銅陵鳳丹種植地重金屬污染及其化學修復研究.pdf

1、礦山開采及礦石冶煉所帶來的環(huán)境污染與生態(tài)破壞是近年來突出的環(huán)境問題，越來越受到人們的關注。銅陵是我國著名的銅文化發(fā)祥地，有著3000多年的采礦歷史，采礦過程中產(chǎn)生的尾礦、礦渣和酸性廢水等已經(jīng)成為礦區(qū)及其周邊地區(qū)土壤重金屬污染的重要來源。銅陵鳳凰山一帶是著名的藥用植物“鳳丹”的主要產(chǎn)地，由于鳳丹多種植在礦區(qū)大田和復墾尾礦庫，存在著重金屬污染的可能性。不僅影響了鳳丹的品質和市場效益，還會給人體健康造成危害。 本文以銅陵鳳丹種植地土壤

2、及鳳丹為研究對象，對土壤理化性質、重金屬全量及各形態(tài)分布、生物有效性、鳳丹丹皮重金屬含量進行了分析，并就土壤重金屬各形態(tài)與丹皮重金屬含量進行了相關性分析。分別利用地積累指數(shù)法和Hakanson潛在生態(tài)危害指數(shù)法對土壤重金屬的污染程度與潛在生態(tài)危害程度進行了評價。最后以示范園土壤為供試土壤，利用化學修復法對其進行了修復研究。以期全面了解銅陵鳳丹種植地重金屬污染狀況，并提出相應的解決辦法，為該地區(qū)的污染防治與修復提供理論參考。主要研究結果如

3、下： 1.銅陵鳳丹種植地土壤理化性質差異較大，尾礦區(qū)土壤理化性質較差，土壤重金屬特別是Cu、Cd、Zn超標現(xiàn)象嚴重。非尾礦區(qū)鳳丹種植地部分土壤Cu、Cd、Zn含量超過了土壤環(huán)境質量二級標準，尾礦區(qū)鳳丹種植地土壤Cu、Zn含量全部超過三級標準，Cd含量均超過二級標準。非尾礦區(qū)部分樣點丹皮Cd超標。 2.根據(jù)歐共體標準物質局提出的三步連續(xù)提取法(BCR)將土壤重金屬分為四個形態(tài)：酸可提取態(tài)、鐵錳氧化物結合態(tài)、有機結合態(tài)、殘渣

4、態(tài)。選擇了丹皮Cu、Cd、Zn含量較高的7個點，對土壤Cu、Cd、Zn的形態(tài)及生物有效性進行了分析。結果表明鳳丹種植地土壤Cu、Cd、Zn以殘渣態(tài)為主。Cu、Zn的生物有效性低，Cd的生物有效性較高，具有一定的潛在生態(tài)危害。對土壤Cu、Cd、Zn的全量及各形態(tài)與丹皮Cu、Cd、Zn含量的相關性分析表明，土壤理化性質、重金屬的種類、形態(tài)等的差異都會導致相關性大小的差異。酸可提取態(tài)是最易被鳳丹吸收利用的形態(tài)，其與丹皮重金屬的相關性比全量與丹

5、皮重金屬的相關性要好，即用酸可提取來描述土壤重金屬的生物有效性比全量更可靠。 3.分別利用地積累指數(shù)法和Hakanson潛在生態(tài)危害指數(shù)法對鳳丹種植地土壤重金屬的污染程度及潛在生態(tài)危害進行了評價。地積累指數(shù)法分析表明，鳳丹種植地土壤受到了不同程度的污染，其中Cd污染最為嚴重，12個鳳丹種植地有11個達到中等污染程度以上，7個達到中-強以上污染程度。各重金屬元素污染程度為Cd>Cu>Pb>Zn。Hakanson潛在生態(tài)危害指數(shù)法分

6、析表明鳳丹種植地土壤重金屬潛在生態(tài)危害大小順序為：Cd>Cu>Pb>Zn。Cd污染極其嚴重，所有樣點都達到了強生態(tài)危害程度以上，急需加以治理。Zn和Pb的潛在生態(tài)風險參數(shù)都小于臨界值40，不會對土壤產(chǎn)生生態(tài)危害。 4.以EDTA為萃取劑，示范園土壤為供試土壤，研究了EDTA萃取對污染土壤重金屬形態(tài)變化的影響。結果表明，經(jīng)過EDTA萃取后，土壤重金屬各形態(tài)比萃取前均有了不同程度的降低，Cu各形態(tài)減少的順序為有機結合態(tài)>鐵錳氧化物結

7、合態(tài)>酸可提取態(tài)；Cd各形態(tài)減少順序為酸可提取態(tài)>鐵錳氧化物結合態(tài)>有機結合態(tài)。Zn各形態(tài)減少順序為酸可提取態(tài)>鐵錳氧化物結合態(tài)>有機結合態(tài)。EDTA能有效降低示范園土壤Cd等重金屬的含量及其生物有效性，利用EDTA修復重金屬污染土壤具有一定的理論可行性。 5.以磷酸二氫鉀和碳酸鈣為改良劑，研究了改良劑的添加對重金屬污染土壤的修復情況，并以TCLP浸出試驗及形態(tài)分級試驗作為評價修復效果的指標。結果表明，改良劑能不同程度地降低重金