铅锌矿区土壤和植物重金属污染调查分析

葛海泉 石冬瑾

（1浙江工业大学工程设计集团有限公司 浙江杭州 310000 2杭州康利维环保科技有限公司 浙江杭州 310000）

引言

如果合理的开发和利用矿产资源，就会为人们带来极大的利益。但是大量的矿产活动会导致生态平衡遭到破坏、土地被荒废，这不仅会阻碍矿山的发展，而且还会对矿区周围的农业和人们的日常生活造成一定的影响。在矿区中最常见且最普遍的问题便是重金属污染。修复矿区环境的主要方式就是恢复并重建矿区植被，但是必须对矿区土壤重金属的污染状况有明确的了解，同时还需要保证重建的植被能够完全适应矿区的气候条件、土壤条件且具有较高的重金属耐性。

1 土壤污染的状况分析

通常被污染的土壤中N、P、K的含量比较低，这是因为土壤受到污染后其土壤会变得疏松而且孔隙率也会变大，使得原本的植物在污染后的土壤中难以继续生存。污染土壤中的有机质含量将会大幅地降低，进一步使得能够生长在尾矿上的植物种类大量的减少。大量的研究结果表明，如果土壤的有机质含量和pH值大幅度的降低会影响土壤对金属的吸附能力，最终使得植物对金属的吸收量急剧上升。此外、污染土壤中的阳离子的交换量也会远高于正常土壤，所以污染土壤与正常土壤相比，将会有更多的重金属离子通过植物根部吸收或者离子交换的形式进入到植物体内，大量的重金属离子进入到植物体内将会对植物本身产生极大的危害。

污染土壤中Pb、Zn、Cu、Cd的有效态含量都会比正常土壤的含量高很多，研究表明植物只能直接或者比较容易吸收有效态形式的重金属，而且植物从土壤中吸收金属离子能力的强弱主要由土壤中重金属的有效性所决定。

2 植物中的 Pb、Zn、Cu、Cd 分布

当土壤的重金属含量过高，大部分的植物就会受到一定的威胁，大量的重金属不仅会对植物的生长和发育产生影响，而且还会影响植物的繁衍。但是仍然存在一些植物能够在重金属含量极高的土壤中正常生长，这是因为这些植物能够通过代谢、遗传和形态特征等方式形成相应的耐性机制，进而快速的适应污染后的土壤环境。实验表明，能够在铅锌矿尾地区正常生长的植物种类还比较多，例如旋鳞莎草、芦苇、白花败醤、杂种唐菖蒲以及芦苇等，但是这些植物对Pb、Zn、Cu和Cd的富集程度都有一定的差异，其中杂种唐菖蒲对以上四种重金属的富集量都是属于较高的一种。

对植物的根系而言：芦苇对Pb的富集量最大，白花败醤对Zn、Cu的富集量比较大，而杂种唐菖蒲对Cd的富集量比较大。由此也证明了不同植物的根系中的Pb、Zn、Cu、Cd含量也不同，因此、不同种类的植物对不同重金属的吸收能力也具有极大的差异。

最后，虽然铅锌尾砂矿污染的土壤得环境十分恶劣，但是依然存在一些植物能够在污染的铅锌矿区中正常的生长，通常人们会认为这些能够在污染土壤中正常生长的植物对Pb、Zn、Cu、Cd的复合污染胁迫具有极高的抗耐性能力。虽然这些植物具有极高的抗耐能力，但是大部分这些植物的茎叶和根系对Pb、Zn、Cu、Cd的富集程度还不能满足规定的超累积植物的临界含量值。

3 不同种类植物对重金属元素的迁移转化能力的比较

植物从土壤中吸取重金属元素，然后由植物的根将重金属元素向生长周期比较短的茎叶转移，该过程就是植物对重金属元素的迁移转化，通常植物对重金属元素的迁移转化能力可以用转动系数来表示。植物地上部和地下部的重金属元素的含量的比值就是转动系数。每种植物的地上部分的四种重金属元素和地下部分的四种重金属元素的分配情况都会具有一定的差异，而且也不会存在一种能够同时对Pb、Zn、Cu、Cd四种重金属元素均有极强的吸收能力。通常在污染土壤的地下部分的Pb、Zn、Cu、Cd四种重金属元素的含量都高于地上部分，而且以往大部分报道中的结果也是如此。

铅锌尾砂矿污染的土壤环境大部分都会变得十分恶劣，但依然有植物能够污染后的土壤中正常生长，但是这些植物对各重金属元素的迁徙转化能力各不相同，研究发现，五节芒对Pb重金属的迁徙转化能力就比其它大部分植物的迁徙转化能力强；旋鳞莎草对Pb、Cd两种重金属元素的迁徙转化能力比较强；而野菊花除了对Pb重金属元素的迁徙转化能力能力比较差以外，其余的迁徙转化能力都比较高。

同一种植物对Pb、Zn、Cu、Cd四种重金属元素的吸收能力都不相同，而且这四种重金属元素在同一种植物中的分布情况也具有一定的差异。如果同一种重金属元素被不同种类植物所吸收，那么重金属在不同种类的植物体内的运输方式也具有差异，而且重金属元素在植物体内的分布也是不同的。如果每一种植物对某种重金属元素的转运系数大于1，就表明该类植物的地上部分更新周期较短器官中会大量的吸收并积累该类重金属元素虽然在该类植物的地下部分更新周期较长的植物根系中也存在重金属元素，但是重金属元素的含量极低，如果植物被收割，那么植物体内富集的大部分重金属元素也跟随植物本身从污染的土壤中离开。为了保证污染土壤中的重金属元素浓度能够最大程度的降低，就需要在污染的土壤中不断的种植、收割具有吸收重金属元素能力的植物，而且这样也能有效的修复污染的土壤。

结语

大量的实验结果表明，不同种类的植物即使在相同的污染土壤中生长，但某种植物对重金属的吸收会因为植物本身的一些特性而不同，而且就算是同一种植物，针对它的不同部位而言，它们吸收重金属的能力具有的一定的差异。通常情况下大部分的植物对Pb、Zn、Cu和Cd这四种金属的富积量都比较小，一般都不会超过植物所规定的临界值，但是这些植物依然能够在污染的土壤上正常生长，这主要是因为这些植物对于复合重金属具有极高的抗性。但是像野菊花、旋鳞莎草等植物只能在矿区生物量较大且地下部某些金属含量小于地上部含量的时候才可以顺利生长。为了促进像野菊花、旋鳞莎草等植物能够在污染的土壤上生长良好，那么工作人员结合污染土壤的实际情况采取特定的农艺调控措施，这些调控措施可以有效的改善土壤的理化性质，最主要的是这些措施既可以有效的降低污染土壤中的重金属含量，也可以为矿区植被恢复奠定良好的基础。