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四川省冕宁县牦牛坪稀土尾矿区植物修复研究

滕达  
【摘要】: 矿山开采会在很大程度上改变矿山的原有环境,破坏矿山及周边地区的生态系统。尤其是金属矿山的开采,不仅耗费大量的土地资源,还会使开采后的土地失去生态平衡。而伴随采矿活动产生的尾矿由于其中含有重金属污染物,地表堆存极易造成环境污染。这些废弃物在自然条件下,易发生物理、化学和生物作用,对生态环境造成不良的影响,使得大量有毒有害的重金属元素被释放扩散到周边的环境中,导致周边环境的污染,严重影响人民的正常生活。 近些年来发展迅速的植物修复技术是恢复受损生态系统,减轻土壤重金属污染的理想途径之一。比起传统的物理、化学等修复技术,植物修复技术具有成本低、不造成二次污染、后期处理简单等优点。而植物修复技术最为重要的环节就是重金属污染区修复植物的筛选。 为了对四川冕宁县牦牛坪稀土尾矿区进行植物修复,本文首先对矿区进行野外调查采样及样品的室内分析,研究了矿区及周边土壤的污染现状;后在尾矿区内选取了10种分布广泛长势优良的植物,研究其对重金属吸收的耐性特征,寻找和筛选污染区的耐性物种,为尾矿的污染治理和植被恢复提供参考物种。主要研究结果如下: 1.稀土矿区土壤中均存在严重的重金属污染。其中Pb的污染最为严重,土壤中Pb的最高含量为2050 mg·kg~(-1),为对照值的52倍。而重金属Zn、Cu、Cd和As的含量不高。其中矿区土壤中Zn的最高含量为对照值的4倍,Cu的最高含量与对照值相当,Cd的最高含量为对照值的6倍,As的最高含量为对照值的5倍。 2.运用N.LNemerow综合污染指数法对稀土矿区土壤污染进行评价。从重金属单项污染指数可以看出,Pb的污染指数的变化范围0.15~4.10之间, Cd的单项污染指数变化范围在0.47~2.89之间。按照重金属污染单项污染指数评价标准,所调查的稀土矿区中Pb和Cd的污染指数较高。其他重金属的单项污染指数均小于1。从重金属综合污染指数来看,稀土采矿区的重金属综合污染指数最高(P综=3.00),其次为尾矿渣、洗选场、尾矿区土壤和农业用地。尾矿渣、洗选场和尾矿区土壤的重金属综合污染指数也都大于2,和采矿区均属于中度污染。整个矿区已经属于中度污染。 3.通过对10种植物体内的重金属含量的测定得出,青蒿地上部Pb的含量最高为203.09 mg·kg~(-1);茵陈地上部Zn的含量最高为95.01 mg·kg~(-1);土荆芥地上部Cd的含量最高为4.93 mg·kg~(-1);豚草地上部Cu的含量最高为13.25 mg·kg~(-1)。比较不同植物间的转移和富集系数可知,豚草对Pb的转移系数和富集系数最高,对稀土矿区中Pb污染的土壤具有较高的修复潜力;火棘对Zn的转移系数最大,茵陈对Zn的富集系数最大,二者可用于修复矿区中Zn污染的土壤;醉鱼草和土荆芥对Cd污染的矿区土壤具有较强的修复能力;苦蒿对Cu污染的矿区土壤具有强于其他9种植物的修复能力。 4.通过对尾矿区植物群落的观察得知,目前尾矿区存在裸地、早期草本植物和草本植物与小型灌木植物共存的三种植被自然演替的阶段。 5.综合比较植物固化技术和植物萃取技术在修复稀土尾矿区的优缺点得出,植物固化技术更适合稀土尾矿区的植被修复。


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