錳礦區(qū)尾礦壩及錳鎘復(fù)合污染對(duì)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(yán)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(yàn)，對(duì)尾礦壩污染土壤的毒性進(jìn)行診斷，并就錳鎘及復(fù)合污染對(duì)高等植物的生理生態(tài)毒性進(jìn)行了研究，為重金屬污染土壤的評(píng)價(jià)、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(zhǎng)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(yuǎn)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(yàn)看，全州尾礦壩土壤Cd的TCLP、SPLP提取量超過國際標(biāo)準(zhǔn)值（<0.5 mg·kg-1）,該土壤受Cd污染嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)較大。 （3）全州尾礦壩土壤和板蘇礦區(qū)一次洗礦點(diǎn)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(duì)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(diǎn)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(rèn)為是該區(qū)的主要污染元素。 （4）從長(zhǎng)期栽培試驗(yàn)結(jié)果看，全州尾礦壩污染土壤處理和板蘇一次洗礦點(diǎn)污染土壤對(duì)甘蔗和玉米生長(zhǎng)產(chǎn)生刺激作用，但板蘇錳礦區(qū)二次洗礦點(diǎn)污染土壤使作物生長(zhǎng)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(xì)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(duì)作物生長(zhǎng)有一定的毒害作用。 （5）污染土壤經(jīng)過長(zhǎng)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(zhǎng)

5、抑制率比種子發(fā)芽抑制率更能準(zhǔn)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(zhǎng)受抑制更明顯。豇豆和紫花苜蓿對(duì)Mn污染的耐受性比大白菜和萵筍要強(qiáng)。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(zhǎng)急性毒性試驗(yàn)，研究Mn、Cd單一及復(fù)合污染對(duì)豇豆生長(zhǎng)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(duì)豇豆生長(zhǎng)有明顯抑制作用，其中以單一Cd污染抑制效應(yīng)最強(qiáng)，Mn－Cd復(fù)合污染次之，單一Mn污染抑制

6、作用最小。Mn對(duì)豇豆生長(zhǎng)的影響呈低促高抑現(xiàn)象。豇豆的多項(xiàng)生理指標(biāo)（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(duì)Mn的吸收，但促進(jìn)了對(duì)Cd的吸收。Mn、Cd共存時(shí)，Mn、Cd進(jìn)入植物體內(nèi)存在競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。 （8）針對(duì)廣西錳礦區(qū)尾礦壩土壤的污染特點(diǎn)，宜先平整土地、改良土壤肥力和調(diào)節(jié)土壤酸堿度。對(duì)生物可利用性低的尾礦壩土壤運(yùn)用植物