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1 引言
大气中的重金属主要集中在固体颗粒物中[1]，由于大气污染中的中的重金属颗粒较小，容易通过皮肤和呼吸被人体所吸收，从而在肝，肺，骨骼等器官中长期富集而引起中毒，此外，对动植物和各种材料也会造成危害。植物叶片是植物的重要组成部分，是大气污染物的重要吸收器官。植物通过叶片上的气孔和枝条上的皮孔，将大气污染物吸收入植物体内，在体内通过氧化还原过程进行中和而成为无毒物质，或通过根系排出体外，或积累贮藏在某一器官中[2-3]。植物叶片可以富集多种元素，其含量与所处的环境及植物种类有关,不同植物的不同部位对重金属的吸附能力不同，不同环境的植物中金属含量也不同，利用不同植物中的含污量可以评价环境质量，有研究成果表明利用树木叶片中的重金属含量可以指示大气铅污染状况。[4-8]
本课程设计主要目的是利用植物叶片为生物指示剂。通过测定不同常见城市园林植物叶片中的重金属含量，找出吸附能力最强的，为城市园林绿化提供环境依据，其二是通过不同地区重金属的含量指示重金属污染情况。其三根据不同植物对重金属的吸附能力的差异进行土壤修复。
2 课程设计任务分配
3.1实验仪器及试剂
3.1.1实验仪器 名称 火焰原子吸收分光光度计 电热板 离心机 容量瓶（1000mL) 容量瓶（500mL） 容量瓶（100mL) 研钵 洗耳球 数量 1 1 1 3 3 1 4 1 名称 烧杯（500mL) 烧杯（100mL) 移液管（10mL) 移液管（5mL) 移液管（1mL) 比色管（25mL) 玻璃棒 数量 4 5 1 1 1 23 1 3.1.2实验试剂 Cu(NO3)2..3H2O(优级纯)，Cd(NO3)2.4H2O（优级纯） Pb(NO3)2（优级纯），蒸馏水，浓硫酸（优级纯），高氯酸（优级纯）
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3.2实验方法
3.2.1 标准曲线的制定
（1）标准贮备液配制：1g/L铜标准贮备液，1g/L铅标准贮备液, 1g/L
镉标准贮备液，准确称取3.7750gCu(NO3)2.3H2O, 2.7880Cd(NO3)2.4H2O，1.6000gPb(NO3)2分别溶解于100mL烧杯中，溶解后转移至1000mL容量瓶中，定容至刻度线，摇匀，贴上标签，备用。
（2） 标准使用液配制：移取12.50mLCu标准贮备液，15.00mLPb标准贮备液，10.00mLCd标准贮备液分别至500mL容量瓶中，定容至刻度线，摇匀。3种重金属的浓度分别为Cu25mg/L，Pb30mg/L，Cd20mg/L。 （3）标准曲线的制定
分别准确移取0. 00,0. 50, 1. 00, 1. 50, 2. 00, 3. 00, 5. 00 mL Cu标准使用液于25mL比色管中，用蒸馏水定容至刻度线, 此即为0.00，0.50，1.00，1.50，2.00，3.00,5.00mg/L浓度曲线，用火焰原子吸收分光光度计测定溶液吸光度值, 绘Cu制标准曲线。
分别准确移取0. 00,0. 50, 1. 00, 1. 50, 2. 00, 3. 00, 5. 00 ,10.00mL Pb金属标准使用液于25mL比色管中。用蒸馏水定容至刻度线，摇匀。此即为0.00，0.60，1.20，1.80，2.40，3.60，6.00，12.00mg/L浓度曲线，用火焰原子吸收分光光度计测定溶液吸光度值, 绘制Pb标准曲线。
分别准确移取0. 00,0. 50, 1. 00, 1. 50, 2. 00, 3. 00, 5. 00 mL Cd标准使用液于25mL比色管中，用蒸馏水定容至刻度线,摇匀，此即为 0.00，0.40，0.80，1.20，1.60，2.40,4.00mg/L浓度曲线，用火焰原子吸收分光光度计测定溶液吸光度值, 绘制Cd标准曲线。
3.2.2 植物样品的采集与处理 （1）样品的采集
选择泰州市区交通流量相对大的区域西北片工业区（某化工厂附近），商业区（坡子街），文教生活区( 学校)，以相对清洁的公园（园博园）作为对照。采集四个常见园林树种的叶片，采集范围在公路两旁30m以内， 四个绿化树种为悬铃木，女贞，香樟，栾树。 （2）样品的预处理
把采集的植物叶片用自来水冲洗干净，再用蒸馏水漂洗，烘干粉碎后，放入清洁密封袋中备用。称取2.5000g样品于烧杯中，加入硝酸和高氯酸（4:1）混合
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酸25mL在通风柜中用电热板消煮至溶液澄清， 加入10mL 稀硝酸 (浓硝酸和水1:1)消煮至白烟冒尽。如有沉淀，应离心过滤。将煮好的溶液移到25mL比色管定容。[9]
3.2.3样品的测定
用火焰原子吸收分光光度计分别在铜、铅、镉空心阴极灯下测定溶液的吸光度值,用各自标准曲线回归方程计算样品中3种重金属含量.
元素 火焰原子吸收分光光度法测定3种元素的工作条件 工作电流（mA） 3.0 2.0 3.0 光谱带宽（nm） 0.4 0.4 0.4 负高压（V） 300 300 300 燃气流量（mL/min） 燃烧器高度 2000 2500 2000 6.0 5.0 5.0 燃烧器位置 0 0 0 波长（nm） Cu Pb Cd 325.30 283.80 229.20 4 实验结果与讨论
4.1按地区讨论
4.1.1参照区(园博园)植物叶片对重金属吸附能力比较
图1 园博园不同植物叶片对重金属吸附能力比较图质量含量（mg/kg)20151050女贞悬铃木植物种类
CuPbCd香樟栾树选择以园博园作为参照地区。泰州园博园是第六届江苏省园艺博览会主题公园.作为泰州市最大的公园，空气质量较其他地区好，选择作为参照区有合理性，可认为不受重金属元素的污染，所测含量代表泰州城区植物中重金属含量的本底值，其他地区的测量值与其对比，可判断空气质量状况。从图1可以看出，除香樟外，4种植物中Cu的含量最高，这是由于Cu是植物中的必须元素。Cu是植
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物体内许多辅酶的组成部分，所以植物体内Cu的含量大于Pb，Cd的含量[10].。图中可以看出不受污染的植物中Cu>Pb>Cd。
4.1.2文教生活区（学校）植物叶片对重金属吸附能力比较
图2 学校不同植物叶片对不同重金属吸附能力比较图质量含量（mg/kg）2520151050女贞悬铃木香樟植物种类CuPbCd栾树
学校紧靠主城区，主要是师生生活学习的场所，选择作为文教生活区符合要求，学校的主要的重金属污染来源主要是机动车排放，图2与图1进行对比可得，学校四种植物的Pb含量明显高于园博园地区，这表明植物叶片中的Pb含量与空气中Pb含量有很大的相关性。因为学校的土壤类型和园博园土壤类型是一样的，学校Cd含量略高于园博园，这是因为汽车尾气也会排放Cd[11]，学校中汽车的尾气排放使得Cd的含量略高于园博园。Cu含量与园博园相当，说明学校没有铜污染源，未受Cu的污染。女贞对Cu的吸收高于其他三种树种。同时女贞对Pb，Cd的吸收能力也很强。
4.1.3商业区（坡子街）植物叶片对重金属吸附能力比较
图3 坡子街不同植物叶片对不同重金属吸附能力比较25质量含量(mg/kg)20151050女贞悬铃木香樟植物种类栾树
CuPbCd 4
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坡子街是泰州城区的商业中心之一，车流量最大，机动车排放的尾气最多，大气中Pb的最大污染来源是机动车排放的尾气，占城市污染总排放的88%，其次是含Pb固体废物的焚烧和工业生产[12]，坡子街植物叶片对Pb的富集量大，说明大气中的Pb浓度较高，这是由于车流量大，排放的尾气多，通过园博园和学校进行对比，Cd的含量明显增大，总量高出园博园9.66倍，高出学校6.54倍。同时可以从图3看出，女贞对Cu的吸收高于其他树种，对铅的吸收能力比较看，女贞>悬铃木>栾树>香樟，对Cd吸收比较看，女贞>悬铃木>栾树>香樟。 4.1.4工业区（某化工厂附近）植物叶片对重金属吸附能力比较
化工厂附近样品的吸光度值及质量含量比较
图4 化工厂附近不同植物叶片对不同重金属吸附能力比较50质量含量(mg/kg)403020100女贞悬铃木香樟植物种类栾树
CuPbCd泰州市城区西北片的工业区集中一些大型的机械，化工企业，车流量也很大，主要是泰州西站建在西北片的工业区，加上一些重型的卡车通过，使得西北片成为泰州城区环境质量相对较差的地区。还有一些含重金属材料使用，使得所测的某化工厂附近金属总量明显高于其他3个地区，特别是Cd的含量明显增多，是园博园的40.56倍，说明该地区大气受Cd污染，导致空气质量偏差，从图4中可以看出女贞对铜的吸收依然最高，Pb的含量比坡子街大，主要是因为西站建在西北片。对Pb吸收能力比较看，女贞>栾树>悬铃木>香樟，对Cd的吸收能力比较看，女贞>栾树>悬铃木>香樟。
4.2 按重金属讨论及重金属污染分析
4.2.1重金属污染分析的依据
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