川西铜矿区土壤重金属污染与优势植物累积特征

摘要

本研究以四川拉拉、里伍、羊子岭三个典型铜矿区为研究区域，通过野外生态调查和植物的采样分析，测定土壤的化学性质和重金属含量，采用单因子污染指数和内梅罗指数法对该地区的土壤重金属污染作出评价。分析矿区优势植物体内重金属含量及累积特征，初步筛选出对Cu、Pb、Zn和Cd积累较好的植物，以期为四川铜矿废弃地的生态修复提供一定的科学依据和基础资料。研究结果分述如下：
　　 (2)三矿区重金属污染总体趋势一致，但也存在差异。从单因子污染指数来看，三矿区都受到Cu和Cd的污染，受Pb污染较轻，羊子岭矿区还受到Zn的污染。从重金属的综合污染指数来看，拉拉矿区(P综=3.77)和羊子岭矿区（P综=3.69）土壤受到重度污染，里伍矿区（P综=2.86）土壤受到中度污染。
　　 (3)三矿区由于自然选择的结果，自然定居植物种类组成丰富，以草本和灌木为主，覆盖度在50％以上。拉拉矿区自然定居的植物种类最多，覆盖度高达65％；里伍矿区物种较为单一，这可能与该地区高山峡谷地貌，区内山大坡陡，岩石破碎，植被生长条件较差有关。本研究共调查植物37种，隶属于16科，以被子植物为主。
　　 (4)从三矿区优势植物体内的重金属含量看，与相应矿区土壤中重金属含量大小顺序基本一致。植物地上部Cu与2n(r=0.994**，P＜0.01)、Zn与Cd(r=0.539**，P＜0.010)含量呈极显著正相关。植物地下部Cu与Zn（r=0.590**，P＜0.01）、Pb与Zn( r=0.549**，P＜0.01)、Pb与Cd(r=0.582**，P＜0.01)、Cd与Zn(r=0.731**，P＜0.01)含量也呈极显著正相关。植物地上部与地下部Cu含量(仁0.663料，P＜0.01)，Cd含量(仁0.622料，P＜0.01)呈极显著正相关，地上部与地下部Pb含量呈显著正相关(r=0.342*，P＜0.05)。
　　 (5)不同物种、不同矿区以及不同生态型之间，植物对Cu、Pb、Zn和Cd四种重金属的积累含量、富集系数和迁移系数差异很大。本研究的所有植物均未达到超富集植物的标准，但鸭跖草科鸭跖草、蓼科头花蓼、戟叶酸模，荨麻科红雾水葛在矿区生长旺盛，能适应土壤中较高的Cu、Pb、Zn和Cd含量和贫瘠、干旱的环境，可作为矿区废弃地恢复的先锋种。其中戟叶酸模根深，生物量大，耐旱，是典型的耐性植物。鸭跖草、头花蓼、红雾水葛和糯米团对Cu、Pb和Zn的富集能力强，蔓延迅速，对矿渣堆、尾矿坝等严重污染区具有良好的恢复潜力。

目录

文摘

英文文摘

项目基金资助

1 绪论

1.1 立题背景

1.2 研究现状综述

1.2.1 植物修复技术原理及类型

1.2.2 超富集植物研究

1.2.3 铜矿山植物研究

1.2.4 超富集植物筛选方法

1.3 研究目标、研究内容和技术路线

1.3.1 研究目标

1.3.2 研究内容

1.3.3 技术路线

2 研究区概况和实验方案

2.1 研究区概况

2.2 实验方案

2.2.1 区域资料的收集

2.2.2 野外调查与采样

2.2.3 室内分析

2.2.4 土壤重金属污染评价方法

2.2.5 数据处理

3 铜矿区土壤重金属污染

3.1 矿区土壤营养状况

3.1.1 拉拉铜矿土壤化学性质

3.1.2 里伍铜矿土壤化学性质

3.1.3 羊子岭铜矿土壤化学性质

3.1.4 讨论

3.2 矿区土壤重金属含量

3.2.1 拉拉矿区土壤重金属含量

3.2.2 里伍矿区土壤重金属含量

3.2.3 羊子岭矿区土壤重金属含量

3.2.4 讨论

3.3 矿区土壤重金属污染评价

3.3.1 拉拉矿区土壤重金属污染评价

3.3.2 里伍矿区土壤重金属污染评价

3.3.3 羊子岭矿区土壤重金属污染评价

3.3.4 讨论

3.4 本章小结

4 铜矿区优势植物重金属含量及其吸收特征

4.1 矿区优势物种组成

4.2 矿区优势物种体内重金属含量与分布

4.2.1 植物体内重金属积累特征

4.2.2 富集特征

4.2.3 迁移特征

4.2.4 讨论

4.3 植物对重金属的富集效应

4.3.1 植物重金属相关性分析

4.3.2 植物对重金属综合富集能力

4.4 本章小结

5 结论

参考文献

致谢