铀尾矿库中重金属元素的生态迁移风险研究

用ICP-AES方法检测了铀尾矿库内人工修复植被生境与自然修复植被生境覆土中重金属元素镉、铅、铜、锌、锰、铬、镍的含量,同时检测了自然修复植被生境中先锋植物加拿大蓬与鸡眼草茎叶、植食性昆虫蝗虫、蝽与捕食性节肢动物螳螂、蜘蛛体内的镉、铅、铜、锌、锰、铬、镍的含量.结果显示,人工栽植蜈蚣草覆土中镉、铜、锌、锰、铬的含量均显著高于对照土壤、人工栽植苍耳、商陆与自然修复植被覆土中的含量,其中锰、镉、锌与铬的含量分别是对照土壤中的7.6,2.8,1.4,1.8倍.自然修复植被生境覆土中铅的含量显著高于人工栽植苍耳、商陆生境、人工栽植蜈蚣草生境覆土与对照土壤,其锰含量约为对照土壤的2倍.人工栽植苍耳、商陆生境中覆土中锰,铬含量显著高于对照.加拿大蓬与鸡眼草茎、叶中均含有被检测的7种重金属,加拿大蓬茎与鸡眼草茎叶对Zn、鸡眼草叶对Mn具有明显富集作用.蝗虫对铜与铬有一定的富集作用,对镉、铅、锌、锰与镍未表现富集作用.蝽对镉、铅、铜、锌、锰、铬与镍均具有较强的生物放大作用,其中蝽体内Cr的含量是土壤含量的191.26倍.蜘蛛与螳螂体内的重金属含量很高,对7种被检测重金属均具有非常明显的生物放大作用.蜘蛛体内各种重金属的含量显著高于螳螂体内的含量,蜘蛛体内Cd含量是其环境土壤中含量的693.13倍.研究表明,被检测的7种重金属均能从尾矿沙向上层覆土中迁移.且均能沿着"土壤-生产者-初级消费者一次级消费者"生态链迁移.     

轻稀土尾矿库区植被修复的镧、铈富集植物筛选

【目的】测定我国北方某轻稀土尾矿库区的土壤轻稀土元素含量及植物中镧、铈元素含量和分布,分析植物对轻稀土元素镧、铈的转移系数和吸收系数,筛选镧、铈富集植物,以期发现轻稀土富集植物,为尾矿库景观生态恢复提供理论依据。【方法】以稀土尾矿库区尾矿坑的边缘绿地为研究样地,依据风向将采样点设置在东南、西北、东北和西南4个方向,从矿坑边缘由近及远依次设置在50,100和300m边坡处,共计12个采样点。利用五点采集-四分法收集0~20cm表层土壤样品,在采样点采集修复工程栽植的6种植物(梭梭、小叶锦鸡儿、花棒、胡枝子、白刺和毛白杨)地上器官和根部样品。采用ICP法测定土壤中轻稀土元素镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钐Sm、钷Pm和铕Eu含量及植物中镧和铈含量。采用N.L.Nemerow综合指数法分析轻稀土尾矿库周边土壤单因子污染指数平均值,采用生物转移系数评价植物转移效率,采用生物吸收系数评价植物吸收土壤中镧和铈的能力。【结果】轻稀土尾矿库土壤中La,Ce,Pr,Nd,Sm,Pm和Eu的平均含量分别为2762.46,5440.42,1308.42,1604.11,133.96,28.12和40.53mg·kg-1,镧、铈含量之和占测试样品轻稀土总量的72%;各方位表层土壤中轻稀土含量表现为东南>东北>西南>西北,且高于内蒙古土壤含量几何平均值(背景值)25.10~230.56倍,且各方向土壤的单因子污染指数均大于3,确定研究区土壤属重度污染;东南单因子污染指数平均值为69.06~544.10,污染值最高,西北单因子污染指数平均值为5.99~19.75,污染值最低,东北和西南单因子污染指数平均值相似;梭梭、胡枝子和白刺体内La和Ce含量均表现为地上器官>根,小叶锦鸡儿、花棒和毛白杨体内La和Ce含量均表现为根>地上器官;梭梭、胡枝子和白刺的镧、铈转移系数为1.03~1.76,胡枝子的镧、铈吸收系数为1.00~1.72,只有胡枝子的镧、铈转移系数和吸收系数均大于1。【结论】胡枝子是轻稀土元素镧、铈的富集植物,可用于轻稀土污染土壤修复,其他5种植物可作为轻稀土元素的耐受性植物应用。     

秦岭山区不同闭矿年限尾矿库植被恢复调查

[目的]对秦岭山区不同闭矿年限尾矿库植被恢复情况进行调查研究,可为矿区植被恢复与重建提供理论依据。[方法]以秦岭山区4个不同闭矿年限(2,3,6和14 a)的金尾矿库为研究对象,在尾矿库的库顶和边坡设置样方,对样方内植被种类、高度、密度、盖度、优势度进行调查。[结果]闭矿6 a的尾矿库植被种类最多,其次是闭矿14,3和2 a的植被种类;闭矿14 a的尾矿库植被相对高度最高,其次是闭矿6,3和2 a的植被相对较高;闭矿6 a的尾矿库植被相对密度最高,其次是闭矿14,3和2 a的植被相对密度;闭矿14 a的尾矿库植被盖度最高,其次是闭矿6,3和2 a的植被盖度;尾矿库植被主要为菊科植物和禾本科植物,闭矿6 a的尾矿库植被优势度最高,其次是闭矿14,3和2 a的植被优势度。[结论]金尾矿库区自然恢复植被生长情况与闭矿年限有密切关系;人工覆土可以显著增加尾矿库区自然恢复植被种类的多样性。     

稀土尾矿库渗漏水污染对花背蟾蜍胚后发育的毒性作用

[目的]明确稀土尾矿库渗漏水污染对花背蟾蜍(Strauchbufo raddei)胚后发育的毒性作用,为稀土尾矿区两栖类动物的保护提供科学依据.[方法]以内蒙古某尾矿库南侧由渗漏水形成的受污染水域湿地(简称尾矿库湿地)为研究样地、相对未受污染的黄河自然保护区小白河湿地(简称小白河湿地)为对照样地,通过观测分析花背蟾蜍的野外生态学指标、生理生化指标和遗传毒性指标,探究稀土尾矿库渗漏水对花背蟾蜍胚后发育的毒性效应.[结果]尾矿库湿地花背蟾蜍的总数、种群密度、性别比例和抱对率均明显少于小白河湿地花背蟾蜍,但产卵量极显著高于小白河湿地(P<0.01,下同);尾矿库湿地的蝌蚪发育相对滞后于小白河湿地蝌蚪,但其体格整体上大于小白河湿地蝌蚪.尾矿库湿地蝌蚪肝胰脏中的总抗氧化能力(T-AOC)呈先下降再上升的变化趋势,于III期达最小值;而丙二醛(MDA)含量的变化趋势恰好相反,于III期达最大值.尾矿库湿地各发育期蝌蚪血细胞DNA损伤程度均极显著高于小白河湿地蝌蚪,且血红细胞核异常率明显高于小白河湿地蝌蚪.[结论]尾矿库渗漏水污染通过影响花背蟾蜍的抱对率来降低蝌蚪种群密度,而对其胚后发育的主要影响机理是导致蝌蚪的组织氧化损伤和血细胞DNA损伤.     

不同种源朱砂根农艺性状的比较研究

为更好地进行朱砂根选育,试验比较11个种源朱砂根的农艺性状。结果表明：（1）朱砂根的农艺性状在不同种源间存在极显著差异（P＜0.01）,各性状变异系数在9.52%~50.26%,选择潜力大。其中每穗果数、果穗数、叶距、果百粒重、分枝数、冠高比、果柄长、茎粗、果穗长的变异系数大,冠径、干高、株高、叶宽、叶长宽比、果纵径、叶柄长、果横径、叶长的变异系数小;（2）株高与干高、叶距与叶柄长、果纵径与果横径之间存在正相关关系;（3）采用主成分分析综合评价的排序结果,株形性状上选择广西南宁、江西吉安种源,叶部形态上选择福建漳平种源,果实观赏性上选择福建漳平、四川都江堰、浙江松阳种源,所有性状综合评价选择福建武平、浙江开化、江西会昌种源。     

地下水复合污染对玉米幼苗叶片的氧化损伤效应

研究尾矿库周边潜层地下水在下游位置的横向和纵向上的污染程度,及其胁迫对玉米(Zea mays L.)幼苗叶片膜脂过氧化及抗氧化酶系统的影响。采用内梅罗指数法对尾矿库周边潜层地下水水质进行了综合分析,于玉米幼苗三叶期时对叶片中丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化物酶(POD)活性进行测定。结果显示,内梅罗指数在纵向上由西南向东南方向呈上升趋势,横向上随距离尾矿库距离的增加呈先下降后上升的趋势,水质变差。尾矿库周边地下水污染对玉米幼苗叶片膜脂过氧化及抗氧化酶系统具有明显的生物学效应,使玉米叶片抗氧化系统受到不同程度的伤害。结果表明尾矿库周边潜层地下水受到不同程度的污染,已经丧失农业灌溉的功能。     

尾矿库的造田技术及效益

<正> 莱州市磷矿位于莱州城东南丘陵区,总面积31.5公顷,储藏量9158万吨,已动土开挖面积8公顷,年开采量10万吨,年产矿渣5万吨,占压面积2.67公顷。我国化学矿山的发展,尤其北方低品位磷资源的开发利用,选矿排弃的尾渣,不仅占用了大量耕地,而且带来了环境污染,造成了水土流失。该矿于1975年7月建矿之初,就遇到了尾矿渣排放的难题,走了不少弯路,后经反复试验,探索出一条“利用沟谷,分段充填,修渠排水,覆土造田”的路子,并取得了显著效益。     

鞍钢矿区生态恢复与可持续发展

矿区建设和利用过程中占用大面积土地,排放大量岩土废弃物,扰动原地貌和地表植被,对水土资源、生态环境造成严重破坏。如果再采用过去“先开采后治理”或“只开采不治理”的方法,势必会导致生态恶化趋势更为严重。因此以鞍钢矿区开采为例,探讨矿区开采生态恢复治理的可持续发展模式。     

土壤磷解吸特性对菜稻轮作田间渗漏水总磷浓度的影响

通过四季豆-瓢瓜-早稻轮作制不同磷肥用量的3年定位田间试验,探讨土壤磷解吸特性及其解吸特征值对菜稻轮作田间渗漏水总磷浓度的影响和评价指标。结果表明,提出的解吸模型可较好地拟合土壤磷素随水土质量比变化的解吸过程,通过该模型能同时得到土壤磷可解吸量Q、土壤溶液磷浓度Cli及其缓冲系数b等解吸特征值。菜菜稻轮作的总磷浓度平均只有菜菜连作的42.6%。土壤磷可解吸量与田间渗漏水总磷浓度之间满足双速率转折点的动态特征。无论是菜菜连作还是菜菜稻轮作,Q值表征的土壤磷素淋失转折点的差异很小,平均为24.4 mg kg-1。因此,菜菜稻轮作有利于削减田间渗漏水总磷浓度,土壤磷可解吸量的双速率转折点X0可用于表征菜田磷素淋失潜力的指标之一。