鉛鋅尾礦砂污染對(duì)不同土地利用類型土壤性質(zhì)的影響——以廣西思的村為例.pdf

1、礦山開(kāi)采尤其是礦山尾砂庫(kù)垮壩對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境造成的破壞十分明顯,會(huì)導(dǎo)致大面積土地受到污染,土壤重金屬含量劇增,土壤酸化明顯,土壤板結(jié)嚴(yán)重。本課題研究區(qū)位于廣西陽(yáng)朔縣興坪鎮(zhèn)思的村,20世紀(jì)70年代的一次強(qiáng)降雨引起坐落于思的村東北方向的鉛鋅礦尾礦砂壩坍塌,造成大面積農(nóng)田污染。本文通過(guò)研究因尾礦砂引起的重金屬污染在不同土地利用類型下對(duì)研究區(qū)土壤性質(zhì)、微生物群落結(jié)構(gòu)和功能多樣性及土壤酶活性的影響,為當(dāng)?shù)赝寥佬迯?fù)提供相應(yīng)的科學(xué)依據(jù)。
　　本試

2、驗(yàn)采集了污染區(qū)耕作層(0~20cm)土樣33個(gè),其中土玉米地土樣12個(gè),柑橘園土樣9個(gè),水稻田土樣12個(gè)。通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)分析了土壤理化性質(zhì)(有機(jī)碳、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀、陽(yáng)離子交換量、碳氮比、pH值),土壤重金屬污染物(鉛、鋅、銅、鎘全量和有效態(tài)),土壤微生物量碳、微生物量氮,土壤細(xì)菌、真菌、放線菌群落數(shù)量,土壤微生物碳源代謝能力和群落功能多樣性,土壤酶活性(脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、纖維素酶、蛋白酶)指標(biāo)。
　　運(yùn)用典范對(duì)

3、應(yīng)分析(canonical correspondence analysis,CCA)研究了重金屬污染與土壤理化性質(zhì)之間的關(guān)系。CCA分析結(jié)果表明:研究區(qū)污染物以鉛、鋅、鎘為主,在三種農(nóng)田土地利用類型中,水稻田受重金屬污染最為嚴(yán)重,水稻田中的全量鉛、全量鋅、全量銅、全量鎘均值高達(dá)1132.31 mg/kg、1829.17 mg/kg、130.21 mg/kg和45.47 mg/kg,分別是《國(guó)家食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》的14.16

4、、9.15、2.61、151.57倍,其中鎘超標(biāo)最為嚴(yán)重,是造成農(nóng)作物安全和影響人類健康的重要風(fēng)險(xiǎn)物。重金屬污染引起的酸化效應(yīng)在供試土壤中不明顯,受尾礦砂顆粒和土地利用類型的影響,pH值與重金屬并沒(méi)有表現(xiàn)出顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,有機(jī)碳和全氮總體上仍與重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持正相關(guān)關(guān)系,受污染最嚴(yán)重的水稻田,有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.14g/kg,全氮為0.86g/kg,較之其他兩種土地利用類型要高。隨重金屬污染的加劇,土壤陽(yáng)離子交換量減少,堿解氮、速

5、效磷、速效鉀受重金屬污染影響不明顯。
　　BIOLOG-ECO板結(jié)合主成分分析發(fā)現(xiàn),水稻田中微生物群落對(duì)單一碳源的代謝能力較之玉米地和柑橘園受抑制作用更強(qiáng),水稻土中微生物的代謝特征卻與玉米地和柑橘園中明顯不同,起分異作用的主要碳源是糖類、氨基酸類和酸類。長(zhǎng)期的重金屬污染使得微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)都發(fā)生了改變,水稻土中,真菌、細(xì)菌、放線菌的數(shù)量相比其他兩種土地利用類型要低,但真菌/細(xì)菌的比值相比其他兩種土地利用類型更高。重度污染的水稻

6、土中出現(xiàn)了明顯的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌種群紅平紅球菌,該菌能有效釋放土壤硫元素,從而加速水稻土中重金屬的生物毒性。過(guò)量的土壤重金屬污染物影響了微生物數(shù)量、活性和種群結(jié)構(gòu),使得水稻土中微生物量碳及微生物量商較之玉米地和柑橘園都更低,從而影響了有機(jī)質(zhì)和總氮的礦化過(guò)程和形態(tài)轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致土壤中有機(jī)質(zhì)和總氮的積累。
　　運(yùn)用通徑分析結(jié)合土壤總體酶活性指標(biāo)分析發(fā)現(xiàn),鉛、鋅、銅、鎘復(fù)合污染抑制了土壤脲酶、蔗糖酶、纖維素酶活性,而刺激了土壤蛋白酶活性。種植玉米能

7、有效緩解土壤重金屬污染物的毒性,使玉米地中土壤酶活性綜合指數(shù)最大,達(dá)到5.502。水稻田受重金屬污染最為嚴(yán)重,土壤酶活性綜合指數(shù)最小,數(shù)值為4.345。土壤酶活性還與土壤理化性質(zhì)、土地利用、施肥管理等人為干擾有關(guān),影響土壤酶活性變化的因素較多。
　　綜上所述,不同土地利用類型土壤受鉛鋅尾礦砂壩坍塌而造成的重金屬污染程度不同,水稻田較之玉米地和柑橘園其重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)更高,從而迫使土壤微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,群落數(shù)量相對(duì)減少,微生