轻稀土尾矿库区植被修复的镧、铈富集植物筛选

摘要

[目的]测定我国北方某轻稀土尾矿库区的土壤轻稀土元素含量及植物中镧、铈元素含量和分布,分析植物对轻稀土元素镧、铈的转移系数和吸收系数,筛选镧、铈富集植物,以期发现轻稀土富集植物,为尾矿库景观生态恢复提供理论依据.[方法]以稀土尾矿库区尾矿坑的边缘绿地为研究样地,依据风向将采样点设置在东南、西北、东北和西南4个方向,从矿坑边缘由近及远依次设置在50,100和300 m边坡处,共计12个采样点.利用五点采集-四分法收集0～ 20 cm表层土壤样品,在采样点采集修复工程栽植的6种植物(梭梭、小叶锦鸡儿、花棒、胡枝子、白刺和毛白杨)地上器官和根部样品.采用ICP法测定土壤中轻稀土元素镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钐Sm、钷Pm和铕Eu含量及植物中镧和铈含量.采用N.L.Nemerow综合指数法分析轻稀土尾矿库周边土壤单因子污染指数平均值,采用生物转移系数评价植物转移效率,采用生物吸收系数评价植物吸收土壤中镧和铈的能力.[结果]轻稀土尾矿库土壤中La,Ce,Pr,Nd,Sm,Pm和Eu的平均含量分别为2 762.46,5 440.42,1 308.42,1 604.11,133.96,28.12和40.53 mg· kg-1,镧、铈含量之和占测试样品轻稀土总量的72％;各方位表层土壤中轻稀土含量表现为东南＞东北＞西南＞西北,且高于内蒙古土壤含量几何平均值(背景值)25.10～230.56倍,且各方向土壤的单因子污染指数均大于3,确定研究区土壤属重度污染;东南单因子污染指数平均值为69.06～544.10,污染值最高,西北单因子污染指数平均值为5.99～19.75,污染值最低,东北和西南单因子污染指数平均值相似;梭梭、胡枝子和白刺体内La和Ce含量均表现为地上器官＞根,小叶锦鸡儿、花棒和毛白杨体内La和Ce含量均表现为根＞地上器官;梭梭、胡枝子和白刺的镧、铈转移系数为1.03～ 1.76,胡枝子的镧、铈吸收系数为1.00～1.72,只有胡枝子的镧、铈转移系数和吸收系数均大于1.[结论]胡枝子是轻稀土元素镧、铈的富集植物,可用于轻稀土污染土壤修复,其他5种植物可作为轻稀土元素的耐受性植物应用.