锰污染区生态拦截系统功能研究

摘要

为建立湘潭锰矿污染土壤渗透液和地表径流收集处理系统，本课题开展了收集系统的植物筛选、污染土壤模拟淋洗、土壤渗漏液与地表径流收集处理工艺模式的研究。研究结果如下：
　　 (1)在锰污染区植物5个月生长的试验结果表明，香菇草成活率低，花叶芦竹、菖蒲生长量下降，再力花、苎麻、紫叶美人蕉、芦苇、香蒲、夹竹桃、梭鱼草、水葱和德国鸢尾长势良好。示范工程结果进一步证明生长好的植物可作为湘潭锰矿污染土壤渗滤液收集处理系统的备选植物。
　　 (2)备选植物地上组织的锰含量多高于1000 mg/kg，其锌、铜、镉的含量也相对较高，锰含量地上组织与根部的比值大于1。生长不良的菖蒲的锰、锌、铜、镉和花叶芦竹的锌、铜、镉含量地上组织与根部的比值小于1，说明其转移和利用重金属的能力弱，重金属元素在根部积累而导致植物中毒。苎麻单株地上部分锰的吸收量高达217.8 mg，其次是再力花，紫叶美人蕉、芦苇，吸收量最低的是梭鱼草和水葱。
　　 (3)模拟淋洗试验中淋洗液中锰、铅、锌等元素含量随淋洗次数增多而递减，说明淋沈可加快污染土壤修复的速率。酸洗液中锰的含量远高于水洗液的含量值，酸沈去除锰的量为水洗去除量的112倍。
　　 (4)锰矿区污染土壤中锰、铅、锌、镉、铜元素的含量和污染区临近洼地水塘水样中锰、铅、锌、镉的含量远超过国家规定的标准，说明锰矿污染区中锰不是唯一具有潜在危害的污染元素。在治理锰矿污染区时，有必要采取适当的措施进一步控制其它重金属元素可能带来的危害。对照区水样中铜的含量低于国家标准，本次测试数据表明，铜对锰矿污染区水环境的影响不构成潜在的威胁。
　　 (5)建立的土壤渗漏液和地表径流拦截处理系统具有很强的去除锰、铅、锌、镉、铜的能力。经过两级湿地单元的净化处理，水样中所有检测的重金属元素的含量都远远低于国家规定的排放标准。
　　 (6)由于系统运行时间短，在锰污染土壤治理期间，建立的系统是否能始终保持高的净化率，还有待在进一步的运行监测中检验。
　　 建议：
　　 (1)进一步完善土壤渗漏液和地表径流收集处理系统的设计。
　　 (2)继续监测生态拦截处理系统的运行效果。
　　 (3)进一步深入研究生态拦截处理系统的生物作用。