【摘 要】
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随着电解锰行业的迅速发展,电解锰渣粗放堆存带来的环境问题日益加重,降雨淋溶使得大量的重金属被迁移到土壤及水体中,对人体健康造成严重危害,因此电解锰渣堆场污染亟需有效的处理措施,其中植物修复技术是当前最经济有效的手段之一,黑麦草（Lolium perenne）和紫花苜蓿（Medicago sativa）对重金属具有较好的耐受性和富集能力,并且具有生长速度快、生长周期短、生物量大等特点。本研究以紫花苜
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随着电解锰行业的迅速发展,电解锰渣粗放堆存带来的环境问题日益加重,降雨淋溶使得大量的重金属被迁移到土壤及水体中,对人体健康造成严重危害,因此电解锰渣堆场污染亟需有效的处理措施,其中植物修复技术是当前最经济有效的手段之一,黑麦草（Lolium perenne）和紫花苜蓿（Medicago sativa）对重金属具有较好的耐受性和富集能力,并且具有生长速度快、生长周期短、生物量大等特点。本研究以紫花苜蓿和黑麦草为材料,通过盆栽-淋溶实验,探讨紫花苜蓿和黑麦草在模拟锰渣堆场污染土壤中生长状况及其对锰（Mn）、铜（Cu）、锌（Zn）、镉（Cd）淋溶迁移的影响,探究两种牧草对土壤的修复作用,筛选出土壤修复的优势草种,为矿区重金属污染控制及堆场生态修复提供科学依据。本研究主要得出以下结论:（1）通过对锰渣堆场周边土壤采样分析发现,锰渣堆场周边土壤除了Mn含量较高以外,Cd、Zn、Cu、As含量也比较高,Mn、Zn、Cu、Pb、As、Cd全量均超过贵州省土壤背景值,同一堆场,与堆场距离越近,总Mn含量越高,有效Mn含量也越高,锰污染程度也越大。锰渣堆场周边土壤主要是Mn的污染,其次是Cd和As,Cu和Zn受污染程度较轻。（2）电解锰渣抑制了种子发芽,但是添加适量的锰渣能够促进两种牧草生长,尤其黑麦草,其生长几乎不受锰渣添加的影响。高量添加锰渣对紫花苜蓿的光合色素含量起到抑制作用,却促进了黑麦草光合色素合成;添加锰渣后,紫花苜蓿中丙二醛（malondialdehyde,MDA）含量超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）、过氧化氢酶（catalase,CAT）和过氧化物酶（peroxidase,POD）活性出现明显的提高,而黑麦草中MDA含量、SOD、CAT和POD活性没有明显变化,说明黑麦草的耐受性>紫花苜蓿。（3）紫花苜蓿主要是靠根系富集重金属,重金属含量总体均表现为根系>地上部分;黑麦草仅对Zn的富集表现为地上部>根系,对Mn、Cu、Cd的富集均为根系>地上部分,整体上,对Mn、Cu、Cd的累积量表现为黑麦草>紫花苜蓿,对Zn的富集黑麦草<紫花苜蓿。（4）淋溶前期牧草生长对土壤中的Mn起到活化作用,前30天Mn的溶出量植物组>对照,但后期溶出量均有所减小,总的溶出量均低于对照,紫花苜蓿和黑麦草生长有效地降低了Mn、Cu、Zn、Cd向水体的迁移。添加不同量的锰渣,紫花苜蓿和黑麦草对土壤中重金属淋溶迁移的调控作用不同。当锰渣添加量为7%-14%时,紫花苜蓿的调控效果优于黑麦草;21%-35%锰渣添加下,黑麦草对Mn和Cd的控制效果较好,紫花苜蓿对Cu和Zn的控制作用较好。（5）在堆场实地污染的土壤中,黑麦草的发芽明显受Mn抑制作用,而地上部生物量和株高的变化呈现出明显“低促高抑”的趋势。CAT受重金属胁迫表现出的响应较敏感,在Mn含量>10000mg/kg的水平下,植物受到明显的胁迫,MDA含量、SOD和POD活性均显著升高。黑麦草不仅对重金属具有很强的耐性,同时对土壤中的重金属也具有很好累积作用,有效降低了重金属向环境中的迁移,起到良好的修复效果,可作为土壤生态修复的先锋植物。
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