长株潭地区农田土壤重金属污染状况及植物修复技术初探

【摘要】本研究通过现场调查、样品采集和分析测定,对湘江流域长株潭地区不同土壤类型重金属污染现状及其分布状况进行了初步研究,并对国家环境保护部“十二·五”重金属污染防治规划中所列的部分污染物进行了风险评价；在对长株潭地区典型金属矿冶区土壤进行重金属检测研究的基础上,选择典型重金属污染区,开展了土壤环境质量评价和区域风险分级；建立了长株潭地区金属矿冶区土壤重金属风险评价技术方法；对长株潭典型农田土壤进行了植物修复试验,并筛选出了镉高积累水稻品种。主要研究结果如下：株冶周边农田土壤重金属污染现状：研究区不同样点土壤中Pb、Zn、Cr浓度在空间上差异比较大,显现有重金属元素以外源污染形式进入土壤环境的明显特征；各重金属平均浓度的关系分别为：水田Cu、Zn、Cr浓度比旱地低；旱地Pb、Hg、As浓度比水田低；早地Cd浓度比水田低。株冶周边地区旱地中Cd污染已相当严重,污染程度为重污染；土壤、作物中的Zn污染程度为中度污染；土壤中Cr、Cu、Ni、Pb含量已超过背景值,属轻度污染,作物开始受到污染；株洲冶炼厂是周边农田土壤的主要污染源。湘潭修复基地重金属全量Cd平均值超过了国家二级标准,而Cu、Zn、Pb都未超过国家二级标准；重金属全量Zn的变异系数最大(33%),重金属有效态变异系数最大的是Zn(10%)；湘潭修复基地土壤重金属Cd、Cu、Zn、Pb的全量和有效态的相关性均达到显著水平；湘潭基地土壤重金属平均污染程度较低,谷丰及周边农田为中度污染,飞龙和基地属于轻度污染,污染等级均不超过3级；谷丰单项污染指数的大小排序为：Cd>Cu>Zn>Pb;飞龙村及修复基地单项污染指数的大小排序为：Cd>Zn>Cu>Pb;从潜在生态危害系数(Ei)来看,各采样点土壤中Cd浓度最高,都达到了中等生态危害程度,Zn均显示为轻微生态危害程度,其中Zn潜在生态危害系数最小；7.8%糙米样品Cd浓度属于安全范围；21.6%糙米样品Cd浓度需要引起人们的关注；70.6%糙米中存在Cd的潜在健康危害。四个水稻品种谷壳重金属浓度Cd的规律性最明显,在不同的试验地四个品种间差异显著,其中Miyang23与IR8之间差异不显著。在飞龙和谷丰村两个试验地中,谷壳Cd浓度的最高值均为A159品种,最低值均为A16品种；2013年在修复基地上生长的水稻谷壳不同品种的Cd浓度比较,次序为IR8>Miyang23，由重金属生物富集系数BCF可得出,飞龙村和谷丰村水稻糙米、秸秆、谷壳中Cd的富集系数大小依次均为：A159>Miyang23>IR8>A16。不同水稻品种不同部位的比较中,飞龙村A16的Cd富集系数为秸秆>谷壳>糙米,谷丰村A16的Cd富集系数为秸秆>糙米>谷壳；飞龙村A159的Cd富集系数为秸秆>糙米>谷壳,谷丰村A159的Cd富集系数为秸秆>谷壳>糙米；飞龙村Miyang23的Cd富集系数为秸秆>谷壳>糙米,谷丰村Miyang23的Cd富集系数为秸秆>糙米>谷壳；飞龙村IR8的Cd富集系数为秸秆>谷壳>糙米,谷丰村IR8的Cd富集系数为秸秆>糙米>谷壳。由生物转移系数可知,飞龙村不同品种的糙米／秸秆的转移系数均比秸秆／根的转移系数低；谷丰村除了A16糙米／秸秆的转移系数比秸秆／根的高,其余的三个品种糙米／秸秆的转移系数均比秸秆／根的转移系数低。
【作者】张莎娜；
【导师】谭长银；吴龙华；
【作者基本信息】湖南师范大学，自然地理学，2014，硕士
【关键词】植物修复；伴矿景天；镉高积累水稻；重金属；

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