海南超積累植物的篩選及機(jī)理探討.pdf

1、本研究的主要結(jié)果總結(jié)如下： 1昌江鐵礦尾礦庫各重金屬含量均較高；就全量而言，三個采樣點(diǎn)的污染土壤中都是全量Fe含量處于最高，Mn其次，Hg最低。Cu-Co除Cr、Mn、Fe較低外，其他元素均比Fe1和Fe3含量高，F(xiàn)e1中Mn、Fe、Cr最高，各金屬全量均超出該地區(qū)土壤背景值的標(biāo)準(zhǔn)。土壤pH降低，土壤有效態(tài)金屬含量增加。Fe1、Cu-Co、Fe3的綜合污染指數(shù)分別為3.1、4.3、11.0，三個尾礦庫達(dá)到重度污染的元素分別是Cd

2、和Fe。鐵尾礦庫區(qū)內(nèi)植物種類總體上來看較為稀少，其中香蒲和水竹是該地區(qū)優(yōu)勢植物，生長茂盛。Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Cd含量最高的植物分別是假敗醬、水蓼、木藍(lán)、假敗醬、合、香蒲(只討論地上部分)，普遍植物根系含量高于地上部分。不同植物不同尾礦庫含量差異較大。 2昌化大嶺尾礦庫Pb和Zn含量分別高達(dá)7600mg/kg和4535mg/kg，是周邊土壤的11.3倍和24.5倍。鉛、鋅Pi值分別為21.7和15.1，該處重金屬含量均

3、達(dá)到重度污染，周邊土壤Pb含量也較高，這與該地區(qū)土壤母質(zhì)有關(guān)。該地區(qū)植物類型主要是矮灌木叢，這是由于植物長期生存選擇的結(jié)果。其中定居在礦區(qū)山上的植物主要有雀賢樹、野香茅、老人皮、坡柳、谷木疾未知名的喬木；在尾礦庫生長的植物主要有飛機(jī)草、黃荊、假敗醬、龍珠果、大多為一年生植物。對Pb而言，雀賢樹Pb含量高達(dá)556.1mg/kg，其次為龍珠果，最低的是白曼陀羅，而Zn含量最高的是白曼陀羅，其次為飛機(jī)草，含量最低的是老人皮。雖然礦區(qū)植物重金屬

4、含量相對較高，但與土壤含量相比，富集系數(shù)均小于1,與超積累植物的標(biāo)準(zhǔn)相比還存在一定的距離。雖然為達(dá)到重金屬超積累植物的標(biāo)準(zhǔn)，但選擇雀賢樹和白曼陀羅作為該地區(qū)土壤修復(fù)的先鋒植物是有一定的可取價值。 3樂東石門山尾礦庫Pb和zn含量分別為457mg/kg和174mg/kg，是周邊土壤的2.4倍和11.6倍。鉛、鋅Pi值分別為1.3和0.6，礦區(qū)生物多樣性復(fù)雜，植物生長茂盛，其中有高大的喬木，層次較矮的灌木叢和一些雜草，其中雀賢樹Pb

5、含量處于最高，最低為貓未木，但總體而言，Pb含量都較低，Zn最高的是黃花穗，最低為破布葉。該地區(qū)植物生長較好，但重金屬含量與昌化大嶺相比卻非常低，研究超積累植物的篩選價值不大。 4香蒲根系重金屬含量均高于地上部分含量，且地上部分積累量均不符合超積累臨界值的標(biāo)準(zhǔn)。不同重金屬不同處理下，香蒲的生長表現(xiàn)出很大的差異。當(dāng)Cu、Mn、Pb、Zn分別達(dá)到800mg/kg、8000mg/kg、1000mg/kg和8000mg/kg時，植株葉片

6、普遍出現(xiàn)毒害，當(dāng)濃度分別達(dá)到1500mg/kg、12000mg/kg、1500mg/kg和10000mg/kg時，三十天后普遍死亡5不同Cu濃度處理下，水蓼的生長表現(xiàn)出很大的差異；水蓼根Cu含量均大于地上部分，轉(zhuǎn)移系數(shù)小于1。隨著處理濃度的增加,水蓼根部積累量迅速上升，而莖、葉含量在處理濃度。0-200mg/kg下變化不大，在200-600mg/kg下各部分含量均隨處理濃度的增大而增加，當(dāng)處理濃度在600mg/kg-1000mg&g時，

7、葉片和莖干重金屬含量均下降。 6雜草對Cu、Zn、Pb的反應(yīng)非常靈敏，當(dāng)Cu、Zn、Pb處理分別達(dá)到800mg/kg、500mg/kg和5000mg/kg時，植株死亡。 7五指山野菜在Cd各處理下富集系數(shù)均大于1；當(dāng)土壤中處理濃度為50mg/kg時，植物根、莖和葉含量分別高達(dá)159.37mg/kg、177.31mg/kg和144.63mg/kg，且轉(zhuǎn)移系數(shù)為1.06，超過超積累植物臨界值，即莖葉含量均超過100mg/kg

8、(以干重計(jì))；當(dāng)隨處理濃度為400時，植物根、莖和葉含量分別高達(dá)6566.00mg/kg、948.46mg/kg和520.39mg/kg；隨著處理濃度的增加，轉(zhuǎn)移系數(shù)逐漸降低，富集系數(shù)逐漸增大，當(dāng)處理濃度為800mg/kg時，植株出現(xiàn)死亡。結(jié)果表明，處理濃度為50mg/kg時，五指山野菜莖葉含量超過超積累植物臨界值，符合超積累植物的標(biāo)準(zhǔn)，是Cd超積累植物。 8劍麻種植于為礦砂上，其中較高的是Mn，F(xiàn)e和Zn，H.11648在Fe

9、3下的含量可達(dá)2294.56mg/kg，而Hg和As含量最低，H.11648中CK下Hg含量最低為0.010mg/kg。各處理下兩品種吸收各重金屬的量依次Mn、Fe、Zn最高，Pb、Ni、Cu其次，Co、Cr、As、Hg最低；H.11648和毛里求斯比較，CK下H.11648中Mn、Pb、Ni、Co、Hg、As比毛里求斯低，其他元素均比其高，F(xiàn)e1下H.11648中Zn、Mn、Co、Hg、As比毛里求斯低，其余均高，F(xiàn)e3下Ca、Pb、

10、Ni、Cr、As幾種元素在H.11648中含量比在毛里求斯中含量低，Hg相同，其余的都比其高。通過劍麻對各種重金屬的吸收和固定，使得尾礦庫中各種有效態(tài)金屬含量大大降低，可使隨水體流失的金屬離子減少，對周邊土壤和水環(huán)境造成的壓力得到減緩。 9隨處理濃度的增加，五指山野菜葉片中細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞壁和細(xì)胞器中結(jié)合的Cd含量均增加；在0mg/kg到50mg/kg處理下，根部和地上部分細(xì)胞質(zhì)含量占三者最高，但100mg/kg到400mg/kg處

11、理下細(xì)胞壁占的比例最大，細(xì)胞器含量總是處于最低。Cd在五指山野菜體內(nèi)主要以水溶性有機(jī)酸鹽，重金屬的一代磷酸鹽[M(H2PO4)2]、果膠酸鹽、與蛋白質(zhì)結(jié)合態(tài)或呈吸附態(tài)的重金屬、草酸鹽和二代磷酸鹽(MHPO4)、正磷酸鹽[M3(PO4)2]等形式存在，而以硝酸鹽、氯化物為主的無機(jī)鹽及氨基酸鹽存在非常少。 10隨著Cd處理濃度的增加，五指山野菜生物量有所下降，在CK-T2下可溶性蛋白隨著處理濃度的增加而增加，T2以后隨著處理濃度的增