錳礦區(qū)尾礦壩及錳鎘復(fù)合污染對植物的生態(tài)毒理學(xué)研究.pdf

1、隨著錳礦的開發(fā)利用，尾礦及污染土壤大量產(chǎn)生。尾礦壩作為嚴重的污染源導(dǎo)致礦區(qū)生態(tài)環(huán)境遭受破壞。本文通過廣西全州、板蘇錳礦區(qū)尾礦壩土壤中重金屬的含量和賦存形態(tài)分析，結(jié)合室內(nèi)栽培試驗，對尾礦壩污染土壤的毒性進行診斷，并就錳鎘及復(fù)合污染對高等植物的生理生態(tài)毒性進行了研究，為重金屬污染土壤的評價、治理和修復(fù)提供理論依據(jù)和技術(shù)措施。本論文主要研究結(jié)果如下： （1）錳礦區(qū)尾礦壩土壤理化性質(zhì)差，養(yǎng)分缺乏，不利于植物生長和植被恢復(fù)。土壤中6種重

2、金屬元素（Mn，Cd，Cu，Pb，Zn，Cr）含量遠高于廣西土壤背景值和全國背景值，其中Mn、Cd的含量很高，Zn超過污染警戒值。 （2）從土壤浸出毒性試驗看，全州尾礦壩土壤Cd的TCLP、SPLP提取量超過國際標準值（<0.5 mg·kg-1）,該土壤受Cd污染嚴重，生態(tài)環(huán)境風險較大。 （3）全州尾礦壩土壤和板蘇礦區(qū)一次洗礦點土壤的Mn、Cd和Cu主要以潛在可利用態(tài)的形式存在（>50％），Zn、Pb和Cr則主要以不

3、可利用態(tài)的形式存在（>50％）。Mn、Cd和Cu元素對該區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響較大。板蘇礦區(qū)二次洗礦點土壤除Mn和Cd以外，其余重金屬元素均以不可利用態(tài)的形式存在（>70％），Mn和Cd可認為是該區(qū)的主要污染元素。 （4）從長期栽培試驗結(jié)果看，全州尾礦壩污染土壤處理和板蘇一次洗礦點污染土壤對甘蔗和玉米生長產(chǎn)生刺激作用，但板蘇錳礦區(qū)二次洗礦點污染土壤使作物生長受阻效果明顯，玉米干物質(zhì)總量下降31％。錳尾礦壩土壤處理的作物葉片葉綠素

4、含量降低，光合作用受影響；SOD、POD和CAT活性失衡，MDA含量上升，導(dǎo)致細胞質(zhì)膜過氧化，膜系統(tǒng)穩(wěn)定性下降。錳礦區(qū)尾礦壩土壤對作物生長有一定的毒害作用。 （5）污染土壤經(jīng)過長期栽培甘蔗后，重金屬含量有一定的降低，重金屬的形態(tài)分布也有改變。不同重金屬在植物體內(nèi)的分布、遷移規(guī)律存在差異。植物不同組織的重金屬富集量差異也較大。 （6）以大白菜、萵筍、豇豆和紫花苜蓿種子為材料診斷Mn、Cd及復(fù)合污染的生態(tài)毒性，發(fā)現(xiàn)根伸長

5、抑制率比種子發(fā)芽抑制率更能準確反映重金屬的毒理效應(yīng)。Cd的植物毒性比Mn大，作物根伸長受抑制更明顯。豇豆和紫花苜蓿對Mn污染的耐受性比大白菜和萵筍要強。Mn、Cd復(fù)合污染主要表現(xiàn)為拮抗作用。 （7）以豇豆為材料，通過陸生植物生長急性毒性試驗，研究Mn、Cd單一及復(fù)合污染對豇豆生長和抗氧化酶系統(tǒng)的影響。結(jié)果表明：Mn、Cd及復(fù)合污染對豇豆生長有明顯抑制作用，其中以單一Cd污染抑制效應(yīng)最強，Mn－Cd復(fù)合污染次之，單一Mn污染抑制

6、作用最小。Mn對豇豆生長的影響呈低促高抑現(xiàn)象。豇豆的多項生理指標（如株高、MDA含量和POD活性）表明Mn、Cd在植物體內(nèi)的互交作用主要表現(xiàn)為拮抗效應(yīng)。在豇豆體內(nèi)Mn比Cd更容易轉(zhuǎn)移。Mn－Cd復(fù)合污染處理削減了豇豆對Mn的吸收，但促進了對Cd的吸收。Mn、Cd共存時，Mn、Cd進入植物體內(nèi)存在競爭機制。 （8）針對廣西錳礦區(qū)尾礦壩土壤的污染特點，宜先平整土地、改良土壤肥力和調(diào)節(jié)土壤酸堿度。對生物可利用性低的尾礦壩土壤運用植物