【摘要】：三峽水庫蓄水后庫區(qū)沿岸的生態(tài)環(huán)境脆弱，國家啟動了三峽庫區(qū)生態(tài)屏障建設工程。本論文以三峽庫區(qū)香溪河區(qū)域重金屬為研究對象，對重金屬的來源、遷移、生物轉化、生物指示、植物修復和環(huán)境健康風險評價進行了初步研究，旨在為三峽庫區(qū)香溪河庫灣生態(tài)屏障建設過程中重金屬的污染防治提供參考。研究結果如下： 1.三峽庫區(qū)香溪河消落帶及庫岸土壤重金屬污染調查、溯源與評價 在測定香溪河消落帶（海拔145～175m）和庫岸（海拔175～185m）土壤重金屬（Cd、Pb、Cu和Cr）含量的基礎上，分析重金屬的遷移特征，進行污染評價，同時采用因子分析-多元線性回歸（FA-MLR）分析重金屬的來源和各來源的貢獻比率。結果表明，香溪河庫岸上層和下層土壤重金屬含量都在減少，消落帶重金屬含量上層土壤減少，下層土壤增多；庫岸重金屬向消落帶遷移，消落帶重金屬向下層積累。重金屬污染級別是Cd＞Pb＞Cu＞Cr，主要風險元素為Cd，污染等級為“中-強”等級，其它重金屬污染程度評價等級都在中等以下。FA-MLR（因子分析-多元線性回歸）分析表明，消落帶75.60%的Pb來源于交通運輸，62.03%的Cd來源于農業(yè)，64.71%的Cu和75.36%的Cr來源于天然礦石。在庫岸，82.26%的Pb來源于交通運輸，，68.63%的Cd來源于農業(yè)，65.72%的Cu和69.33%的Cr來源于天然礦石。本研究結果能為香溪河庫灣生態(tài)屏障建設中的重金屬污染防治提供相關參考。 2.香溪河消落帶狗牙根對鎘的積累特征研究 研究了香溪河消落帶主要風險元素Cd在消落帶適生物種狗牙根（Cynodon dactylon）體內的積累機制，結果表明：香溪河消落帶狗牙根Cd含量介于0.066-0.130mg/kg之間，未超過中國國家飼料衛(wèi)生標準Cd含量（0.5mg/kg）。狗牙根Cd含量與土壤總P和M3-P（Mehlich3-P）含量間存在正相關關系。狗牙根體內的Cd含量與土壤總Cd和M3-Cd（Mehlich3-Cd）之間不存在顯著相關。通過數學模擬，考慮土壤綜合特性（有機質、粘粒、P、S、K、Fe、Al、Mn、B、Ca、Cu、Cd、Zn和pH）的模型（Log plant Cd=a+b VCdD+c pH）能很好的模擬狗牙根對Cd富集的量。研究結果能夠為生態(tài)屏障建設中土壤的改良修復及狗牙根作為Cd修復植物的運用提供理論參考。 3.香溪河沿岸溝渠底棲魚類泥鰍與黃鱔的重金屬污染調查 對生活在香溪河沿岸溝渠中的兩種重要的野生經濟魚類黃鱔（Misgurnusanguillicaudatus）和泥鰍（Monopterus albus）的重金屬含量進行了測定，結果表明：除了泥鰍皮膚中的Pb含量超過食品重金屬含量標準外，其它可食用組織中的重金屬含量未發(fā)現超標。魚類生物量（體長或體重）與各組織重金屬含量沒有顯著相關關系，與其它組織相比，皮膚組織內的重金屬積累量較高，且相互間有更高的相關性。因此，泥鰍和黃鱔的皮膚有作為沉積物重金屬污染指示物的潛力。 4.空氣沉降重金屬的地衣生物指示及生態(tài)風險評價研究 測定了香溪河源頭神農架自然保護區(qū)公路沿線兩種地衣（尖刺松蘿Usnea aciculifera和小刺褐松蘿U. luridorufa）組織內的重金屬含量，并原位測定了其葉綠素熒光（最大光合效率Fv/Fm），以評價地衣對空氣沉降重金屬脅迫的生物指示作用。同時對金絲猴采食地衣時，重金屬對其健康影響的風險進行了評價。結果表明：不同交通強度下地衣體內的重金屬Fe、Cd、Pb、Zn和Cr的含量差異顯著。因子分析表明，地衣體內的重金屬含量記錄了重金屬的污染來源。尖刺松蘿的最大光合效率（Fv/Fm）與其體內的重金屬Fe、Cd、Pb、Zn和Cr的含量顯著負相關，尖刺松蘿的Fv/Fm能作為重金屬污染的指示指標。改良THQ（target hazard quotients）法對金絲猴采食地衣的健康風險評價表明，長期飼喂公路沿線的地衣會對其健康帶來不利影響。 5.空心蓮子草對重金屬鎘污染土壤修復的研究 以匍匐生長的草本克隆植物空心蓮子草（Alternanthera philoxeroides）為實驗對象，研究異質性Cd脅迫下，克隆整合特性對其生長的影響，旨在探明：克隆整合能否減緩Cd對遭受脅迫的子節(jié)生長的負面影響，磷和空心蓮子草克隆整合結合能否增加其對Cd的富集能力。結果表明：在異質性重金屬Cd脅迫條件下，克隆整合促進了空心蓮子草遭受鎘脅迫子節(jié)的生長，緩解了重金屬鎘對受脅迫子節(jié)光合生理的傷害。因此，克隆整合特性有利于空心蓮子草抵御重金屬脅迫。磷和克隆整合對空心蓮子草富集Cd能力影響為：母節(jié)生長在不同磷含量的支持土壤中時，隨著磷素含量的增加，位于Cd脅迫條件下的“連接”子節(jié)的生物量、植物組織的Cd含量以及Cd的總富集量都顯著增加。同時也發(fā)現Cd在空心蓮子草體內的轉運系數隨著磷增加而減少�？招纳徸硬莸目寺≌咸匦暂o于特定的供磷方式，具有富集Cd的較好潛力，能用于土壤Cd污染的修復。 本文對香溪河區(qū)域重金屬的污染調查、污染風險評價及修復技術的初步研究能為香溪河生態(tài)屏障建設中重金屬的污染防治提供參考。
【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：X52;X824;X173

【參考文獻】

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