包括叶菜类蔬菜、根类蔬菜或果实类蔬菜；所述叶菜类蔬菜优选的包括小白菜或生菜；所述根类蔬菜优选的包括萝卜；所述果实类蔬菜包括毛豆。

在本发明中，所述植物组织为相同种类的组织；所述植物组织优选的包括根、茎、叶、种壳和籽粒中的一种或几种。

在本发明中，所述对植物进行培养的过程优选的在培养箱中进行；所述培养箱的材质优选为塑料箱；当所述植物为水田作物时，所述培养箱的规格优选为：1.2m(长)×0.8m(宽)×0.4m(高)，所述培养箱底部20cm埋于土中，以便为水田作物生长进行降温；当所述植物为旱地作物时，所述培养箱的规格优选为：0.58m(长)×0.44m(宽)×0.32m(高)，所述培养箱优选的距离地面1～1.5m放置，以避免暴雨时溅起的水花污染土壤，所述培养箱底部设置有排水装置，以尽快排出多余的水分，保证旱作作物的正常生长。

本发明对所述培养的条件没有特殊限制，以所培养的植物的生长习性为准，采用本领域常规培养条件即可。

水稻成熟以后开始采样，并进行样品的测定。本发明对测定植物组织的重金属浓度和干重的方法没有特殊限制，采用本领域常规方法即可；本发明具体实施过程中采用的是《土壤农业化学分析方法》(鲍士旦主编，土壤农化分析，第三版，其中Cd、Pb浓度的测定内容在第十八章无机污染(有害)物质的分析18.1，Cu浓度的测定在第十三章植物灰分和各种营养元素的测定13.3)中公开的测定植物组织的重金属浓度和干重的方法。

本发明的一个实施例中，方法设置示意图参见图1，其中1-培养箱，2-种植植物，3-污染土壤中的重金属，4-大气新沉降中的重金属，C-A为背景对照区对照处理，C-B为背景对照区污染土壤处理，S-A为沉降污染区对照处理，S-B为沉降污染区污染土壤处理。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：水田种植水稻置换试验

本试验选择江铜贵溪冶炼厂(E117°14′28.9″，N28°19′30.1″)周边作为研究区域。该地区属于典型的亚热带湿润季风气候，气温偏高，日照充足，雨量丰沛，无霜期长。境内地形复杂，地域性气候差异较大。全年平均气温在18.3℃，平均降雨量在1905mm，降雨多集中在春夏季。常年主导风向是东风(E)和东北风(NE)，多年平均风速在1.19m/s。区域成土母质为第四纪红黏土。区域主要土壤类型包括：由红黏土发育的红壤和以信江河流冲积物发育的水稻土。

以该铜冶炼厂为研究中心，选择铜冶炼厂周边2km处为污染沉降区(S)、铜冶炼厂下风向34km处为背景对照区(C)。测定这两个区域土壤的理化性质(包括pH、有机质、质地组成、阳离子交换量CEC、有效氮、有效磷、有效钾)以及重金属含量(Cu、Cd、As、Pb、Cr、Zn、Ni)见表1，具体分析方法参照《土壤农业化学分析方法》(第三章土壤有机质的测定，第四章土壤氮和硫的分析，第五章土壤中磷的测定，第六章土壤中钾的测定，第七章土壤中微量元素的测定，第八章土壤阳离子交换性能的分析，第十八章无机污染(有害)物质的分析)。

表1置换试验中两个区域土壤理化性质(表中数据为平均值±标准误，n＝3)

表1数据表明，除重金属数据外两个区域的其它土壤理化性质相似，能够降低土壤本身理化性质的差异对外源新沉降输入的重金属的生物有效性的影响。

本试验通过互相置换两个试验区域的土壤(C、S)开展土壤置换试验，进行原地生态系统和搬运至此生态系统对比研究。试验包括4组“试验土壤-农作物系统”(图1)，分别为：对照组C-A，设置在背景对照区，试验盆中填充背景对照区的表层水稻土，土壤重金属含量较低(Cu23.32±0.09mg/kg、Cd0.22±0.01mg/kg和Pb29.61±0.19mg/kg)；对照组C-B，同样设置在背景对照区，但是试验盆中填充沉降区的表层水稻土(S：Cu556.67±12.61mg/kg、Cd1.66±0.05mg/kg和Pb74.13±1.77mg/kg)；沉降组S-A，设置在污染沉降区，填充背景对照区的表层水稻土；沉降组S-B，设置在沉降区，填充沉降区本身的污染的表层水稻土。

水稻种植选用尺寸在1.2m(长)×0.8m(宽)×0.4m(高)的塑料箱。考虑到江西夏秋季即水稻种植季节气温较高，本研究将种植水稻的塑料箱底部20cm埋于土中，以便为水稻生长降温。置换试验每个处理设置三个重复。整个置换试验开展于2017年6月到2018年5月间。

水稻选择当地主推品种-五优华占。在中国科学院红壤生态试验站进行育苗，将灭菌的种子在未污染的水稻土中培养一个月。随后将幼苗移栽到两个试验区试验培养箱中，种植密度为每培养箱16株。水稻移栽于2017年7月初，收获于2017年10月中旬。为了保持同样的生长条件，背景对照区和沉降区的水稻培养箱在水稻生长阶段保持淹水2～5cm。同时根据水稻生长阶段及当地气候的需要，对三个污染沉降区的水稻进行灌溉。灌溉采用当地自来水，自来水中重金属浓度均较低(Cu<0.1μg/L、Cd<0.01μg/L和Pb<0.01μg/L)，与大气沉降重金属相比可忽略不计。

两个区域得到的四份样品相互比较，在背景对照区，使用干净的土壤所得的是不受任何污染的植物；在背景对照区，使用污染的土壤所得的植物中的重金属只来源于污染土壤；在沉降区，使用干净的土壤所得的植物中的重金属来源于背景土壤和大气新沉降；在沉降区，使用污染的土壤所得到的植物中的重金属既来源于大气新沉降又来源于污染土壤。

水稻-土壤样品收集与分析。收获后的水稻样品分为根、茎、叶、稻壳、籽粒，记录样品鲜重，用自来水和去离子水反复清洗两遍以去除表面附着的沉降粉尘和土壤颗粒，之后样品经105℃干燥30min(杀青)再80℃烘至恒重、碾磨、过100目筛(0.15mm)备用。植物样品的测定指标包括植物鲜重、干重和重金属含量。重金属的提取参照《土壤农业化学分析方法》，采用1:1混合的硝酸和双氧水在150℃消解4h。所有提取后的样品(水稻、蔬菜、土壤)通过ICP-MS测定重金属含量。采用空白样品(在进行消解实验时，玻璃瓶或者坩埚中不加入任何样品，只加入消解所用的酸，方便区分酸中的杂质对于实验结果的影响)和菠菜标准物质、土壤标准物质(GBW07442和10015，国家标准物质研究中心)进行质量控制，回收率达到96％～102％，满足试验精度的要求。

试验结果参见图2～图16，其中，图2为水稻根中重金属Cu含量；图3为水稻茎中重金属Cu含量；图4为水稻叶中重金属Cu含量；图5为水稻稻壳中重金属Cu含量；图6为水稻籽粒中重金属Cu含量；图7为水稻根中重金属Pb含量；图8为水稻茎中重金属Pb含量；图9为水稻叶中重金属Pb含量；图10为水稻稻壳中重金属Pb含量；图11为水稻籽粒中重金属Pb含量；图12为水稻根中重金属Cd含量；图13为水稻茎中重金属Cd含量；图14为水稻叶中重金属Cd含量；图15为水稻稻壳中重金属Cd含量；图16为水稻籽粒中重金属Cd含量。结果表明，当将未污染土壤置换到污染沉降区域经过105d暴露后，水稻根部、茎部、叶部、稻壳和籽粒中的重金属Cu、Cd、Pb含量均显著增加。另外，当将污染土置换到背景对照区后，水稻根部、茎部、叶部、稻壳和籽粒中的重金属Cu、Cd和Pb含量得到显著降低。按照本发明中的植物富集重金属的贡献计算公式可得表2。其中，C1和C2为贡献率，C1表示针对背景对照区土壤处理大气新沉降对植物富集重金属的贡献率，C2表示针对污染沉降区土壤处理大气新沉降对植物富集重金属的贡献率。

表2水稻各组织中重金属积累来自大气沉降重金属的贡献(％)

实施例2：旱作种植小白菜置换试验

试验区域的选择以及土壤置换试验的设计内容与实施例1相同，此处不再赘述。

针对蔬菜培养装置，选择尺寸在0.58m(长)×0.44m(宽)×0.32m(高)的塑料箱。蔬菜培养箱放置在距离地面1.5米左右的不锈钢框架上，以避免暴雨时溅起的水花污染土壤。考虑江西雨水较多，在培养箱底部设置淋溶装置(填充10mm厚度的酸性水洗石英+40目尼龙网孔+在箱子底部开直径3cm小孔)，以尽快排出多余的水分，保证旱作蔬菜的正常生长。置换试验每个处理设置三个重复。整个置换试验开展于2017年6月到2018年5月间。

蔬菜选择江西广泛种植的品种小白菜-油冬儿。灭菌的种子同样在未沉降的土中培养一个月。然后将幼苗移栽到污染沉降区培养箱中，种植密度为每培养箱9株。考虑到江西夏季气温较高，小白菜移栽于2017年10月中旬，收获于2017年11月末。蔬菜培养过程中，灌溉用水为当地自来水。收获后的小白菜样品分为地上部分(茎叶)和地下部分(根)，记录鲜重和干重。植物样品前处理、重金属含量的测定方法与实施例1相同，此处不再赘述。

结果参见图17～图22，其中，图17为小白菜地上部分中重金属Cu含量；图18为小白菜地下部分中重金属Cu含量；图19为小白菜地上部分中重金属Pb含量；图20为小白菜地下部分中重金属Pb含量；图21为小白菜地上部分中重金属Cd含量；图22为小白菜地下部分中重金属Cd含量。结果显示，当将背景对照区的土壤置换到污染沉降区域经过45d暴露后，小白菜地上部分和地下部分的重金属Cu、Cd、Pb的含量均显著增加(p<0.05)。Cu从6.96±0.74mg/kg增加到46.88±3.69mg/kg，Pb从3.05±0.38mg/kg增加到8.34±0.41mg/kg，Cd从0.92±0.10mg/kg增加到2.27±0.19mg/kg，由本发明所述的计算公式可得大气沉降贡献分别达到85.1％，63.5％和59.7％。根部重金属Cu和Cd含量也得到显著提高，针对Cu分别从23.31±2.30mg/kg增加到55.75±8.10mg/kg，针对Cd分别从1.74±0.16mg/kg增加到2.53±0.16mg/kg，大气沉降贡献分别达到58.2％和31.5％，而对于重金属Pb，小白菜的根部重金属Pb含量并没有显著变化，因此可以推测，地上部重金属Pb含量增加应该是通过叶片直接吸收“新沉降重金属”这一途径。

当将污染土搬到背景对照区后，小白菜地上部重金属Cu、Cd和Pb含量显著降低(p<0.05)，经过45d暴露后，重金属Cu从125.37±3.95mg/kg降低到94.44±3.85mg/kg，Cd从12.36±0.80mg/kg降低到9.87±0.64mg/kg，Pb从9.01±0.67mg/kg降低到4.36±0.37mg/kg，由本发明所述的计算公式可得来自大气沉降的贡献分别可以达到24.6％、51.6％和20.1％。而根部的重金属含量均没有显著降低。通过以上所有处理组重金属数据分析可以推测，地上部重金属含量的增加应该是既有大气沉降输入到土壤后通过根部迁移的贡献也有通过叶片直接吸收的贡献。

表3暴露45d后小白菜叶片、根部来自大气沉降重金属的贡献(％)

实施例3：旱作种植三种不同类型蔬菜置换试验

选择研究区域广泛种植的三种类型蔬菜叶菜类生菜、根类萝卜、果实类毛豆进行试验。

试验区域的选择、土壤置换试验的设计内容、试验过程以及样品的采集、其中重金属含量的测定方法均与实施例2相同，此处不再赘述。

试验结果参见图23～图28，其中，图23为生菜地上部分中重金属Cu含量；图24为生菜地下部分中重金属Cu含量；图25为生菜地上部分中重金属Pb含量；图26为生菜地下部分中重金属Pb含量；图27为生菜地上部分中重金属Cd含量；图28为生菜地下部分中重金属Cd含量。结果表明，对于生菜来说，当将背景对照区的土壤置换到污染沉降区域后，其根部、叶部的重金属Cu、Cd、Pb含量均显著增加，另外，当将污染土置换到背景对照区后，其根部、叶部的重金属Cu、Cd和Pb含量得到显著降低。按照本发明中的植物富集重金属的贡献计算公式可得表4。

对于萝卜来说，试验结果参见图29～图34，其中，图29为萝卜地上部分中重金属Cu含量；图30为萝卜地下部分中重金属Cu含量；图31为萝卜地上部分中重金属Pb含量；图32为萝卜地下部分中重金属Pb含量；图33为萝卜地上部分中重金属Cd含量；图34为萝卜地下部分中重金属Cd含量。结果显示：当将背景对照区的土壤置换到污染沉降区域后，其根部、叶部的重金属Cu、Cd、Pb含量均显著增加，另外，当将污染土置换到背景对照区后，其根部、叶部的重金属Cu、Cd和Pb含量得到显著降低。按照本发明中的植物富集重金属的贡献计算公式可得表5。

对于毛豆来说，试验结果参见图35～图49，其中图35为毛豆根中重金属Cu含量；图36为毛豆茎中重金属Cu含量；图37为毛豆叶中重金属Cu含量；图38为毛豆豆荚中重金属Cu含量；图39为毛豆籽粒中重金属Cu含量；图40为毛豆根中重金属Pb含量；图41为毛豆茎中重金属Pb含量；图42为毛豆叶中重金属Pb含量；图43为毛豆豆荚中重金属Pb含量；图44为毛豆籽粒中重金属Pb含量；图45为毛豆根中重金属Cd含量；图46为毛豆茎中重金属Cd含量；图47为毛豆叶中重金属Cd含量；图48为毛豆豆荚中重金属Cd含量；图49为毛豆籽粒中重金属Cd含量。当将背景对照区的土壤置换到污染沉降区域后，其根部、茎部、叶部、荚和豆中的重金属Cu、Cd、Pb含量均显著增加，另外，当将污染土置换到背景对照区后，其根部、茎部、叶部、荚和豆中的重金属Cu、Cd和Pb含量得到显著降低。按照本发明中的植物富集重金属的贡献计算公式可得表6。

表4生菜各组织中重金属积累来自大气沉降重金属的贡献(％)

表5萝卜各组织中重金属积累来自大气沉降重金属的贡献(％)

表6毛豆各组织中重金属积累来自大气沉降重金属的贡献(％)

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种计算大气新沉降对植物富集重金属贡献率的方法，由以下步骤组成：

1)采集背景对照区和污染沉降区的表层土壤，得到未污染土壤和污染土壤；所述背景对照区包括大气污染来源地30km以外的地区；所述污染沉降区包括大气污染来源地2km以内的地区；

所述表层土壤的采集深度为≤20cm；

2)采用所述未污染土壤于背景对照区对植物进行培养，测定植物组织的重金属浓度Me(C-A)；采用所述未污染土壤于污染沉降区对植物进行培养，测定植物组织的重金属浓度Me(S-A)；采用式I所述公式计算针对背景对照区土壤处理大气新沉降对植物富集重金属贡献率C1；

3)采用所述污染土壤于背景对照区对植物进行培养，测定植物组织的重金属浓度Me(C-B)；采用所述污染土壤于污染沉降区对植物进行培养，测定植物组织的重金属浓度Me(S-B)；采用式II所述公式计算针对污染沉降区土壤处理大气新沉降对植物富集重金属贡献率C2；

所述步骤2)和步骤3)之间没有时间顺序限制；

步骤2)和步骤3)中所述植物组织为相同种类的组织；所述植物组织包括根、茎、叶、种壳和籽粒中的一种或几种；

所述重金属浓度的单位为mg/kg。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述大气污染来源地包括点源污染排放源。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述点源污染排放源包括冶炼厂。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述背景对照区包括大气污染来源地的下风向30km以外的地区。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)和步骤3)中所述植物为同一品种的植物；所述植物的品种包括粮食作物或蔬菜。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述蔬菜包括叶菜类蔬菜、根类蔬菜或果实类蔬菜。