沉陷区复垦基质中镉的植物去除和利用的研究

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1、山东农业大学硕士学位论文摘要由于采矿引起的土地和生态环境破坏十分严重。因此，在矿区开发建设的同时，保护矿区的生态环境，加强矿区土地复垦与生态重建是一项具有战略意义的系统工程。在采煤沉陷地充填复垦缺乏土壤资源的情况下，寻求来源丰富、养分含量高的复垦基质与适种作物成为土地复垦的研究热点。前期研究已用粉煤灰分别与酒糟、污泥、糠醛渣配制的基质，代替土壤用于沉陷地填充复垦，但基质中含有一定量的重金属元素，其中镉含量高于《土壤环境质量标准》（二级标准值），难以广泛用于农业生产。因此本试验基于当前植物修复研究热点，根据复垦基质的理化性质，选取具有经济价值或观赏价值的镉富集植物进行利用试验，研究植物的生长

2、特征、富镉特征及其对基质的修复能力，并对富镉植物的利用价值加以研究，综合评价修复的社会效益、经济效益和生态效益，为加快沉陷区土地复垦和土地利用结构调整提供依据。研究结果表明：（1）基质的理化性质能满足植物生长需要。三种基质的容重均低于一般土壤，有利于植物生长发育和养分的转化；有机质含量分别为16.29%、18.05%、15.00%，碱解氮含量分别为89.60mg·kg－１、149.12mg·kg－１、56.80mg·kg－１，速效磷含量分别为90.52mg·kg－１、165.89mg·kg－１、81.36mg·kg－１、速效钾含量分别为219.58mg·kg－１、321.27mg·kg－１

3、、931.43mg·kg－１，经过植物的吸收和雨水淋洗后有所降低，但在实际生产中可通过施肥的方法解决；三种基质的pH值均在6.5-7.1之间，满足植物生长所需的酸碱环境；基质配置初期盐分含量较高，分别为7.80g·kg－１、6.80g·kg－１、8.93g·kg－１，经过一年的植物种植和降水灌溉的淋洗降至2.00g·kg－１-2.51g·kg－１，完全满足植物正常生长的需要。（2）配制初期，三种基质中Zn、Ni、Hg、Pb、Cr、、As、Cu的含量均未超过土壤环境二级标准值，但镉含量超出标准值（0.3mg·kg－１）6-8倍。利用植物修复技术，通过3-5年的植物种植和降水灌溉的淋洗后，基质

4、中镉含量降至0.3mg·kg－１以下，可作为耕地用于各种作物的生产栽培。（3）同种植物在不同基质中生长状况各异。苋菜、羽衣甘蓝、紫花苜1沉陷区复垦基质中镉的植物去除与利用研究蓿和蓖麻在基质1中长势最好；百日草、万寿菊、千日红在基质2中生长最为旺盛；地肤在基质3中长势最好。（4）以年去除量和年去除率作为评价植物对基质Cd去除效果指标：羽衣甘蓝对三种基质Cd的去除效果均最好；其次为苋菜和蓖麻；再次为紫花苜蓿和百日草；地肤、万寿菊、千日红在三种基质中的去除效果相对较差。另外，生物量的大小决定了同种植物对不同基质中Cd的去除效果。（5）修复植物应用价值研究表明：紫花苜蓿、蓖麻、苋菜、地肤、羽衣甘蓝

5、中Cd含量均达到相应的饲料卫生标准和食品污染物限量指标，可安全饲用、药用或食用；羽衣甘蓝、地肤、万寿菊、千日红、百日草具有较高的观赏价值，可用于园林绿化和环境美化，改善复垦区的生态景观；此外，蓖麻、万寿菊还可用于工业生产获得较高的经济收益。（6）利用基质进行沉陷区土地复垦，通过植物修复技术去除基质中超标的Cd，这不仅避免了土地资源浪费和环境污染，而且解决了修复植物难以处理的问题，提高了经济效益、社会效益和生态效益。适宜废弃地的大面积复垦与推广应用，并为改善矿区生态环境提供了新的途径。关键词：富镉基质粉煤灰污泥酒糟糠醛渣重金属镉2山东农业大学硕士学位论文StudyonthePhyt

6、oremediationandUtilizationforReclaimingSubstratesofSubsidedLandAbstractThelandandtheenvironmentisveryseveredamagebecausemining.Therefore,whenminedevelopmentandconstruction,protectingtheecologicalenvironmentofminingareas,strengthenthelandreclamationandecologicalrestorationisastrategicsystemsenginee

7、ring.ReclaimedCoalMineSubsiden-ceintheabsenceofsoilresources,thesearchforsourcesofrich,highnutrientcontentofcropssuitableforreclamationofmediaandbecomearesearchfocusinlandreclamation.Previousstudieshaveusedflyash