【摘要】：稀土資源不合理開(kāi)采利用導(dǎo)致礦區(qū)周邊土壤和水體稀土元素含量較高,稀土污染構(gòu)成我國(guó)特有環(huán)境問(wèn)題。本研究以南方典型稀土礦區(qū)為研究對(duì)象,調(diào)查污染現(xiàn)狀和存在的主要問(wèn)題,揭示稀土金屬在土壤、水體、生物中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律;分析不同植物對(duì)稀土金屬的富集特征篩選超富集植物;通過(guò)對(duì)不同作物對(duì)稀土元素的富集規(guī)律和機(jī)理分析篩選低富集作物;采用植物-固化劑聯(lián)合修復(fù)技術(shù)對(duì)稀土污染土壤進(jìn)行了修復(fù)研究。本研究旨在揭示稀土礦區(qū)環(huán)境污染規(guī)律和探索稀土礦區(qū)修復(fù)技術(shù)。(1)本研究調(diào)查和監(jiān)測(cè)了南方某稀土礦區(qū)及附近的37種植物、15種蔬菜、10個(gè)水樣和9個(gè)土壤樣品,測(cè)定了14種稀土金屬含量,結(jié)果表明:礦區(qū)土壤、水樣、植物和蔬菜中稀土金屬Sm和Y含量較高,Sm含量分別為0.00~454.48mg/kg,0.00~7.95 mg/L,15.7~1774.80 mg/kg和0.00~33 mg/kg,平均含量分別172.02 mg/kg,1.34 mg/L,482.97 mg/kg和79.55 mg/kg;Y含量分別為3.53~610.70mg/kg,0.00~36.95 mg/L,0.20~1553.20 mg/kg和0.63~231.68 mg/kg,平均含量分別為66.37 mg/kg,6.90 mg/L,296.54 mg/kg和25.45 mg/kg。(2)通過(guò)對(duì)華南毛蕨、蜈蚣鳳尾蕨、光葉蕨、腎蕨、芒萁5種植物在Sm和Y濃度為100 mg/kg的土培實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:5種供試植物所含稀土元素Sm含量為62.08~198.5 mg/kg,平均值為119.98 mg/kg;含稀土元素Y的量為14.86~127.73 mg/kg,平均值為43.93 mg/kg;其中,蜈蚣鳳尾蕨所含稀土元素Y最高,華南毛蕨所含稀土元素Sm最高。華南毛蕨對(duì)Sm有較強(qiáng)的富集轉(zhuǎn)運(yùn)能力,富集系數(shù)可達(dá)0.81。在稀土元素Sm和Y脅迫下,蜈蚣鳳尾蕨和華南毛蕨的SOD活性較其他供試植物酶活性較大,此時(shí)植物體內(nèi)清除ROS的能力較強(qiáng),進(jìn)而植物可以積累更多的稀土金屬。(3)通過(guò)對(duì)白菜、生菜、芥藍(lán)菜、番薯葉和油麥菜5種蔬菜在Sm和Y濃度為50 mg/L的水培實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:5種蔬菜所含稀土元素Sm含量為679.21~1067.6 mg/kg,平均含量為849.24 mg/kg;含稀土元素Y含量為475.49~820.83 mg/kg,平均含量為649.26 mg/kg;就可食部分而言,芥藍(lán)菜積累稀土金屬Sm和Y量最低,分別為10.21 mg/kg和6.99 mg/kg,表明芥菜對(duì)Sm和Y的富集轉(zhuǎn)運(yùn)能力較弱,富集系數(shù)僅有0.20和0.14。生菜積累Sm和Y量最高,分別為407.60 mg/kg和304.83 mg/kg。(4)通過(guò)對(duì)濃度為500 mg/kg單一稀土Sm污染土壤、濃度為620 mg/kg單一稀土Y污染、Sm濃度為500 mg/kg,Y濃度為620 mg/kg的復(fù)合稀土Sm和Y污染土壤中添加濃度為0.0、2.0、4.0、16.0、32.0、64.0 g/kg的固化劑活性炭/xh磲粉實(shí)驗(yàn),測(cè)定稀土金屬的5種賦存形態(tài),稀土金屬中鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)含量越高,說(shuō)明土壤修復(fù)效果越好,結(jié)果表明:對(duì)于土壤Sm污染而言,添加xh磲粉后鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)在濃度為64.0 g/kg時(shí)所占比例最大,為7.5%,可認(rèn)為濃度為64.0 g/kg的xh磲粉對(duì)土壤Sm污染修復(fù)效果較好;對(duì)于土壤Y污染而言,添加xh磲粉后鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)在濃度為64.0 g/kg時(shí)所占比例最大,為25.6%,可認(rèn)為濃度為64.0 g/kg的xh磲粉對(duì)土壤Y污染修復(fù)效果較好;對(duì)于土壤Sm和Y復(fù)合污染而言,添加xh磲粉中Sm和Y的鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)均在濃度為64.0g/kg時(shí)所占的比例最大,為69.7%和62.4%,可認(rèn)為濃度為64.0 g/kg的xh磲粉對(duì)土壤Sm和Y復(fù)合污染修復(fù)效果好。(5)通過(guò)將植物(蜈蚣草)和固化劑(濃度均為64.0g/kg的xh磲粉)按不同添加順序進(jìn)行聯(lián)合修復(fù)實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:在實(shí)驗(yàn)中,對(duì)于土壤Sm污染而言,先加固化劑后種植物實(shí)驗(yàn)中的土壤所含鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)的比例較高,為33.3%;對(duì)于土壤Y污染而言,先種植物后加固化劑實(shí)驗(yàn)中的鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)所占比例較高,為24.1%;對(duì)于土壤Sm和Y復(fù)合污染而言,先加固化劑后種植物實(shí)驗(yàn)中Sm和Y的鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)所占比例較高,分別為36.3%和34.5%。單一固化劑(xh磲粉)對(duì)單一稀土污染土壤修復(fù)效果較好,植物-固化劑聯(lián)合修復(fù)對(duì)復(fù)合污染土壤修復(fù)效果較好。
【學(xué)位授予單位】：五邑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：X53
【圖文】：

圖 2-1 采樣地點(diǎn)采樣工具：鋤頭、工兵鏟、麻袋、密封袋、垃圾袋、空水瓶、剪刀、橡膠套、標(biāo)簽紙、卷尺、柴刀、標(biāo)簽紙、油性筆等。采樣對(duì)象：礦區(qū)常見(jiàn)植物、食用作物多種、礦區(qū)水樣以及礦區(qū)土樣。灌區(qū)

圖 2-2 礦區(qū)土壤所含稀土金屬種類(lèi)及含量礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)過(guò)程產(chǎn)生大量酸性廢水及大量富含酸性物質(zhì)的尾礦，尾礦經(jīng)淋濾作用后流失的有毒有害元素是礦區(qū)及其周?chē)鷧^(qū)域生態(tài)環(huán)境污染的最境問(wèn)題[42-46]，從表 2-9，表 2-10 和圖 2-1 可知，礦區(qū)土壤稀土含量為 85.17~10

圖 2-3 礦區(qū)水樣所含稀土金屬種類(lèi)及含量從表 2-12，表 2-13 和圖 2-3 可知，不同地方水樣的稀土元素含量不相同水樣所稀土含金屬量為 0.14~58.42 mg/L，平均值為 11.87 mg/L，其中，水金屬元素 Sm 和 Y 最多，礦區(qū) 3 所含 Sm 最多，為 7.947 mg/L，礦區(qū) 5 含

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本文編號(hào)：2743832