Heavy Metal Analysis and Evaluation of Geotechnical Plant System of Dendrobii Officinalis Caulis in Typical Karst Area

Guang-ying DU; Fu-lin YAN; Ren-quan XIE; Wei-jun HE; Qin WANG; Jian ZENG; Sheng-hua WEI

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20211046

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Heavy Metal Analysis and Evaluation of Geotechnical Plant System of Dendrobii Officinalis Caulis in Typical Karst Area

更新时间：2021-09-07

- Heavy Metal Analysis and Evaluation of Geotechnical Plant System of Dendrobii Officinalis Caulis in Typical Karst Area
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 27, Issue 19, Pages: 141-148(2021)
- 作者机构：
  
  1.贵州中医药大学，贵阳 550025
  2.贵州省地质矿产资源开发股份有限公司，贵阳 550025
  3.贵州首草健康发展有限公司，贵州兴义 562400
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20211046
  CLC： R22;R931;R28;O657;Q94
- Received：07 January 2021，
  
  Published Online：22 February 2021，
  
  Published：05 October 2021
- 稿件说明：
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杜光映,严福林,谢仁权等.典型喀斯特地区石栽铁皮石斛岩土植物系统的重金属分析及评价[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(19):141-148.

DU Guang-ying,YAN Fu-lin,XIE Ren-quan,et al.Heavy Metal Analysis and Evaluation of Geotechnical Plant System of Dendrobii Officinalis Caulis in Typical Karst Area[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2021,27(19):141-148.
杜光映,严福林,谢仁权等.典型喀斯特地区石栽铁皮石斛岩土植物系统的重金属分析及评价[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(19):141-148. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20211046.

DU Guang-ying,YAN Fu-lin,XIE Ren-quan,et al.Heavy Metal Analysis and Evaluation of Geotechnical Plant System of Dendrobii Officinalis Caulis in Typical Karst Area[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2021,27(19):141-148. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20211046.

摘要

目的

系统评价仿野生岩缝附生栽培铁皮石斛及其根际土壤、基岩中重金属的安全性；剖析研究区碳酸盐岩-黑色石灰土-铁皮石斛系统中重金属的分布特征。

方法

采集贵州喀斯特地区岩缝附生栽培2年生铁皮石斛、黑色石灰土和碳酸盐岩样品。采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定铁皮石斛中Cu，Pb，As，Cd含量，以及土壤和基岩中Cu，Pb，As，Cd，Cr含量，检测条件为等离子体功率1 550 W，反馈功率2 W，采样深度9 mm，雾化室温度2 ℃，分析模式全定量，双电荷<1.5%。运用原子荧光光谱法测定铁皮石斛中Hg含量，利用测汞仪测定土壤和基岩中Hg含量。使用SPSS 26.0软件对测试数据进行统计分析。

结果

铁皮石斛中Cu，Pb，As，Cd和Hg含量均在安全阈值内。黑色石灰土中Pb，As，Cd，Hg，Cr含量均高于相应的中国土壤背景值（

0.05，

0.01）；黑色石灰土中Cd为轻度污染，Cr，Cu，As，Pb，Hg均为清洁水平。碳酸盐岩中Cu，As，Pb，Cd，Hg，Cr含量均显著低于黑色石灰土（

0.01）。黑色石灰土中重金属受母岩影响强弱顺序为Hg

Pb。铁皮石斛中重金属的生物富集系数按大小排序为Cu

Pb=Hg

As，但5种重金属生物富集系数均较小（均

10%）。铁皮石斛中Cu，Pb，Cd，Hg含量随根际土壤中重金属含量的增加而略微增加，而As含量则随根际土壤中As含量的增加而减少。除Cu含量在铁皮石斛中表现出差异性外，碳酸盐岩-黑色石灰土-铁皮石斛系统中Pb，As，Cd，Hg的迁聚特征表现出一致性。

结论

研究区岩土植物系统中重金属分布特征呈明显的继承性。黑色石灰土中重金属较高含量、低活性、低污染风险的特征及铁皮石斛低生物富集系数是影响铁皮石斛中5种重金属在安全阈值内的主要因素。

Abstract

Objective

To systematically evaluate the safety of heavy metals in Dendrobii Officinalis Caulis and its rhizosphere soil and bedrock in epiphytic culture imitated wild rock fissure. The distribution characteristics of heavy metals in carbonate-black limestone-Dendrobii Officinalis Caulis system in the study area were analyzed.

Method

Samples of biennial Dendrobii Officinalis Caulis， black calcareous soil and carbonate rocks were collected from fracture-epiphytic culture in karst area of Guizhou province. The contents of Cu， Pb， As， Cd in Dendrobii Officinalis Caulis， and Cu， Pb， As， Cd， Cr in soil and bedrock were determined by inductively coupled plasma-mass spectrometry （ICP-MS）. The detection conditions were as follows：plasma power of 1 550 W， feedback power of 2 W， sampling depth of 9 mm， atomization chamber temperature at 2 ℃， analysis mode of full quantitative， and double charge of <1.5%. Hg content in Dendrobii Officinalis Caulis was determined by atomic fluorescence spectrometry， and Hg content in soil and bedrock was determined by mercury analyzer. SPSS 26.0 software was used to analyze the test data.

Result

The contents of Cu， Pb， As， Cd and Hg in Dendrobii Officinalis Caulis were all within the safety threshold. The contents of Pb， As， Cd， Hg and Cr in black calcareous soil were higher than the corresponding background values of Chinese soil （

0.05，

0.01）， Cd in black calcareous soil was slightly polluted， while Cr， Cu， As， Pb and Hg were clean. The contents of Cu， As， Pb， Cd， Hg and Cr in carbonate rocks were significantly lower than those in black calcareous soil （

0.01）. The order of heavy metals in black calcareous soil affected by parent rock was Hg

Pb. The bioconcentration factor （BCF） of heavy metals in Dendrobii Officinalis Caulis was in the order of Cu

Pb=Hg

As， but the BCFs of these five heavy metals were all low （all

10%）. The contents of Cu， Pb， Cd and Hg in Dendrobii Officinalis Caulis increased slightly with the increase of heavy metal content in the rhizosphere soil， while the content of As decreased with the increase of As content in the rhizosphere soil. In addition to Cu content in Dendrobii Officinalis Caulis， the migration characteristics of Pb， As， Cd and Hg in the system of carbonate-black limestone-Dendrobii Officinalis Caulis showed consistency.

Conclusion

The distribution characteristics of heavy metals in geotechnical plant system in the study area show obvious inheritance. The characteristics of high content， low activity and low pollution risk of heavy metals in black limestone soil and low BCF are the main factors affecting the safety threshold of five heavy metals in Dendrobii Officinalis Caulis.

关键词

Keywords

references

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