采煤塌陷地復(fù)墾基質(zhì)中鎘的植物去除研究.pdf

1、采煤塌陷土地是我國(guó)重要的后備土地資源,塌陷土地的開發(fā)復(fù)墾可有效緩解我國(guó)的人地矛盾。目前我國(guó)廣泛采用的塌陷地復(fù)墾方式是充填后覆土,但是塌陷地范圍一般較大,表層覆土難以解決。前期研究已用粉煤灰分別與酒糟、污泥、糠醛渣配置了復(fù)墾基質(zhì)代替土壤。但粉煤灰和城市污泥中含有一定量的重金屬元素,而且長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,基質(zhì)中的鎘含量高于《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值),不適合種植食用植物。要使復(fù)墾基質(zhì)可以代替土壤種植食用植物,必須將基質(zhì)中的鎘去除。

2、 本文通過室外盆栽試驗(yàn),選取可以在基質(zhì)中生長(zhǎng)并對(duì)鎘有潛在修復(fù)能力的十字花科植物和草種植在基質(zhì)中。通過對(duì)基質(zhì)重金屬的形態(tài)分析,確定了對(duì)基質(zhì)鎘進(jìn)行植物修復(fù)的可行性；測(cè)定了植物的生長(zhǎng)狀況、各部位的生物量、Cd含量等；比較了各試驗(yàn)植物對(duì)基質(zhì)Cd的富集積累能力,分析了植物對(duì)基質(zhì)Cd的去除效果。 研究結(jié)果表明： (1)基質(zhì)理化性狀可以滿足各植物生長(zhǎng)要求?；|(zhì)的容重均低于一般土壤,客觀上有利于植物的生長(zhǎng)發(fā)育和基質(zhì)養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化；田間持

3、水量在70％以上,可為植物生長(zhǎng)提供充足的水分；基質(zhì)配置初期鹽分含量較高,經(jīng)過雨季的淋洗和一年植物種植后能滿足一般植物正常生長(zhǎng)的需要；有機(jī)質(zhì)和速效氮、磷、鉀含量維持在正常水平。 (2)基質(zhì)Cu、Zn、Pb含量較低,基質(zhì)Cd含量大于土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值(二級(jí)),但<3.0 mg·kg-1,不會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。形態(tài)分析結(jié)果顯示,Cd的活性較大,且Cd各形態(tài)間相關(guān)性顯著,對(duì)基質(zhì)Cd進(jìn)行植物修復(fù)具有可行性。 (3)隨著種植季

4、數(shù)的增加,基質(zhì)中各植物的出苗率和生長(zhǎng)狀況明顯轉(zhuǎn)好,株高、生物量有大幅度增加。植物的富集特征分析顯示,六種植物的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均大于1。系統(tǒng)聚類分析結(jié)果表明,結(jié)球甘藍(lán)和小白菜的富集能力屬于第一類,中等富集能力：油菜、黑麥草和紫花苜蓿屬于第二類,低富集能力。 (4)定義了年去除率和相對(duì)去除年限作為評(píng)價(jià)植物對(duì)基質(zhì)Cd去除效果的指標(biāo)。小白菜和結(jié)球甘藍(lán)對(duì)基質(zhì)Cd的去除效果好于油菜、紫花苜蓿、黑麥草和早熟禾；小白菜可用作基質(zhì)1和基質(zhì)3的潛在鎘修復(fù)

5、植物,小白菜對(duì)基質(zhì)鎘的最大年去除率為2.45％,最小相對(duì)去除年限為27.7年。而在植物吸收和雨水淋溶的共同作用下,基質(zhì)中重會(huì)屬鎘的含量降低了0.4～1.2 mg·kg-1,淋溶使基質(zhì)根系作用層的鎘發(fā)生遷移,積聚在淀積層,但不會(huì)向深土層繼續(xù)遷移,不會(huì)對(duì)地下水造成危害。預(yù)測(cè)基質(zhì)鎘含量降低到土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(二級(jí)標(biāo)準(zhǔn))以下,大約需要5～10年左右。 (5)利用植物修復(fù)技術(shù)將基質(zhì)中超標(biāo)的Cd去除,不僅可以帶來經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展,