某金-铜矿重金属的环境影响及典型污染区定居植物分析

摘要

本文选择福建某大型金—铜矿和厦门东孚垃圾填埋场为研究对象，根据矿业的开采工艺划定了矿山不同区域，通过对矿山不同区域土壤、水体、植物的野外采样和室内分析测试，讨论了重金属在土壤、水体、植物等不同环境介质中含量、存在形态以及迁移转化规律，评价了矿山开采造成在土壤、水体中的重金属潜在生态危害性，寻筛选了一些的重金属耐性物种；本文还就生活垃圾填埋场重金属污染环境下植物自然定居的的生态对策、群落特征以及重金属的耐性分析。 主要结论如下： (1)矿区土壤的重金属As、Cu、Zn、Cr、Hg污染严重，As、Cu、Zn、Cr、Hg的平均含量为111.1 mg/kg、570.3 mg/kg、396.8 mg/kg、262.2 mg/kg和0.101mg/kg，分别为福建省背景值的17.62、25.01、4.61、5.96、1.62倍。As、Zn、Cu、Cr和Hg之间均呈正相关性，其中Cu与As呈现极显著相关。As、Cu的生态风险为中等危害，Hg、Cr和Zn的生态风险为轻度危害。各区域土壤重金属污染程度递降顺序为：尾矿区＞矿石运输区＞原矿脉土＞矿业废水区＞矿区外土壤壤，其中尾矿区和矿石运输区为中等危害。 (2)各区域土壤重金属As存在方式顺序为：残渣态＞有机态＞Fe—Mn氧化态＞碳酸盐态＞可交换态。各区域重金属Cu、Zn存在方式顺序均为：残渣态＞Fe—Mn氧化态＞有机态＞碳酸盐态＞可交换态。尾矿区土壤含有较高的可交换态和碳酸盐态重金属，选矿废水排放区含有较高的有机态重金属。 (3)矿区水体的重金属As、Cu、zn、Cr和Hg污染严重，As、Cu、Zn、Cr和Hg平均含量为2.253 mg/L、30.946 mg/L、7.614 mg/L、3.876 mg/L和0.438ug/L分别是国家Ⅲ类地表水标准45.06、30.95、7.16、3.88和4.38倍。水体重金属污染程度依次：As＞Cu＞Zn＞Hg＞Cr。不同水体重金属污染程度为：选矿废水＞雨积水＞汀溪水＞山涧水。水体中As、Cu和Hg以颗粒态为主，Cr、Zn以可溶解态为主。另外水体过于酸性。 (4)矿区尾矿自然定居植物有18个科30种，尾矿地植物小飞蓬Conyzacanadensis(L．)、一点红E．sonchifolia(L．)DC、山油麻Tdielsiana．dielsiana、崖豆藤、红背山麻杆Alchornea．trewioide(Benth．)对金属铜均具有一定的耐性。形成赤楠群落+截叶铁扫帚群落、水生黍群落、野牡丹群落、芒萁群落、鸡眼草+小飞蓬群落等5个比较典型的群落。群落的演替规律上，鸡眼草+小飞蓬群落可能是冶炼渣的先锋植物，随着鸡眼草、小飞蓬的入侵和定居，待基质条件改善后，赤楠群落、截叶铁扫帚和水生黍慢慢过渡为优势种，野牡丹群落、芒萁群落土壤可能为新的入侵种。尾矿地自然定居不同形态植物对不同重金属的吸收特性各有不同尾矿优势植物Hg的转运系数为2.033。 (5)厦门东孚垃圾填埋场定居植物有4科6种，其中南美蟛蜞菊Wedeliatrilobata根部体内Cu含量为235.1 mg/kg，地上部分Cu含量为100.7mg/kg，对重金属Cu具有较好的耐性。

目录

文摘

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声明

第一章 前言

1.1矿区土壤重金属的环境影响

1.1.1矿区土壤重金属污染的研究进展

1.1.2矿山重金属污染土壤的形态和生物有效性研究概况

1.1.3重金属污染土壤修复治理概况

1.2重金属耐性植物的研究进展

1.3本论文的研究意义

第二章材料和方法

2.1研究区域概况

2.1.1某金—铜矿区域概况

2.1.2厦门某垃圾填埋场区域概况

2.2样品的采集和处理

2.3样品的测定

2.4数据处理

第三章 金—铜矿矿区对环境重金属的影响

3.1矿区土壤的重金属污染特征

3.1.1矿山不同区域土壤重金属总量分析

3.1.2矿区土壤重金属的相关性分析

3.1.3矿区不同区域土壤重金属污染生态评价

3.1.4矿区土壤中重金属形态分析

3.2矿区水体的重金属污染特征

3.2.1矿区不同水体重金属的污染特征

3.2.2矿区不同水体重金属的环境评价

3.3矿区植物的重金属污染特征

第四章 尾矿自然定居植物的研究

4.1矿区尾矿自然定居植物的种类分析

4.2尾矿地植物群落结构分析

4.3尾矿地植物的重金属含量分析

4.3.1尾矿地植物的重金属含量分析

4.3.2植物体内重金属的相关性分析

4.3.3尾矿地优势植物的重金属含量分析

第五章垃圾填埋场定居植物重金属含量的研究

5.1垃圾填埋场土壤重金属污染情况

5.2垃圾填埋场自然定居植物的组成分析

5.3垃圾场优势植物的重金属含量

第六章 结论和展望

参考文献

致 谢

附 录