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重金属矿区铅污染特征及铅富集植物的筛选研究

刘国锋  
【摘要】:铅是广泛存在于自然界中的重金属之一,在长期对铅资源的开发利用过程中,使得铅通过多种途径进入土壤,造成了日益严重的铅污染,因此进行铅污染土壤的修复成为当前环境科学家急需解决的重大课题。传统的铅污染修复技术成本高,需要打扰土壤结构,只能小面积污染治理。而利用植物对铅的特殊吸收富集能力进行铅污染治理的植物修复技术成本低,对环境扰动少,能大面积推广,具有广泛应用前景。但目前可应用的重金属超富集植物较少,特别是铅超富集植物极少,极大地限制了植物修复技术的应用和铅污染土壤的修复。 有鉴于此,本研究针对目前我国南方重金属矿开采导致林地铅污染日趋严重的现实,选择福建主要的重金属矿区为调查对象,进行福建重金属矿区铅污染状况的全面调查,掌握南方重金属矿区的铅污染特征;并对重金属矿区尾矿库及其周围生长植物的调查采样,测定不同植物的铅含量,据此筛选适应南方重金属矿区生长的铅富集植物;同时对初步筛选出的铅富集植物,在室内进行土培和水培铅胁迫试验,研究铅胁迫条件下不同植物对铅的吸收富集能力的差异,以筛选出可供南方重金属矿区应用的铅超富集植物,为利用铅超富集植物进行林地铅污染修复提供科学依据。主要研究结果如下: (1)对福建省尤溪铅锌矿、连城锰矿、连城铅锌矿矿区重金属污染调查发现:福建主要重金属矿区土壤已受到严重的铅污染。福建连城铅锌矿不同片区Pb含量分别是对照的23.71-142.85倍;连城锰矿不同片区Pb含量是对照的13.53—48.97倍;尤溪铅锌矿不同片区的Pb含量是对照的59.04—152.82倍,说明该金属矿区的污染程度非常严重。但不同重金属矿区的铅含量存在较大差异,其中以尤溪铅锌矿矿区Pb含量最高,连城锰矿矿区Pb含量较低。不同片区的铅污染表现为:尾矿库>生产车间排污沟>尾矿库排水沟>对照区。 (2)在调查的三个重金属矿区中,Pb的单项污染指数变化范围为9.28-34.99,单项污染指数均大于3,说明调查的三个重金属矿区Pb污染均达到重度污染标准。矿区的污染程度表现为:尤溪铅锌矿矿区>连城铅锌矿矿区>连城锰矿矿区。福建不同重金属矿区的污染综合指数平均值均远大于3的临界标准,说明调查的三个重金属矿区的铅污染均已达到了重污染标准。其污染程度同样表现为:尤溪铅锌矿矿区>连城铅锌矿矿区>连城锰矿矿区。 (3)在重金属含量比较高的重金属矿区尾矿库上生长旺盛、分布频率较高的植物主要有禾本科、菊科、莎草科、豆科等22科共计49种植物。通过49种植物地上和地下部分铅含量测定共筛选出13种铅耐性植物。其中植物3、植物4、毛轴莎草、无芒稗、二歧飘拂草符合铅超富集植物地上部分铅大于1000mg·kg~(-1)的临界标准,以植物4为最高,达到1818.4mg·kg~(-1),


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