文档介绍：广西师范大学
硕士学位论文
广西锰矿废弃地重金属污染评价及生态恢复研究
姓名:杨胜香
申请学位级别:硕士
专业:生态学
指导教师:李明顺
20070501
广西师范大学硕士学位论文中文摘要
广西锰矿废弃地重金属污染评价及生态恢复研究

专业:生态学方向:环境生态学年级:2004 级
导师:李明顺教授研究生:杨胜香

中文摘要

矿山废弃地不仅占用大量土地,而且还是严重的污染源,因此矿山废弃地的生态恢复
己成为一项紧迫而重要的研究课题。本研究以广西平乐、荔浦、八一三锰矿区为基地,测
试、分析了废弃地土壤的肥力状况、重金属污染状况,主要优势植物中重金属含量,找出
限制锰矿废弃地生态恢复的不利因素,初步筛选出适合废弃地植被恢复的耐性植物和具超
富集特性的植物,并进行了室内栽培试验探讨其耐性和富集特征。研究结论如下:
1. 三矿区废弃地土壤均呈弱酸性(pH -),电导率非常低。肥力状况为:平乐和
八一矿区土壤 TN 属于较差等级,荔浦矿区勉强达到尚可等级。平乐矿区土壤有机质属于
尚可等级,荔浦、八一矿区达到优良等级。三矿区土壤 TP 含量很低,可能已成为植物生
长的限制因子。
2. 三矿区土壤中 6 种重金属含量范围为 Mn ~ mg·kg-1,Pb ~
mg·kg-1,Zn ~ mg·kg-1,Cu ~ mg·kg-1,Cr ~ mg·kg-1,Cd
~ mg·kg-1,均远远高于广西土壤背景值和全国背景值。其中 Mn、Pb、Cd 分别是
广西土壤背景值的 ~ 倍,~ 倍,~ 倍。按中国土壤环境质量标准
(GB15618-1995 pH<),Pb、Zn、Cu 的含量在二级标准范围内,平乐、荔浦矿区的 Cr 超
过污染警戒值,三矿区的 Cd 均超过三级标准。Mn 含量也超过 170~1200 mg·kg-1 适中标准
的上限值,可能成为三矿区土壤重金属污染元素。
3. 本文使用污染指数、地累积指数、潜在生态危害指数对锰矿废弃地土壤重金属污染
状况进行评价。从单因子污染指数看,Pb、Zn、Cu 未对三矿区造成污染,Cr 为轻微污染,
Cd 为严重污染。地累积指数表明 6 种重金属元素的污染等级分别为:中-强-强的 Pb 污染;
轻-中的 Zn、Cu 污染;轻-中-强的 Cr 污染;极强的 Cd 污染;强-极强的 Mn 污染。潜
在生态危害指数反映出:Pb 为轻微-中等生态风险程度;Zn、Cu、Cr 为轻微生态风险;
Cd 为极强的生态风险。从 P 综和 RI 来看,三矿区综合污染等级和总潜在生态风险程度均达
到了重污染等级和很强总风险程度。三种评价方法对锰矿区土壤重金属污染总体趋势反映
一致,也存在差异。
4. 三矿区共记录到主要优势植物 27 科 49 属 53 种,其中平乐矿区 23 科,42 种;荔浦
矿区 24 科,47 种;八一矿区 21 科,35 种。平乐矿区植被覆盖率 30%左右,荔浦矿区达
到 90%以上,八一锰矿的思荣矿区约 80%,凤凰矿区不到 30%。对主要优势植物测试、分
析得出:白茅(Imperata cylindrica)、马唐(Digitaria sanguinalis)、飞蓬(Erigeron acer)、苍
I
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耳(Xanthium sibiricum)、耳草(Hedyotis auricularia) 和芒萁(Dicranopteris linearis) 可作
为锰矿废弃地生态恢复的先锋植物;地瓜榕(Ficus tikoua) 是矿渣、尾矿坝良好的恢复植
物;商陆(a acinosa) 是锰污染土壤理想的修复植物;山茶科木荷(Schima superba)
叶锰含量高达 mg•kg-1,且生物富集系数和转移系数分别为和 ,可能是一
种潜在的 Mn 超富集植物。
5. 在室内沙培条件下,当 Mn 供应水平为 60 mmol·L-1 时,木荷生长正常; 80 mmol·L-1
Mn 处理 45 d 时,木荷老叶出现枯斑,仍有新叶萌发;150 mmol·L-1、200 mmol·L-1 处理 60
d 时,木荷出现明显中毒症状。随着 Mn 供应水平增加,木荷根、茎、叶的生物量均呈下
降趋势。木荷叶、茎和根 Mn 的吸收量逐渐增加,叶、茎 Mn 含量和累积量在 Mn 处理浓
度为