铬渣堆放区土壤重金属污染与植物修复研究

摘要

重金属污染已经成为当今一个日趋严重的环境问题，国内外也见到越来越多的关于重金属污染的报导，土壤的重金属污染具有隐蔽性、长期性、积累性、不可逆性等特点，导致要去除土壤中的重金属污染成为一个亟待解决的问题。传统的修复方法具有很多弊端。在此形势下，植物修复被广泛应用，这也就要求寻找重金属的超富集植物，而使植物修复达到最好的效果。本研究对遭受重金属污染的铬渣堆放区进行调查，并采集了相应的植物和土壤样本进行重金属含量的分析，搞清楚该地区的污染情况以及筛选到了几种重金属超富集植物。具体研究结果如下：
　　 1、采样点土壤已经受到重金属Cr的严重污染，土壤中Cr的平均含量1168.97mg/kg，最小处792.82mg/kg，最大处平均含量1537.9mg/kg，局部污染较重采样点土壤中Cr的含量超过10000mg/kg，均超过国家土壤重金属Cr三级标准值的数倍，而这个标准值是土壤内允许的Cr含量最大值。其它重金属中Pb含量较高，接近于国家标准背景值。Cu和Zn均没有超过国家标准规定的背景值，土壤未遭到重金属Cu、Zn的污染。
　　 2、对土壤中各重金属的综合评价显示，该地区土壤已经达到了重污染的程度。虽然Pb、Cu、Zn均处于安全的级别，但由于Cr的污染过于严重，所以导致综合评价值过高，该地区的Cr污染十分明显。
　　 3、对土壤中重金属进行生态风险的评价显示，其中Cr的潜在生态风险系数最大，四个采样点的平均值为36.64，但小于40，属于轻微危险的程度。其他元素的生态风险系数均较小，不存在潜在的生态风险。四个采样点的综合潜在风险系数较小，均为超过90，潜在生态风险是轻微的。
　　 4、对采集植物体内的重金属含量的分析显示，对该地区污染最严重的重金属Cr具有明显超富集作用的植物是狼尾草，其地上部分Cr含量达到18672.6mg/kg，富集系数1.60，转运系数2.35，已经达到超富集植物的评价标准，属于筛选出来的Cr超富集植物。地榆，羊胡子草，虎尾草，白莲蒿，益母草属于重金属Cr的富集植物。
　　 对重金属Pb富集较多的植物有刺儿菜，狗尾草，羊胡子草，虎尾草，大蓟，酸枣，委陵菜，一年蓬，艾蒿，但这些植物没有达到超富集植物的标准，是重金属Pb的富集植物。
　　 没有筛选出Zn的超富集植物，但狼尾草植物内的含Zn量是所有植物样本里面最大的，这表明狼尾草在吸收土壤里的重金属Cr的时候不会受到重金属Zn的干扰，可以作为Cr-Zn复合污染土壤的修复植物。
　　 所采集的植物样本中未发现有Cu的富集植物存在。筛选出了几种植物，它们对各种不同重金属均表现出有富集的趋势，体内的各种重金属均相对较高，这些植物有虎尾草、太行铁线莲、艾蒿、黄蒿、白莲蒿、地榆、益母草。
　　 5、植物吸收重金属具有显著相关性的有Zn-Cr、Pb-Zn、Pb-Cu，植物在吸收这几种重金属的时候具有相互促进的作用。
　　 6、植物吸收Pb之后向地上运输的能力比植物吸收Cu之后向地上运输的能力强。