鉛鋅尾礦區(qū)鉛富集植物篩選及其吸收機(jī)理研究.pdf

1、重金屬污染已成為影響環(huán)境和威脅人類健康的重要問題。尋求成本低廉、化境負(fù)效應(yīng)小的重金屬污染修復(fù)方式受到環(huán)保和科研工作者研究的重視。利用富集植物修復(fù)土壤重金屬污染已成為當(dāng)今環(huán)境生態(tài)恢復(fù)的研究前沿。針對不同的土壤污染程度以及修復(fù)的目的，應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的植物修復(fù)方式。本研究通過對鉛鋅尾礦區(qū)上所生長的自然定居植物進(jìn)行重金屬吸收評價，篩選鉛富集能力差異較大的礦山生態(tài)型和非礦山生態(tài)型植物種類，結(jié)合室內(nèi)盆栽試驗(yàn)，驗(yàn)證了兩種生態(tài)型對鉛的富集能力差異，鉛對富

2、集植物生理機(jī)制的傷害以及植物的抗氧化酶在鉛脅迫下的作用。主要研究結(jié)果如下：
　　 1、礦區(qū)土壤重金屬污染嚴(yán)重，選擇和篩選富集重金屬或?qū)χ亟饘倬哂心托缘闹参锸堑V山污染修復(fù)和生態(tài)重建的前提和關(guān)鍵。該研究通過對滎經(jīng)縣三合鄉(xiāng)鉛鋅尾礦區(qū)的土壤和植被進(jìn)行調(diào)查，共采集15科22種植物，并對礦區(qū)土壤及植物的Pb、Zn積累特性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：尾礦區(qū)土壤受到不同程度的Pb、Zn污染，土壤中最高的Pb、Zn含量已嚴(yán)重超標(biāo)。所測植物當(dāng)中，沒有一種

3、植物符合超富集植物的標(biāo)準(zhǔn)，大部分植物為重金屬排斥型植物。其中華中蹄蓋蕨(Athyrium wardii)和香附子(Cyperusrotundus)兩種植物根部Pb、Zn含量分別能夠達(dá)到11086.7mgkg-1、7626.8mgkg-1和4634.6mgkg-1、5908.2mgkg-1，且對Pb、Zn的轉(zhuǎn)運(yùn)能力極低。這些植物對Pb、Zn污染有很強(qiáng)的耐性能力，對污染土壤治理和植被重建具有一定的實(shí)踐意義。
　　 2、為篩選出適合穩(wěn)

4、定修復(fù)礦區(qū)Pb污染土壤的耐性植物，該研究在植物的三個生長時期采集了鉛鋅尾礦區(qū)的9種優(yōu)勢植物并同時采集非礦山生態(tài)型，對比其對鉛的穩(wěn)定修復(fù)能力。結(jié)果表明：礦山生態(tài)型優(yōu)勢植物根部富集能力大于地上部。所測植物中，不同生長時期的礦山生態(tài)型華中蹄蓋蕨根部含量均最高，在生長前期和生長旺盛時期分別可以達(dá)到15542.1和10720.1mgkg-1，為非礦山生態(tài)型的426和455倍，其轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)極低，鉛在根部積累量可以達(dá)到42mgplant-1。礦山生態(tài)型

5、華中蹄蓋蕨根際土壤有效態(tài)鉛含量為310mgkg-1，是非礦山生態(tài)型的17倍。礦山生態(tài)型植物根部鉛含量與對應(yīng)的根際土壤有效態(tài)鉛含量未能達(dá)到顯著相關(guān)，說明礦山生態(tài)型華中蹄蓋蕨根部對鉛的吸收能力不完全取決于土壤中鉛含量的高低，還與其自身特性相關(guān)，所以這種植物對鉛耐性很強(qiáng)，對于穩(wěn)定修復(fù)污染土壤具有潛力，可作為尾礦區(qū)穩(wěn)定修復(fù)Pb污染土壤的新材料。
　　 3、經(jīng)過前期篩選，為驗(yàn)證對鉛的吸收與耐性機(jī)理，分別采集三合鉛鋅礦的礦山生態(tài)型和未被污染

6、的非礦山生態(tài)型華中蹄蓋蕨進(jìn)行盆栽試驗(yàn)。結(jié)果表明，隨著土壤中鉛含量的增加，兩種生態(tài)型華中蹄蓋蕨地上部生物量顯著下降，礦山生態(tài)型為非礦山生態(tài)型的1.5倍以上。礦山生態(tài)型地上部和根部鉛含量在800mgkg-1處理時達(dá)到最大值，分別為非礦山生態(tài)型的3.5和3倍。在鉛處理下，兩種生態(tài)型華中蹄蓋蕨表現(xiàn)出很強(qiáng)的根部富集能力。兩種生態(tài)型葉綠素a和葉綠素b的含量隨鉛濃度的增加而下降。鉛處理使非礦山生態(tài)型膜質(zhì)過氧化和膜透性不斷增大，而礦山生態(tài)型則在高濃度下