成都山地所贡嘎山站在川西典型工矿区重金属来源及尾矿库植被恢复方面取得系列进展
作者：贡嘎山站 更新时间：2021-11-30
矿产开发造成重金属排放不仅影响人类健康，而且伴随着尾矿堆积。尾矿堆积破坏地表景观且存在潜在生态环境风险，因此开展植被恢复可有效限制重金属污染带来的负面影响。在植被恢复过程中，植被对重金属的耐受和适应能力直接影响植被恢复的效果。成都山地所贡嘎山站科研人员针对川西典型钒钛磁铁矿尾矿库，在分析重金属来源及其健康风险的基础上，开展了植被恢复过程中优势植物对重金属吸收、累积等方面的研究，为矿区可持续的植被恢复提供理论支撑。
通过分析攀枝花市不同功能区土壤和粉尘中7种重金属的污染和健康风险（图1），发现钒制品制造区V、Cr污染和铁矿冶炼区Cd、Pb、Zn污染明显高于其他功能区。土壤和粉尘中重金属的来源主要来自冶炼和钒/钢产品制造、燃煤和交通。尽管Cr污染水平很低，但V和Cr是造成非致癌和致癌风险的主要金属。钒制品冶炼区是重点控制区，除V外，土壤和粉尘中Cr对健康风险的贡献率较高，今后还应加强对土壤和粉尘中Cr风险的监测。
对马家田尾矿库及其周边土壤的研究表明，土壤V浓度升高是由尾矿的风吹扩散所致（图2）。尾矿库植被修复中主要物种黄茅，可以通过清除和解毒/隔离V来抑制V的积累和内部转运，耐受较高的V浓度；然而它对V的富集能力较低，不适合作为从尾矿中脱除V的植物萃取剂。同时，它可以耐受不良的土壤质量，并迅速覆盖尾矿场，从而有利于增加土壤有机质的投入和土壤质量的改善。因此，黄茅表现出作为先锋植物来修富V尾矿库和其他类似的具有贫瘠土壤条件的V污染场地的巨大潜力。
此外，对马家田尾矿库48年植被恢复过程中优势植物-黄茅的Cd吸收研究发现，土壤中总Cd浓度比HAc提取法和DGT法更好地预测黄茅对Cd的吸收，DGT法能有效地预测低Cd供给量（低于0.42 μg/L）下植物对Cd的吸收（图3）。在植被恢复过程中，随着外源Cd输入的增加，土壤全Cd提取法和传统提取法与土壤性质的结合是预测植物Cd吸收的有效方法。
上述成果可为大型矿区重金属的污染评估和生态修复提供科学支撑，研究结果近期发表于国际期刊Journal of Hazardous Materials、Science of the Total Environment和Chemosphere。该研究工作得到了四川省重大科技专项、中科院“西部之光”A类项目和中科院青年创新促进会人才项目的支持。
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图1攀枝花市不同功能区土壤和降尘重金属来源解析及健康风险评价
图2马家田尾矿库矿渣风吹扩散及黄茅V积累特征
图3马家田尾矿库植被恢复过程中黄茅Cd的吸收预测