铀矿区重金属污染现状与重金属富集植物筛选

发布时间：2017-08-07 18:21

  本文关键词：铀矿区重金属污染现状与重金属富集植物筛选

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【摘要】：土壤作为人类赖以生存的最根本的物质基础,与当今人类面临的粮食安全、森林资源和环境等许多问题密切相关。我国可利用的土地资源极其匮乏,而采矿活动及其废弃物的排放不仅占用了大量的土地资源而且还带来严重的环境污染。从20世纪60年代起,在我国铀矿冶工业的发展建设过程中,先后建成了十多个铀尾矿库,数量巨大的含铀尾矿存在着巨大的潜在危害。由此,铀尾矿库的重金属污染和放射性污染的植被修复已是迫在眉睫的研究课题。植被修复是指植物通过对重金属的吸收和富集把重金属从土壤中移除。根据富集系数把修复植物分为两类:重金属富集植物和潜在重金属富集植物。从土壤中吸收的重金属含量高于土壤中重金属含量即富集系数大于1的植物被称为重金属富集植物;从土壤中吸收的重金属含量低于土壤中重金属含量的,但富集系数接近于1的植物被称为对重金属有较强提取能力的潜在重金属富集植物。本文以某铀矿区厂房周边、废渣地、尾矿坝采集的土壤、水体和植物为研究对象,用室外调查和室内分析相结合的研究方法,调查采集铀矿区的优势植物,进行植物鉴定;用ICP-AES分析法对土壤、水体和植物进行重金属U、As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量测试。应用SPSS17.0统计软件对所有的数据进行统计分析,显著性水平设定为α=0.05。数据经正态分布检验,用方差分析和Tukey检验比较矿区不同区域土壤、水和不同种类植物的重金属含量的差异性;用Pearson相关系数评价土壤、水和植物重金属含量的相关性。并根据单因素污染指数法、内梅罗综合指数法、地积累指数法和潜在生态污染指数法对土壤和水重金属污染进行评价;考虑重金属元素的国家背景值,根据富集系数、转运系数和根系滞留率筛选出重金属富集植物和对重金属有较强提取能力的植物。结论如下:(1)厂房周边、废渣和尾矿坝土壤均是重金属的重度污染区,污染程度为尾矿坝厂房周边废渣。厂房周边、废渣和尾矿坝土壤均是U和Cd的重度污染区,是Pb和Zn的污染区;厂房和废渣还受Cu的污染;尾矿坝还受As的污染。(2)厂房周边、废渣和尾矿坝水体均是重金属的重度污染区,污染程度为废渣地水体厂房周边水体尾矿坝水体。厂房周边、废渣和尾矿坝水体均是U的重度污染区;废渣水体还受Cd、Ni和Zn的污染;尾矿坝水体还受Cr的污染。(3)大狗尾草是As、Cu、Ni、Pb和Zn的富集植物,对土壤中的U有较强的提取能力;鸭跖草是As、Cu和Ni的富集植物,对土壤中的Pb和Zn有较强的提取能力;一年蓬是As和Cu的富集植物,对土壤中的Zn有较强的提取能力;井栏边草是As、Cu和Pb的富集植物,对土壤中的U和Zn有较强的提取能力;马兜铃是As和Cu的富集植物,对土壤中的Zn有较强的提取能力;牛筋草是As、Cu和Zn的富集植物,对土壤中的U和Cd有较强的提取能力;商陆是Cu的富集植物,对土壤中的Pb和Zn有较强的提取能力;大狼把草是Cu的富集植物,对土壤中的Cd有较强的提取能力;水蓼和五节芒是Cu的富集植物。(4)厂房周边、废渣和尾矿坝土壤的Zn与U、Cd、Pb、Ni、As和Cu呈显著或极显著正相关性,Cu和U、Cd、Pb、Ni和Zn显著或极显著正相关性,由此推测可以通过提高植物对Cu、Zn的吸收,促进植物对U、Cd、Pb、Ni和As的吸收。总之,植物从土壤中提取和富集重金属元素能够极大地提高植被修复效率,有利于土壤的净化。
【关键词】：铀 重金属 ICP-AES分析法 富集系数 转运系数
【学位授予单位】：江西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X753;X173;X53
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 第一章 研究综述9-19
• 1.1 铀矿开发与环境污染9-11
• 1.1.1 重金属污染9-10
• 1.1.2 铀污染的危害10-11
• 1.2 土壤重金属污染评价11
• 1.3 土壤污染的修复方法11-15
• 1.3.1 植物修复技术11-13
• 1.3.2 植物修复技术的机理13-14
• 1.3.3 超富集植物14
• 1.3.4 植物修复技术的优缺点14-15
• 1.4 植物修复重金属污染及铀污染的研究现状15-17
• 1.4.1 植物修复重金属污染的研究现状15-16
• 1.4.2 植物修复铀污染的研究现状16-17
• 1.5 论文研究的意义、研究内容和研究目标17-18
• 1.5.1 研究意义17-18
• 1.5.2 研究内容和研究目标18
• 1.6 拟解决的关键问题18-19
• 第二章 试验设计与研究方法19-26
• 2.1 铀矿研究区概况19
• 2.2 试验设计和研究方法19-24
• 2.2.1 铀矿区样品的采集与预处理19-20
• 2.2.2 仪器与试剂20
• 2.2.3 标准溶液的配制及标准曲线的绘制20-23
• 2.2.4 样品中重金属元素含量23-24
• 2.3 数据处理24-25
• 2.3.1 土壤重金属污染评价24
• 2.3.2 水体重金属污染评价24
• 2.3.3 植物重金属含量显著性差异24
• 2.3.4 重金属富集植物的筛选24-25
• 2.4 技术路线25-26
• 第三章 铀矿区土壤和水体重金属污染评价26-37
• 3.1 前言26
• 3.2 材料与方法26
• 3.2.1 仪器与试剂26
• 3.2.2 铀矿区土壤中重金属的测定26
• 3.2.3 铀矿区水中重金属含量的测定26
• 3.3 结果与分析26-35
• 3.3.1 铀矿区土壤和水重金属污染状况26-29
• 3.3.2 土壤和水体重金属元素相关性分析29-30
• 3.3.3 重金属污染评价30-35
• 3.4 小结35-37
• 第四章 铀矿区植物资源调查及重金属富集植物筛选37-60
• 4.1 前言37
• 4.2 材料与方法37
• 4.2.1 仪器与试剂37
• 4.2.2 铀矿区植物中重金属含量的测定37
• 4.3 结果与分析37-59
• 4.3.1 某铀矿区植物资源调查37-38
• 4.3.2 厂房土壤、植物重金属含量分析38-42
• 4.3.3 尾矿坝土壤、植物重金属含量分析42-46
• 4.3.4 废渣地土壤、植物重金属含量分析46-50
• 4.3.5 植物重金属相关性分析50
• 4.3.6 优势植物重金属积累特征50-59
• 4.4 小结59-60
• 第五章 讨论与结论60-62
• 参考文献62-67
• 致谢67

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