馬尾松生長對(duì)煤矸石-水-植物系統(tǒng)中錳的遷移特性研究.pdf

1、我國是煤炭開采和用量大國，多年來在過于追求社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的前提下，忽視了生態(tài)環(huán)境已被嚴(yán)重破壞的事實(shí)。大量的煤礦等資源被過度的開采，并在不當(dāng)?shù)拈_采、加工、利用過程中對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生了明顯的生態(tài)破壞，現(xiàn)已成為管理部門及學(xué)者重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。植物作為自然界物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵組分，且部分植物具有較高的吸收并積累污染物的能力，使其成為礦區(qū)土壤修復(fù)研究的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。馬尾松(Pinus massoniana)作為我國南方森林生態(tài)系統(tǒng)中的主要植被類型，其獨(dú)

2、特的生物耐性使其成為荒山造林及礦山植被恢復(fù)等的優(yōu)勢先鋒物種，研究馬尾松對(duì)煤矸石堆場污染物遷移中的生態(tài)功能，具有重要意義。
　　本論文在對(duì)煤矸石堆場及周邊環(huán)境污染狀況進(jìn)行調(diào)查的基礎(chǔ)上，分析了影響煤矸石堆場周邊環(huán)境的主要污染物，進(jìn)一步研究了煤矸石堆場上生長的馬尾松對(duì)主要污染物的吸收與累積效應(yīng)，深入分析了馬尾松根系對(duì)煤矸石中Fe、Mn遷移的影響，通過野外采集馬尾松根際土壤、根際土壤溶液及煤矸石堆場滲透水，結(jié)合盆栽試驗(yàn)、模擬淋溶試驗(yàn)，利用

3、原子吸收光譜儀、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀、高效液相色譜儀、X射線衍射儀等，測定了煤矸石、水、植物中Fe、M n、有機(jī)酸等含量，同時(shí)對(duì)煤矸石中不同形態(tài)的Fe、Mn進(jìn)行了測定分析，探討了馬尾松生長對(duì)煤矸石—水—植物系統(tǒng)中Fe、Mn的遷移特性，及馬尾松生長對(duì)煤矸石中Fe、Mn向水體遷移的調(diào)控作用，主要得出以下結(jié)論：
　　(1)煤矸石堆場周邊地表水體受堆場排水影響，出現(xiàn)了Fe、M n等大部分離子含量明顯超過自然水體的現(xiàn)象，其中Mn含量達(dá)到了

4、8.78～34.47 mg/L，是“集中式生活飲用水地表水源地標(biāo)準(zhǔn)”限值的88～345倍。而堆場周邊土壤也出現(xiàn)了明顯的Fe、Mn累積現(xiàn)象，其中Mn的含量可達(dá)226～1039 mg/kg，其累積指數(shù)達(dá)2.77，產(chǎn)生了明顯的累積現(xiàn)象。
　　(2)馬尾松對(duì)Fe、Mn元素有一定的累積作用，尤其對(duì)M n有明顯的累積效果，其枯葉Mn含量可達(dá)1477～2352 mg/k g，富集系數(shù)達(dá)到了9.02。馬尾松通過根系分泌物、根系吸收及葉片累積等作用

5、，使在煤矸石堆場上生長的馬尾松根際土壤溶液的Fe、Mn含量明顯低于非根際土壤溶液；且使在盆栽條件下，有馬尾松生長的盆栽滲透水中Fe、Mn的含量明顯比沒有馬尾松生長的盆栽滲透水減少，其中Mn的減幅可達(dá)23.50～93.27％。因此，馬尾松生長對(duì)減少煤矸石中Mn向水體的遷移有明顯作用。
　　(3)煤矸石堆場上生長的馬尾松根際土總有機(jī)酸含量為0.34～0.66 mmo l/k g，低分子有機(jī)酸及富里酸能增加煤矸石中Fe、Mn的溶出，且隨

6、著有機(jī)酸濃度增加溶出量明顯增多，當(dāng)有機(jī)酸濃度從0.5 mmo l/L增加到25 mmo l/L時(shí)，浸出液M n的濃度增加了1.11～2.32倍。不同類型的有機(jī)酸對(duì)煤矸石中Fe、M n的溶出有較大差異，其中草酸對(duì)Fe的溶出作用較大，其次為檸檬酸、酒石酸、蘋果酸，富里酸對(duì)Fe的溶出作用較??；但富里酸對(duì)Mn的溶出作用較強(qiáng)，其次是草酸，檸檬酸、酒石酸及蘋果酸對(duì)Mn的溶出作用相對(duì)較小。
　　(4)有機(jī)酸能增加煤矸石中M n的水溶態(tài)、可交換態(tài)

7、、無定形鐵氧化態(tài)的含量，且隨著有機(jī)酸濃度的提高而增強(qiáng)；其中草酸淋溶能明顯增加Mn的可交換態(tài)、無定形鐵氧化態(tài)含量，增幅分別達(dá)30%、11%；而富里酸則能進(jìn)一步增加M n的可交換態(tài)含量，增幅達(dá)140%，明顯增加了煤矸石中Mn的有效性及活力。
　　(5)環(huán)境因子的變化對(duì)煤矸石中Fe、M n溶出也產(chǎn)生明顯的影響。隨著溫度的增加，各處理淋出液Fe、Mn等含量出現(xiàn)不同程度的增加，含水量的增加也能促進(jìn)煤矸石Fe、Mn的釋放。而交替式的增溫降溫處