煤矸石中重金属对农田生态系统污染及其在环境中迁移的研究

摘要

本论文以徐矿集团夹河煤矿煤矸山周围农田生态系统为研究对象，对煤矸石、煤矸山周W围土壤、主灌溉水源、水稻糙米中重金属(Cu、Pb、Cr、Cd、zn)含量进行了测定。对土壤和水稻糙米中重金属质量安全进行了分析和评价，并分析了煤矸石中重金属在农田生态系统中的迁移规律。在此基础上，提出治理煤矸石中重金属污染的防治措施。主要研究结果如下： 1．对煤矸山周围土壤样品环境质量评价表明：若与徐州地区土壤背景值作比较，5种重金属元素都有超标现象，单项污染指数均大于1，综合污染指数高达7.01；若对照土壤一级标准，在5种重金属元素中，有Cu、Pb、Cd和zn四种元素存在超标现象，Cr也接近1，综合污染指数为4.81；若对照土壤二级标准， Cd和Zn两种元素存在超标现象，综合污染指数为1.59。说明煤矸山周围土壤受到一定程度的重金属污染，尤其以Cd污染最为严重。 2．根据国家农业灌溉水质标准，对煤矸山周围主灌溉水源环境质量评价表明：主灌溉水源中各重金属元素含量值均未超出国家标准。 3．根据国家食品卫生控制标准，对水稻糙米环境质量的评价表明：水稻糙米中Pb单项污染指数和综合污染指数大于1(1.45)，在所有重金属元素中最高。Cd元素的单项污染指数为0.99，虽朱超标，但污染指数大于1的样点数为7个，由于Cd的毒性较强，应引起足够的重视。Cu、cr、zn三种元素未检测到。另外，糙米中5种重金属的综合污染指数略高于1，说明该地区不宜生产无公害大米。 4．水稻糙米对土壤Cu、Pb、Cr、Cd、zn的平均积累率分别是0.115、0.007、0.009、0.156和0.234，重金属积累率的大小顺序为：Zn>Cd>Cu>Cr>Pb。这表明，水稻糙米对不同重金属的吸收、迁移和积累能力不同。在5种重金属中，水稻糙米对Cd的积累能力较高，考虑到Cd对人体的危害程度较高(Cd属丁极毒性重金属)，在该地区种植水稻时需要注意Cd污染问题。 5．煤矸山周围农田土壤中重金属含量的空间分布上成呈现如下特征：距煤矸山100m-200m处是土壤重金属污染较为严重的区域，200m外Cu、Pb、Zn三种元素含量都有随距煤矸山距离增加逐渐降低的趋势，Cr和Cd元素随距离增加变化趋势不是十分明显。煤矸山周围水稻糙米中重金属含量的空间分布特点为：距煤矸山200m处的水稻糙米中重金属含量最高，200m外Cu、zn两种元素含量都随其与煤矸山距离增加逐渐降低趋势。 上述结果表明，徐州市夹河矿区煤矸山周围土壤受到一定程度的重金属污染，该地区的水稻糙米中存在部分重金属元素超标现象，其原因是由于煤矸石长期堆积经风化、淋溶导致重金属随水进入土壤，经吸收又进入水稻体内，完成重金属从煤矸石→土壤→水稻的迁移转化。

目录

文摘

英文文摘

一、前言

1.1重金属污染现状分析

1.2国内外重金属污染研究现状

1.3本试验的研究目的和意义

二、材料和方法

2.1试区基本情况

2.2煤矸石中重金属含量测定

2.3土壤中重金属含量测定

2.4主灌溉水源中重金属含量测定

2.5水稻糙米中重金属含量测定

三、结果与分析

3.1煤矸石中的重金属含量

3.2土壤中的重金属含量和污染状况评价

3.3主灌溉水源中的重金属含量和污染状况评价

3.4水稻糙米中的重金属含量和污染状况评价

3.5农田生态系统中重金属的迁移和累积

3.6煤矸山周围土壤和水稻糙米中重金属含量的空间分布特征

四、小结与讨论

4.1小结

4.2煤矸石周围环境中重金属污染的防治对策

参考文献

致谢