湘南锰矿废弃地优势植物重金属富集能力的研究

摘要

采矿废弃地生态失衡、景观割裂，土壤重金属含量高。会造成空气和水体污染，危害人群健康。采矿废弃地修复，已成为迫切需要解决的环境问题。本文在调查湘南东湘桥锰矿区废弃地环境状况的基础上，挑选出两种对重金属富集效率较高的本土植物进行盆栽培养。在采取不同诱导措施的情况下分析诱导措施对植物富集重金属效率及土壤主要重金属化学形态变化的影响。因地制宜的提出湘南锰矿废弃地植物修复的措施和对策，以期为湘南锰矿废弃地生态恢复的实际应用提供参考。　　 首先，采用地积累指数法及LarsHakanson潜在生态危害指数法对湘南锰矿废弃地重金属的污染程度进行了评价与比较。结果表明，矿区废弃地重金属污染严重，Cd的地积累指数均大于5，Cd、Mn、Pb三种重金属为该地区产生生态危害的主要重金属，评价的5种重金属元素污染顺序为Cd＞Mn＞Pb＞Cu＞Zn。LarsHakanson潜在生态危害指数表明，该地区重金属污染属于极强的生态危害。从尾砂坝下游早地的研究结果可知，采矿产生的废水已经污染到下游土地，在这些土地上种植的农作物可能受重金属污染，建议不要食用。　　 其次，对湘南锰矿区的植物资源进行了全面调查，调查的所有样地共记录到植物32科52属54种，并对其中的18种优势植物进行了测试分析。结果表明，蓼草、商陆、白背叶、悬钩子、翅柃、柞树、算盘子、阴香对重金属有较强的耐性。其中白背叶、算盘子和商路在锰矿废弃地恢复初期大量生长且生物量较大，可作为生态恢复的先锋植物。蓼草、商路是Mn污染土壤植物修复的理想物种，特别是蓼草，其植物地上部分锰含量大于10000mg.kg-1的临界标准，叶片对锰的富集系数达到了2.75。　　 最后，对筛选出来的修复植物蓼草、商路进行培养实验，每种植物分为五组进行培养，第一组为对照，第二组添加啤酒废水，第三组添加EDTA，第四组添加堆肥腐殖质，第五组添加熟石灰。经过两个月的培养，测定植物根、茎、叶的重金属含量，同时测定培养组土壤中MgCl2提取态重金属的有效态含量和对照组土壤中不同化学形态的锰和镉的含量。研究结果表明，EDTA、啤酒废水对植物富集具有较好的诱导作用，能有效提高植物的富集效率，啤酒废水实验组对镉的去除效果尤其显著，可考虑作为湘南锰矿废弃地植物修复的土壤改良剂使用。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 植物提取技术的研究进展

1．2．1 植物修复技术的类型

1．2．2 强化植物提取重金属技术的研究进展

1．3 超富集植物筛选的研究进展

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 本文研究思路

第二章 研究地点与方法

2．1 研究地点概况

2．2 研究路线与研究内容

2．2．1 研究路线

2．2．2 研究内容

2．3 研究方法

2．3．1 样品采集

2．3．2 样品的处理

2．3．3 化学分析

第三章 湘南锰矿废弃地土壤污染评价及植物调查筛选

3．1 引言

3．2 东湘桥锰矿区废弃地土壤重金属含量

3．2 矿区废弃地不同生境土壤的酸碱性和重金属化学形态

3．3 土壤重金属的污染评价

3．3．1 地积累指数评价法

3．3．2 潜在生态危害指数法

3．4 两种评价方法对比

3．5 植物资源调查

3．6 植物对重金属的富集能力检测

3．7 结果与讨论

3．7．1 湘南锰矿废弃地土壤污染评价结果与讨论

3．7．2 湘南锰矿废弃地植物调查筛选结果与讨论

第四章 诱导措施对植物重金属富集能力的影响研究

4．1 引言

4．2 诱导实验设计思路

4．3 无诱导措施情况下根际与非根际锰和镉化学形态的研究

4．4 诱导措施对植物生长的影响

4．5 诱导措施对培养植物土壤PH值的影响

4．6 诱导措施对土壤有效态重金属含量变化的影响研究

4．7 诱导措施下蓼草、商路的转运系数(TF)

4．8 植物吸附重金属与土壤中的有效态重金属量的关系分析

4．9 本章小结

第五章 结论及展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

附录

致谢