（生态学专业论文）福建金属矿区植物对重金属的富集效果研究.pdf

独创性声明 本人声明，所呈交的学位( 毕业) 论文，是本人在指导教师的指导下独 立完成的研究成果，并且是自己撰写的。尽我所知，除了文中作了标注和致 谢中已作了答谢的地方外，论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果。 与我一同对本研究做出贡献的同志，都在论文中作了明确的说明并表示了谢 意，如被查有侵犯他人知识产权的行为，由本人承担应有的责任。 学位( 毕业) 论文作者亲笔签名：群u日期：7 刃矿争 论文使用授权的说明 本人完全了解福建农林大学有关保留、使用学位( 毕业) 论文的规定，即学 校有权送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或 部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 保密，在年后解密可适用本授权书。 口 不保密，本论文属于不保密。 口 学位( 毕业) 论文作者亲笔签名：互喾血j 日期： 砌孑争 将教师亲笔虢3 壮 晚脚争 福建农林大学2 0 0 8 届硕士研究生论文 福建金属矿区植物对重金属的富集效果研究 摘要 重金属污染不仅引起土壤质量退化，降低农产品品质和产量，而且还通过食物链等途径 危及人类健康，由于重金属污染具有隐蔽性、长期性、累积性、不可逆性的特点，导致重金 属污染治理困难，因此重金属污染的治理已成为当前环境科学界急需解决的重大课题。目前 传统的重金属污染治理方法存在着修复成本高、需要打扰土壤结构、只能小面积污染治理等 不足。在这种背景下对环境扰动少、修复成本低且能大面积推广的重金属污染植物修复技术 应运而生，为重金属污染治理提供了新途径，具有广阔的应用前景。但植物修复技术应用的 前提是要筛选出重金属超富集植物，由于目前缺乏这方面的研究，国内发现的重金属超富集 植物比较少，极大地限制了重金属污染植物修复技术的应用。 有鉴于此，本研究为筛选出供植物修复技术应用的重金属富集植物，在对福建金属矿区 进行全面踏查基础上，选取福建主要金属矿区的大田铅锌矿、龙岩铁锰矿、连城铅锌矿、连 城锰矿、尤溪铅锌矿、尤溪铅锌冶炼厂为调查对象，通过对这些矿区的全面调查，掌握福建 主要金属矿区的重金属污染状况，采集在重金属污染严重的尾矿库、生产车间附近、污水排 水沟及其矿区周围地区生长的植物，带回室内进行重金属分析，由此比较福建金属矿区植物 对不同重金属的富集效果，进而筛选出重金属超富集植物。同时测定不同矿区土壤重金属浸 提剂提取有效态量的差异，揭示植物地上部分重金属富集量与浸提剂提取有效态量的相关 性，为重金属污染植物修复技术的应用及矿区环境风险评估提供科学依据。研究的主要结论 如下： 1 福建金属矿区土壤中均存在严重的的重金属污染，不同金属矿区土壤中m n 、z n 、 p b 和c d 已经达到很高的含量，最高含量分别达到2 0 0 0 0 4 5 6m g k 一、2 4 7 1 7 0 5m g k 9 1 、。 3 0 4 3 1 8 6m g k f l 和4 3 8 2 8m g k 9 1 。土壤中重金属含量均是当地对照土壤的几十倍甚至上百 倍。 2 n l n e m e r o w 综合污染指数评价福建金属矿区的污染现状，结果表明：被调查的六个 金属矿区z n 、p b 和c d 的单项污染指数均远超过了l ，受到单项重金属污染；n l n e m e r o w 综合污染指数超过了3 ，表明福建不同矿区土壤遭到严重的m n 、z n 、p b 和c d 污染，其污 染程度表现为：尤溪铅锌冶炼厂 大田铅锌矿 连城铅锌矿 尤溪铅锌矿 连城锰矿 龙岩铁锰 矿 3 福建金属矿区植物对重金属的富集效果研究 3 潜在生态风险指数法评价福建金属矿区重金属污染的生态风险，结果表明：单个重 金属的潜在生态富集系数c y 均大于6 ，c d 、z n 、p b 的单个重金属污染均已达到极强程度， 其中c d 污染最为严重；以福建金属矿区土壤单个重金属的潜在生态危害参数来评价重金属 污染物的生态风险影响程度，结果为：c d p b z n ，其中c d 属于极强污染。 4 在重金属含量较高的采矿点、生产车间、尾矿库、沉淀池及其附近共采集植物2 3 科5 8 种。植物地上部分p b 绝对含量超过重金属超富集植物临界值1 0 0 0n a g k g 1 的植物有笔 管草( e q u i s e t u mr a m o s i s s i m u md e s f s u b s p d e b i l e ) 、五节芒( m i s e a n t h u ss i n e n s i s ) 、柳叶 箬( i s a c h n eg l o b o s a ( t h u n b ) k u n t z e ) ，柳叶箬属于p b 重金属超富集植物。一年蓬( e r i g e r o n a r l n l z u s ( l i m a ) p e r s ) 的地上部分c d 含量达到了1 1 9 5 1n a g l 嘻1 ，且转运系数为1 3 ，符合重 金属超富集植物的筛选标准，可以用来修复c d 污染严重的土壤。 5 对植物的聚类分析表明：葛藤( r a d i xp u e r a r i a e ) 、短叶水蜈蚣( k y l l i n g ab r e v i t o l i a ) 、 笔管草、五节芒、柳叶箬、一年蓬、白背叶( m a l l o t u sa p e l t a ( l o u r ) m u e h - a r g ) 、乌 蕨( s t e n o l o m ac h u s a n u m ) 、千金子( b o c h l o ed a c t y l o i d e s ) 、二歧飘拂草( e i m b r i s t y l i s d i c h o t o m a ) 、狗娃花( h e t e r o p a p p u sh i s p i d u s ) 等可归为一类，具有较强的重金属富集积累 能力；其中五节芒和笔管草虽然达不到超富集植物的筛选标准，由于其生物量较大，仍可以 用于污染较重的土壤的修复。细柄草( c a p i l l i p e d i u mp a r r i f l o r u m ) 、红尾翎( c a p i l l i p e d i u m p a r r i f l o r u m ) 、马松子( m e l o c h i ac o r c h r j f o l i a ) 、龙葵( s o l a r i u ma m e r i c a n u m ) 、柔枝莠竹 ( m i e r o c t e g i u mv i m i n e u m ) 、肖梵天花( u r n a i o b a x a ) 可各自归为一类，可考虑用于重金属 污染较轻土壤的修复。白背叶对m i l 、c d 、z n 、p b 均有较大的地上部分富集量，地上部分p b 含量达到了9 3 5 2 4n a g k g 1 ，接近了超富集植物的临界值，c d 含量为7 3 1 7n a g k g - 1 ，按照 w e n z e l 等提出的c d 超富集植物的新标准，这一含量超过了临界值标准，由于白背叶的生物 量很大，因此可以用来修复受重金属复合污染的土壤。 6 用h c l 、d t p a 两种浸提剂提取土壤中重金属有效态结果表明：不同浸提剂提取出的 有效态量间存在明显差异。h c l 浸提剂比d t p a 浸提剂更适合福建金属矿区土壤重金属有效 态的提取，这两种浸提剂提取出的p b 的有效态量与土壤中的全量均呈显著相关；h c l 浸提 剂提取出z n 的有效态量与土壤中全量呈显著相关；d t p a 提取出的有效态量则与土壤z n 全 量的相关性不明显。两种浸提剂提取出的l h l 有效态量并不与土壤中全量相关。h c l 提取 态p b 与土壤p b 全量相关性最好，z n 次之，最差。h c i 提取出的z n 、有效态量呈极显 著相关，其余重金属间的有效态量无显著相关性 7 。大部分植物地上部分重金属含量与h c l 提取的土壤有效态量之间存在显著相关性， 4 福建农林大学2 0 0 8 届硕士研究生论文 而与土壤重金属全量之间不存在相关性。只有笔管草、葛藤、千金子、白背叶4 种植物地上 部分p b 富集量与土壤中p b 全量之间存在显著相关；只有白背叶地上部分z n 与土壤的z n 全量之间存在显著相关，其余均不相关； 1 7 种植物地上部分的富集量与土壤的全量 不存在相关性。 关键诃：金属矿区：重金属；超富集植物；富集效果；有效态；浸提剂 主题词：金属矿区；超富集植物；修复技术；富集效果；有效态；浸提剂 s t u d y o ne f f e c t so fh e a v ym e t a le n r i c h m e n to fp l a n t s i nf u ji a nm e t a l m i n e s t h eh e a v ym e t a lp o l l u t i o nn o to n l yc a u s e st h es o i lq u a l i t yt od e g e n e r a t e ，r e d u c e st h e a g r i c u l t u r a lp r o d u c tq u a l i t ya n dt h eo u t p u t , a l s oe n d a n g e r st h ea n i m a la n dt h eh u m a nh e a l t hb yt h e w a yo fi m m e d i a t ec o n t a c t , f o o dc l 扭i l l w h a ti sm o r es e r i o u si st h ev i r u l e n th e a v ym e t a lh a st h e c o n f i d e n t i a l i t y , t h el o n g - t e r mc h a r a c t e r i s t i ci ns o i ls y s t e mp o l l u t i o np r o c e s s , t h ea c c u m u l a t i o n , t h e i r r e v e r s i b i l i t ya n dt h er e g i o nd i f f e r e n tc h a r a c t e r i s t i c ，a tp r e s e n tt h et r a d i t i o n a lh e a v ym e t a l p o l l u t i o nt r e a t i n gm e t h o di n v e s t m e n ti se x p e n s i v e ，t h er e p a i rc o s ti se x t r e m e l yh i g h , w h i c hn e e d s t od i s t u r bt h es o i ls t r u c t u r e ，c a nt r e a t so n l yt h es m a l lp o l l u t i o na r e a s ，a n dt h e r ea r ev e r yd i f f i c u l ti n b i ga r e a sp r o m o t i o na p p l i c a t i o mu n d e rt h i ss i t u a t i o n , i nr e c e n ty e a r sp h y t o r e m e d i a t i o nt e c h n o l o g y a r i s i n ga tt h eh i s t o r i cm o m e n tw h i c ht h er e p a i rc o s ti sl o wc o u l da p p l yt h eb i ga r e a s ，a n dp r o v i d e t h en e ww a yf o rt h eh e a v ym e t a lp o l l u t i o nt r e a t m e n t , t h e r ei sab r o a da p p l y h a gp r o s p e c t t h ep r e r e q u i s i t ew h i c ha p p l y i n gp h y t o r e m e d i a t i o nt e c h n o l o g yo fs o i l sc o n t a m i n a t e db y h e a v ym e t a l si st os c r e e nh y p e t a c c u m u l a t o r s ，b u tt h ec u r r e n td o m e s t i ch y p e r a c 宅u m u i a t o r sa r e 嘲 w h i c hg r e a t l yr e s u i c t sp h y t o r e m e d i a t i o nt e c h n o l o g ya p p l i c a t i o n s ， b a s e do nac o m p r e h e n s i v ei n v e s t i g a t i o na b o u tt h eh e a v ym e t a lp o l l u t i o no ff u j i a nm e t a l m i n e s ，d a t i a np b - z no r e ) f e ，m no r ei nl o n g y a n , l i a n c h e n gp b - z no r e ，l i a n c h e n gm no r e ，y o u x i p b - z no r e ，y o u x ip b ，z ns m e l t e rw u 翻r os e l e c t e d 舔t h es u r v e yo 场e c t s ，m a s t e r i n gp o l l u t i o no ft h e h e a v ym e t a lb yc o m p r e h e n s i v ei n v e s t i g a t i o n ，t h ep l a n t sg r o w i n gt h eh e a v ym e t a lr a i l i n g s , n e a rt h e p r o d u c t i o nw o r k s h o p ，s e w a g ed r a i n sa n dt h es u r r o u n d i n g so ft h em i n e sw e r ec o l l e c t e d , t o 5 福建金属矿区植物对重金属的富集效果研究 r e s e a r c ht h ep l a n t so fh e a v ym e t a le n r i c h m e n tp l a n te f f e c tw h i c hg r o wi nf u j i a nm e t a lm i n o s , l a y i n gaf o u n d a t i o nf o r 犯规1 i n go u to fh y p e r a c c u m u l a t o r s a tt h em e a nr i m em e a s u r i n ga n d a n a l y s i n gt h et o t a la m o u n t so f p b , z n , c di nt h es o i l s , d t p a ，h c ie x t r a c tt h ee f f e c t i v e a m o u n t sa n dt h ec o r r e l a t i v eb e t w e e nt h et w o ，c o m p a r i n gt h ed i f f e r e n c ea m o n gf o u rk i n d so f e l e m e n t s d t p a ，h c ie x t r a c t i n g 嗽a n a l y s i n gt h ec o r r e l a t i v eb 毹3 v e e l lt h et h ee n r i c h m e n to f h e a v ym e t a l si nt h eu p - g r o n dp a r to fp l a n t sa n dt h ee f f e c t i v ea m o u n t se r t r a c t e db yt h ee x t r a c t a n t d t p a , h c i ，t op r o v i d i n ga i e n f i f i cb a s i sf o rs t u d y i n gt h ef o r mo fh e a v ym e t a l sa n da s s e s s i n g s o i le n v i r o n m e n t a lr i s ko f m i n o sa r e a s t h em a i nc o n c l u s i o n sa sf o l l o w ： 1 t h e r ew e r eo b v i o u sd i f f e r e n c e si nt h ec o n t e n to fh e a v ym e t a l sb e c a u s eo ft h eo r et y p e s a n dt h ed i f f e r e n ts a m p l i n gs i t e si nf u j i a no r e s , a n dt h eh e a v ym e t a lc o n t e n ti nt h eo r es o i l s w e r e r e l a t i v e l y1 1 i g ht h eh i g h e s tc o n t e n t so fm n , z n , p ba n dc do ft h em e t a lm i n es o i l s r e s p e c t i v e l yr e a c h2 0 0 0 0 4 5 6m g 培1 ，2 4 7 1 7 0 5m g k g 1 ，3 0 4 3 1 8 6m g 蟮1a n d4 3 8 2 8m g k g 1 ， w h i c hw e r e m o r el ot i m e st h es o i ls e v e r a lt i m e so re v e n1 0 0t i m e st h a nt h o s ei nc o n t r o ls o i l s 2 t h e r ew e r es e r i o u sh e a v ym e t a lp o l l u t i o no fs i n 酉ec o m p o u n dp o l l u t i o ni nf 吗i a nm e t a l m i n e s t h es i n g l ep o l l u t i o ni n d e xo fz n , p ba n dc do ft h es i xo r es o i l si n v e s t i g a t e dw e r em u c h m o r et h a n1 ，w h i c hi n d i c a t et h a tt h eh e a v ym e t a l sh a d 觚i m p a c to nt h eg r o w t ho fp l a n t s ； n l n e m e m wc o m p r e h e n s n ep o l l u t i o ni n d e xw e r em o r et h a n3 ，w h i c hi n d i c a t e dt h a tt h eo r es o i l s h a ds u f f e r e df r o mt h ez i l ，p ba n dc dp o l l u t i o n , a n dt h eo r d e ro ft h ep o l l u t i o nl e v e lw a s ：y o u x i s m e l t e r d a t i a np b - z no r e l i a n c h e n gp b - z no r e y o u x ip b - z no r e l i a n c h e n gm n f e ，m n o r ei nl o n g y a n 3 t h ep o t e n t i a le c o l o g i c a le n r i c h m e n tc o e f f i c i e n t so fs i n g l eh e a v ym e t a lm e a nv a l u ei na l l t h eo r ea r e a sr e a c h e dm o r et h a n6 ，w h i c hi n d i c a t e dt h a tc d , z n , t h ep bs i n g l eh e a v ym e t a l p o l l u t i o na c h i e v e dt h ee x t r e m e l yh i g hl e v e l ，a m o n gt h o s et h ec dp o l l u t i o nw a sm o s ts e r i o u s ，a n d t h e s em i n o s p o t e n t i a le c o l o g i c a lr i s kh a da c h i e v e dt h ev e r ys e r i o u sl e v e l , w h i c hh a da l r e a d y p o s e dt h es e r i o u st h r e a tt ot h ep l a n t sg r o wi nt h em i n e s ，i ts h o u l db ep a i dm o r eh i g h l ya t t e n t i o n 4 i nt h er e g i o n ss u c ha sm i n e ss p o t s , p r o d u c t i o nw o r k s h o p ，r a i l i n g s ，t h es e d i m e n t a t i o np o n d a n dt h en e a r b yr e g i o n sw h i c hw a st h eh i g hl e v e lo fh e a v ym e t a l ，w es e l e c t e d5 8k i n d so fp l a n t s a l t o g e t h e r , 2 3k i n d so fg r a m i n e a e , 1 1k i n d so fc o m p o s i t a e , 4k i n d so fo y p c r a c e a e ，2k i n d so f m a l v a c e a e ，t h e r ew e r ei s a c h n eg l o b o s a ( t h u n b ) k u n t z e ，f 叼u i s e t u mr a m o s i s s h n u md o s s u b s p d e b i l e ，m i s e a n t h u ss m e n s 扭w h o s eu p - g r o u n dp a r t s h e a v ym e t a la b s o l u t ec o n t e n t ss u r p a s s e dt h e 6 福建农林大学2 0 0 8 届硕士研究生论文 p bh y p e r a c c u m u l a t o r sc r i t i c a ls t a n d a r dv a l u eo f1 0 0 0m g 。k g i t h e s ep l a n t sn l i g h ta p p l yt or e p a i r t h es o i l sp o l l u t e db yh e a v ym e t a lp b 5 t h ec dc o n t e n to fu p - g r o u n dp a r t so fe r i g e r o n 铡础姻( z i n n ) p e r s a c h i e v e d1 1 9 5 1 m g k g 1 ，s u r p a s s e dc dh y p e r a c c u m u l a t o r sc r i t i c a ls t a n d a r d , a n di th a dt h es t r o n ga b i l i t yo f t r a n s p o r t a t i n gc o , t h et r a n s p o r t a t i o nc o e f f i c i e n ta c h i e v e di 3 ，w a st h eh y p e r a c c u m u l a t o ro fc d m a l l o t u sa p e l t a 锄堀) m u e l l - a r g h a dag r e a te n r i c h m e n to fm n , c o , z i l ，p b ，a n di tc o u l d a p p l yt or e p a i rs o i l sc o m p o u n dp o l l u t e db ys e v e r a lk i n d so f h e a v ym e t a l 6 i tw a sm o r es u i t a b l ef o rh c le x t r a c t i o na g e n tt h a nd t p ae x t r a c t i o na g e n ti ne x t r a c t i i l g h e a v ym e t a l si nf u j i a no r es o i l s ，t h ee f f e c t i v es t a t eo fp be x t r a c t e db yt h et w oe x t r a c t i o na g e n t s w a ss i g n i f i c a n t l yr e l a t e dt ot h et o t a la m o u n t si nt h es o i l s ，f o rz n , t h ea m o u n t so fe f f e c t i v es t a t eo f z ne x t r a c t e db yt h ee x t r a c t i o na g e n th c lw a s s i g n i f i c a n t l yr e l a t e dt ot h et o t a lm o u n t si nt h es o i l s ， b u tt h ee f f e c t i v es t a t eo fz ne x t r a c t e db yt h ee x t r a c t i o na g e n td t p aw a s n o ts i g n i f i c a n t l yr e l a t e d t ot h et o t a la m o u n t si nt h es o i l s ；f o rm 如t h ee f f e c t i v es t a t eo fm ne x t r a c t e db yt h et w o e x t r a c t i o n a g e n t sw a sn o ts i g n i f i c a n t l yr e l a t e dt ot h et o t a la m o u n t si nt h es o i l so fh e a v ym e t a l s 7 t h eh e a v ym e t a lc o n t e n t so ft h eu p - g r o u n dp a r t so fm o s to fp l a n t sw e r es i g n i f i c a n t c o r r e l a t i v et ot h ee f f e c t i v es t a t e se x t r a c t e db yt h ee x t r a c t i o na g e n t sh c i , w h i c hw e l - en o t s i 嘶f i c a n tc o r r e l a t i v et ot h et o t a la m o u n t si nt h es o i l s f o rp b ，t h eh e a v ym e t a lc o n t e n t so ft h e u p - g r o u n dp a r t so fo n l y4p l a n t sl i k em a l l o t u sa p e l t a 以勿识) m u e l l - a r g , p u e r a r i al o b a t a ( i f f l l d e n o w ) o h w i , b o c h i o ed a c t y l o i d e s , e q u i s e t u mr a m o s i s s i m u md e 艰s u b s p d e b i l ew 啦e s i g n i f i c a n tc o r r e l a t i v et oh et o t a la m o u n t si nt h es o i l s f o rz n , t h eh e a v ym e t a lc o n t e n t so ft h e u p - g r o u n dp a r t so fo n l ym a l l o t u sa p e l t a 锄纸) m u e l l - a r gw e r es i g n i f i c a n tc o r r e l a t i v et oh e t o t a la m o u n t si nt h es o i l s t h eh e a v ym e t a lc o n t e n t so ft h eu p - g r o u n dp a r t so ft h e1 7p l a n t sw e r e n o ts i g n i f i c a n tc o r r e l a t i v et ot h et o t a la m o u n t si nt h es o i l s k e yw o r d s ：m e t a lm i n e s ；h e a v ym e t a l ；h y p e r a c e u m u l a t o r ；, e n r i c h m e n te f f e c t ；e f f e c t i v es t a t e ； e x t r a c t i o na g e n t s u b j e c tw o r d s ：m e t a lm i n e s ；h y p e r a c c u m u l a t o r , p h y t o r e m e d i a t i o n ；e n r i c h m e n te f f e c t ；e f f e c t i v e s t a t e ；e x t r a c t i o na g e n t 7 福建金属矿区植物对重金属的富集效果研究 1 前言 随着城市化进程的加快、工业的迅猛发展尤其是采矿业的发展，大量未经处理的城市垃 圾、工业排放的废水及大气沉降物不断进入土壤，使环境中重金属污染日趋严重【l 】。据统计， 全世界每年平均排放h g 约1 1 5 万t 、p b 约5 0 0 万t 、c o 约3 4 0 万t 、n i 约1 0 0 万t 、m n 约 1 5 0 0 万p 目前我国受到重金属污染的耕地面积近2 0 0 0 万h m - 2 ，约占总耕地面积的l ，5 【3 】， 由此造成每年粮食减产1 0 0 0 多万t ，被重金属污染的粮食每年达到1 2 0 0 万t ，每年经济损失 至少2 0 0 亿元【4 l 。重金属污染影响农作物的生长，进而影响农产品的品质和产量，而且通 过食物链危害人体健康，最典型的例子就是日本由于汞污染引发的“水俣病”和由镉污染造 成的“骨痛病”1 5 6 。由于土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性、累积性、不可逆性的特点 7 4 1 ， 导致土壤重金属污染治理困难，因此重金属污染的治理已成为当前环境科学界急需解决的重 大课题。 长期以来国内外学者对重金属污染治理进行了大量研究，取得了一定的治理效果，但目 前传统的吸附固定法、络合浸提法、玻璃化法、土壤冲洗及电动修复等重金属治理方法投资 昂贵，修复成本极高，需要打扰土壤结构，只能小面积污染治理，很难大面积推广应用 9 1 。 在这种背景下近年来对环境扰动少、修复成本低且能大面积推广应用的重金属污染植物修复 技术应运而生，为重金属污染土壤的治理提供了新途径，具有广阔的应用前景i l o 】。但应用植 物修复技术治理重金属污染的前提就是要筛选出重金属超富集植物，但由于缺乏这方面的研 究，国内发现的重金属超富集植物比较少，极大地限制了重金属污染植物修复技术的应用。 大量研究表明：土壤中重金属全量并不能完全准确地反映重金属的毒性、危害程度及其被生 物吸收累积的难易程度，重金属的生物有效性和毒性与其形态、数量密切相关重金属有 效态通常可认为是植物可吸收利用的形态，但目前国内有关福建金属矿区土壤重金属有效态 方面的研究报道比较少 有鉴于此，本研究为筛选出可供植物修复技术应用的重金属富集植物，在对福建金属矿 区进行全面踏查的基础上，选取大田铅锌矿、龙岩铁锰矿、连城铅锌矿、连城锰矿、尤溪铅 锌矿、尤溪铅锌冶炼厂为调查对象，通过对这些矿区的全面调查，掌握福建主要金属矿区的 重金属污染状况。采集在重金属污染严重的尾矿库、生产车间附近、污水排水沟及其矿区周 围地区生长的植物，带回室内进行重金属分析，由此比较福建金属矿区植物对不同重金属的 富集效果，进而筛选出重金属超富集植物；同时测定不同矿区土壤重金属浸提剂提取有效态 8 福建农林大学2 0 0 8 届硕士研究生论文 量的差异，揭示植物地上部分重金属富集量与浸提剂提取有效态量的相关性，为重金属污染 植物修复技术的应用及矿区环境风险评估提供科学依据。 2 国内外研究进展 2 1 金属矿区土壤重金属污染研究进展 国外对金属矿区土壤重金属污染方面的研究开展较早。美国、加拿大、澳大利亚等矿业 大国很早就意识到了矿业开发给环境带来的影响，就采矿对环境的影响进行了较为系统的研 究，颁布了一系列相关方面的法规。美国环境保护署制定了 采矿环境手册，出版了金 属采矿与环境、 尤溪铅锌矿 连城锰矿 连城铅锌矿 龙岩铁锰矿；p b 的污染程度表现为：尤溪冶炼 厂 大田铅锌矿 尤溪铅锌矿 连城铅锌矿 龙岩铁锰矿 连城锰矿；c a 的污染程度表现为： 尤溪冶炼厂 大田铅锌矿 尤溪铅锌矿 连城铅锌矿 连城锰矿 龙岩铁锰矿。 从综合污染指数看，变化范围在1 4 1 9 - 2 8 9 5 3 之间，不同重金属的综合污染指数平均值 均远大于3 ，说明调查的六个重金属矿区均已经受到严重的重金属污染，污染程度表现为： 尤溪冶炼厂 大田铅锌矿 连城铅锌矿 尤溪铅锌矿 连城锰矿 龙岩铁锰矿。从不同重金属的 单项污染指数来看，除尤溪铅锌矿冶炼厂外，其余金属矿区不同重金属的污染程度均表现为 c d z n p b ，这说明福建金属矿区存在严重的重金属单项污染和复合污染，对矿区环境构成 了严重威胁。同时也给矿区生长的植物带来危害，这与我们在调查时发现许多植物死亡的事 实相符。这种高浓度的重金属胁迫环境客观上为富集植物的生长提供了天然逆境，为进行重 金属超富集植物筛选提供很好的条件。 。 表1 l 福建主要矿区重金属综合污染指数 t a b l e l1t h es y n t h e t i cp o l l u t i o ni n d e xo f h e a v ym e t a l si ns o i l so f t h em a i nm i n e sa 代：豁i nf u j i a n 地点采样点 一p 蠕 污染等级 z np bc d 连城锰矿 宏宇铅锌矿 梅山铅锌矿 雄峰铅锌矿 矿渣堆积处 连城洗矿池边 捧水沟边 平均值 铅锌尾矿库 尾矿库恢复区 尾矿库箨水沟 平均值 矿洞口 捧水沟 尾矿库 捧水沟 6 9 8 3 3 92 8 8 62 2 4 0 严重污染 7 4 6 5 8 9“7 23 4 4 6严重污染 1 0 1 5 4 3 82 6 9 02 1 3 8严重污染 8 2 04 5 5 3 3 4 92 6 0 8严重污染 3 8 65 2 6 1 7 2 51 3 6 9 严重污染 2 2 0o 9 4 8 8 46 8 6 严重污染 1 5 5 31 1 4 9 1 0 0 0 02 7 3 2 6 严重污染 7 2 05 9 04 2 0 39 7 9 4严重污染 5 7 4 0 2 2 2 22 5 3 7 21 9 5 8 6严燕污染 1 0 0 4 43 7 9 34 3 8 2 8 3 3 8 4 1 严重污染 7 4 5 6 0 92 4 9 21 9 8 2 严重污染 3 6 7 5 2 3 2 81 6 7 右o1 3 0 0 9严重污染 福建农林大学2 0 0 8 届硕士研究生论文 龙岩铁锰矿 梅仙铅锌矿 堆积处 9 0 0 3 9 2 l1 9 5 23 2 0 0 严重污染 平均值 4 2 2 l 2 5 7 51 8 0 8 11 4 3 2 4 严重污染 采矿区 l o 。7 21 7 o o 3 2 7 82 7 2 l 严重污染 排水沟1 2 3 23 6 42 4 8 0 2 0 0 0严重污染 矿尾库 1 0 6 1 0 lo 7 20 尚清洁 沉淀池 2 6 20 6 01 1 1 6 8 的 严重污染 平均值 6 醯5 5 6 1 7 3 7 1 4 1 9严重污染 捧水沟 1 2 5 61 5 0 8 2 4 3 2 01 8 3 4 4 严重污染 尾矿库 6 4 01 1 3 05 4 2 9 6 7严重污染 搀水管出口 4 9 4 38 9 2 9 3 1 67 5 2 0 严重污染 平均值2 2 8 01 1 7 71 1 3 9 3 8 9 4 4严重污染 铅锌冶炼厂厂区4 5 0 36 0 8 62 0 2 8 0 2 2 2 0 1 严重污染 ， 排水沟冲积扇 1 1 6 89 。6 63 4 6 ，2 03 5 7 0 4 严重污染 平均值2 8 3 63 5 2 62 7 4 5 02 8 9 5 3严重污染 5 1 5 2 潜在生态风险指数法限d 对重金属土壤污染的评价 应用潜在生态风险指数法对福建主要金属矿区土壤c d 、z n 、p b 和m n 污染程度及潜在 生态风险进行分析。根据h a k a n s o n 方法，计算中以福建土壤背景值为参比值，分析出潜在 生态富集系数( c 乃、潜在生态风险参数及潜在生态风险指数值对应得污染程度和生 态风险程度。 从表1 2 中可知，以单个重金属平均值的潜在生态富集系数( c 力来评价，被调查的福建 主要金属矿区的c y 均大于6 ，超过了单个重金属的潜在生态富集系数极强标准，其大小排 序为c d p b z n ，说明c d 、z n 、p b 的单个重金属污染均已达到极强程度，其中以c a 污染 最为严重。 从表1 3 可看出，福建主要金属矿区土壤潜在生态风险指数彤均大于1 2 0 0 ，说明被调 查所有矿区土壤的潜在的生态风险均达到严重水平。以单个重金属的潜在生态风险参数来评 价，z l l 潜在生态风险参数在4 0 e l f 8 0