试论都龙矿区土壤与植物镉锌污染

1、试论都龙矿区土壤与植物镉锌污染摘要对受d、zn污染的小白河流域河流底泥、尾矿土、水稻土壤及植物进展采样分析,结果说明:底泥、尾矿土、水稻土已受到d的严重污染,底泥和水稻土zn含量已超出二级土壤环境质量标准。利用hakansn潜在生态危害指数法对小白河流域土壤重金属生态危害评价,说明各采样点的重金属污染潜在生态危害都很强,主要原因是d含量过高。生长在土壤污染区的植物d、zn含量显著较高,即植物在土壤污染区受污染严重,应采取措施对污染区域进展综合防治。关键词镉污染;锌污染;hakansn潜在生态危害指数法;都龙矿区中图分类号x143文献标识码a文章编号1007-5739(2021)22-0263-

2、03studynadiuzinpllutinfsilsandplantsindulnginelifeng-eibeirng-tauing(departentfenvirnentsieneengineering,suthestfrestryuniversity,kuningyunnan650224)keyrdsadiupllutin;zinpllutin;ptentialelgialriskassessentfhakansn;dulngine金属矿产资源是不可再生资源,对国民经济的开展起着重要作用。但是矿山的开发及其一系列采矿、选矿经过加工程序都是高污染过程,尤其对河流、土壤、植物的污染更表现为

3、直接性和危险性1。土壤重金属污染物造成土壤营养不良,导致土壤消费力低下,也影响着农产品的品质,已成为土壤环境科技工作者研究的首要问题2。该研究通过对已受矿区污水污染的小白河流域的土壤,包括河流底泥、污染土壤,并对该地生长的几种植物进展分析测定,理解土壤中的镉(d)、锌(zn)等重金属污染情况,从而对受污染的土壤提出合理的生态治理修复措施。1材料与方法1.1研究区概况试验材料来源于云南省文山州马关县都龙镇小白河流域的三岔河。马关县位于云南省文山州南部,地处东经1035210439、北纬22422315,属低纬度亚热带山地季风气候。年平均气温16.9,1月平均气温9.6,7月平均气温21.7,年均

4、降水量1345,最大降水量1776,最小降水量1027。研究区马关县都龙矿区是锌、锡、砷和铁共生的多金属矿床,并伴生有铟、锗、镉、镓、钴、银等稀贵金属。1.2样品处理方法字形的布点方法,按020的深度取样,每个样点取5个混合土样。四分法弃取,保存1kg土壤样品,贴好标签,带回实验室进展处理,去除枯根败叶,在阴凉处风干,磨碎,过100目尼龙筛,封装待测。1.3测定方法枯燥器内冷却至室温,称重。必要时再次灼烧、冷却、称重,至恒重为止。在坩埚中准确称取磨碎、烘干、混合的样品23g(称准到0.01g),放在电炉上缓缓加热炭化,烧至无烟时移放在已烧到暗红色的高温电炉门口处,片刻后再放进炉内深处,关闭炉门

5、,加热至约450(暗红色),在此温度下烧至灰分近于白色为止,大约需要1h(0.752.00h)。将坩埚移放在炉门口稍冷却,最后放入枯燥器内冷却至室温3。用11hl溶解灰分,定容到50l容量瓶中,待测。反响后,加高氯酸5l,继续加热至冒浓白烟,强火加热至样品呈灰白色,小心赶去高氯酸(假设出现棕色烧结干块,那么继续参加少许王水,加热至灰白色)。然后,取下样品,用1%硝酸15l加热溶解,以中速定量滤纸过滤于50l容量瓶中,用少量水冲洗残渣,定容待测。式中:从标准曲线或线性方程上查到的各样液的浓度(g/l);v样液的定容体积(l);样品的干重(g);a土壤或植物中镉、锌的含量。2结果与分析2.1土壤中

6、d、zn含量分析将小白河流域各采样点河流底泥、尾矿土和水稻土中的zn、d含量(表1)与我国二、三级环境土壤标准进展比较比较比较高,但尾矿土壤没受到zn的污染。综上所述,对小白河流域土壤污染最大的重金属是d,其次是zn。2.2小白河流域植物d、zn含量分析(1)污染区植物重金属含量分析。在不同的生长区域各种植物中重金属的含量不同,通过对试验区5种植物重金属d、zn含量分析,与无污染区作对照。由表2可知,受污染植物体内的重金属含量明显要高于对照,说明土壤环境中金属元素含量越高,植物体内的重金属含量也就高。对d的吸收最为显著的植物是多花抗子梢,污染区生长的多花抗子梢植物体内d含量是无污染区的1314

7、倍,该植物体内d含量高达13.14g/kg。其次为光叶蕨和紫茎泽兰,污染区生长的光叶蕨体内d含量是无污染区的1033倍,污染区生长的紫茎泽兰体内d含量是无污染区生长的354倍。因此,植物对d的吸收才能依次为多花抗子梢光叶蕨紫茎泽兰。对zn的吸收最为显著的植物是紫茎泽兰,污染区生长的紫茎泽兰体内zn含量是无污染区83.80倍,该植物体内zn含量为33.100g/kg,其次为光叶蕨和多花抗子梢,污染区生长的光叶蕨体内zn含量是无污染区的21.25倍,污染区生长的多花抗子梢体内zn含量是无污染区的6.98倍。因此,植物对zn的吸收才能依次为紫茎泽兰光叶蕨多花抗子梢。(2)同一污染植物不同重金属的含量

8、分析。由于同一种植物对不同的重金属敏感程度及其含量不同,重金属zn、d对已污染的植物危害也不同。分别分析矿区紫茎泽兰、多花抗子梢、野牡丹和光叶蕨这4种植物的zn、d含量,研究植物体内zn、d富集程度及对其造成的危害。图1和表3说明紫茎泽兰体内重金属zn的含量明显高于其他3种植物,它们有着一样的生态环境,但紫茎泽兰比其他植物更加适宜zn污染的土壤环境;而紫茎泽兰对重金属元素d的吸收表现出弱势,光叶蕨次之,多花抗子梢吸收的d含量最高,在野牡丹中没有发现d存在。说明多花抗子梢比其他3种植物更加适宜d污染的土壤环境。光叶蕨体的重金属含量高于多花抗子梢,说明光叶蕨比多花抗子梢更加适宜重金属污染的土壤环境

9、。2.3小白河流域土壤重金属的生态危害评价(1)评价方法。瑞典学者hakansn4提出的潜在生态危害指数法是评价重金属生态危害的常用方法。按照该方法,某区域土壤中第i种重金属潜在危害指数为:eri=tri(si/bi)。式中:si为土壤中重金属i的实测值;bi为重金属i的参照值(背景值);si/bi为富集系数;tri为毒性响应系数(d为30,zn为1)。土壤中多种重金属的生态危害指数为单种重金属危害指数之和:ri=eri;参照值的选择无统一标准,该文选择工业化以前土壤重金属d、zn的最高背景值作为参照值5分别为0.30、80.00g/kg。毒性相应系数反映了重金属的毒性程度和生物及环境对重金属

10、的敏感程度,一般该系数越大,对生物的毒性就越大。土壤中重金属生态危害程度的划分标准:eri40或ri150为生态危害细微;40eri80或150ri300为生态危害中等;80eri160或300ri600为生态危害强;160eri320或ri600为生态危害很强。(2)评价结果。利用hakansn潜在生态危害指数法对小白河流土壤重金属生态危害评价,结果如表4所示。可以看出,d的富集系数在37.30259.47之间,zn的富集系数在1.4421.72之间。以单个重金属的潜在生态危害指数来评价重金属的生态危害,d在3个采样点的生态危害均为很强,eri在1119.007784.10之间,均远远高于1

11、60,其在尾矿坝附近土壤潜在生态危害最强,河流底泥生态危害程度略低于尾矿土。尾矿土的ri值高达7785.54,说明其潜在生态危害最强;河流底泥ri值为7488.72,水稻土ri值为1127.95,均远大于600,也属于生态危害很强。在全部监测面的ri值中,d的数值最大。假如不考虑d而只考虑zn污染的权重,河流底泥、尾矿土、水稻土样点的ri值分别为21.72、1.44、8.95,均小于160,其潜在生态危害细微。3个采样点潜在生态危害均属于很强,主要是因为3个采样点土壤中的d含量远远高于土壤二级环境质量标准,且d的毒性响应系数又比较高。因此,对小白河流域土壤中的d污染治理要予以重视。3结论与建议

12、3.1结论说明zn对该小白河流域河流底泥的影响最大。河流底泥和河水互相影响,互相污染,使受河水灌溉的水稻土受到一定影响,导致水稻土中zn含量比较高,且受到了不同程度的污染,但尾矿土壤还没受到zn的污染。说明小白河流域的河水已受到污染,不能用作灌溉水源。(2)由于土壤长期受含zn、d废水的影响,生长在其上面的植物受到严重污染。与对照相比,受污染的植物d含量超过3541314倍,受污染的植物zn含量超过6.9883.80倍。在所监测的植物中,d含量吸收最为显著的植物是多花抗子梢,其次是光叶蕨和紫茎泽兰,植物对d的吸收依次为多花抗子梢光叶蕨紫茎泽兰;植物对zn的吸收最为显著的是紫茎泽兰,其次为光叶蕨

13、和多花抗子梢,植物对zn的吸收依次为紫茎泽兰光叶蕨多花抗子梢。(3)在一样的生态环境中,紫茎泽兰更适宜锌污染的土壤环境,多花抗子梢更适宜d污染的土壤环境。光叶蕨体内的重金属zn含量高于多花抗子梢,说明光叶蕨比多花抗子梢更加地适宜锌污染的土壤环境。(4)利用hakansn潜在生态危害指数法对小白河流域土壤重金属生态危害评价结果说明,各采样点的重金属污染潜在生态危害都很强,主要原因是d含量过高引起的。(5)对小白河流域的d、zn应予以足够重视,需要采取措施防止d、zn由底泥进入水相,对沿河两岸排放含d、zn的污水也要采取一定措施,减少含d、zn废水的排放。3.2建议根据环境保护部环发?关于加强土壤

14、污染防治工作的意见?(202148号),为改善土壤环境质量,保障农产品质量平安,建立良好人居环境,促进社会主义新农村建立,必须尽快研究防控重金属污染的措施6。首先,贯彻依法预防的原那么,建立健全和贯彻防治土壤污染的有关法律法规和标准。其次,充分利用土壤污染状况调查结果,加快产业构造调整,优化工农业开展规划和布局,开展清洁消费工艺,控制和消除重金属污染源。第三,进步土壤环境容量和土壤净化才能,建立土壤污染监测、预报与评价系统。第四,小白河流域的河水已受到污染,不能作为农业灌溉用水。加强小白河流域河道重金属污染治理,加大管理力度,严格控制矿区污水排放标准,严禁不达标的选矿废水排入河道。第五,对已受zn、d污染的水稻田,不能继续种植水稻等对d吸收才能强的植物。要加强重金属污染治