《锑都环保 (2)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锑都环保 (2)（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 报名号 HN011 学生姓名 毕 健 芬 2007年第七届“明天小小科学家”奖励活动锑都矿区植被恢复及配置模式的研究作 者： 毕健芬指导教师： 刘高翔 廖建辉 单 位： 娄底市冷水江第一中学 2007.3锑都矿区植被恢复及配置模式的研究摘要：通过对锑都矿区土壤和植物的调查、测试分析，筛选出了抗重金属污染和适应性强的灌木冬青卫矛（Euonymus japonicus Thunb）、凤尾丝兰（Yucca glcriosa L）、小蜡树（Ligustrum sinense Lour）、乔木荷花玉兰（Magnolia grandiflora L）、女贞（Ligustrum wcidum Air）、草
2、本的有五节芒（Miscanthus floridulus(Lab) warb. Ex Schum.et Laut）、 狗牙根（Cynodon dactylon (L. ) Pers.）等植物，提出了植被快速恢复的植物优化组合立体栽培模式，可操作性强，生态效应显著。筛选出的生物抗逆性强的植物及其优化组合种植，能有效地吸收、富集重金属，保持水土，加速了锑都矿区植被恢复和环境的改善，有力地促进了锑都矿区的可持续发展。关键词：重金属污染 优化组合 生物抗逆性 植被恢复 可持续发展一、 研 究 的 意 义锡矿山是世界闻名的锑都，是集采矿业、冶金业于一体的百年老矿，它过去为国家经济建设做出了很大的贡献。可
3、如今留下的却只是矿渣堆成的山山岭岭。我每次来到矿山，看到光秃秃的山岭，我的心便是百感交集。这些砷碱渣，给当地留下了严重的污染和隐患。经采样送权威机构化验、分析得知，锡矿山矿区硫化物、砷、铅、汞、镉、锌等重金属严重超标，其数字令人惊心。近年来，由于锑矿资源枯竭，企业转型（如新建的锌厂），加上一些人淘金致富心切，翻采尾矿、倒炼矿渣。导致这方圆几十里的锡矿山寸草不生、植被全无，水土流失日趋严重，尘埃携带着重金属往下游迁移，污染面积进一步扩大。这里的水不能喝，这里的植物不安全，这地方的有钱人都搬到外地去住，这里的病患和灾难一天天威胁着人们的健康与生命。我调查的一组癌症发病资料：冷水江市人民医院核磁共振
4、及CT扫描室记载：从1995年以来，冷水江市人民医院CT扫描室发现，癌症病例逐年增加。如图1癌症高发区调查冷水江市技校周围约2000平方米的小区，居民人数约300400人，19982001年癌症发病人数逐年增加，如图2我的同学曾程和陆昊勇患败血症（血癌），尽管学校、社会及同学们都尽最大的努力拯救他们的生命，可他们怀着忿满和无奈，还是永久地离开了我们。人们真的到了谈癌色变的地步了。图1 冷水江市人民医院扫描室记载癌症发病人数统计图图2 冷水江市技校周围癌症高发小区癌症病发人数统计图面对如此情景，当地政府也深知问题的严重性，于是从恢复植被入手，多年来投入了大量的绿化资金，大面积进行植树造林。哪知道
5、年年栽树却年年死，至今树木所剩无几。针对这些情况，我带领生物科技活动小组成员通过对全矿区的详细考察调查发现：在污染的矿区尚有引进的荷花玉兰、当地的蜡树、刺槐、香樟能够存活；灌木的冬青卫矛（又名七里香）、小蜡树：长势旺盛；百合科的凤尾丝兰：草本科的五节芒、狗牙根生长特别好。在硫化物和重金属污染区，以冬青卫矛、凤尾丝兰的生物抗逆性最强。据此，我拜请了中科院广州分院，广东省生态环境与土壤研究所的李芳柏教授，他指出，造成这一严酷现实的根本原因在于矿区重金属污染。于是，我对该地区现存较好的植物进行测量比较，希望能找到一些更好地能够吸收、富集重金属，且对重金属污染耐受力强的植物进行栽种，来解决“锡矿山自古
6、以来树难栽”的绿化难题，本研究拟具体解决以下三个问题：1通过对矿区植物体内重金属含量的测定，筛选出对重金属污染抗逆性最强的一些植物种类。以期寻找出吸收、富集重金属和对重金属耐受力强的植物；2利用植物抗逆性强和吸收、富集重金属以及对重金属耐受力强的一些土著植物来恢复锑矿区植被与生态，达到固定重金属，控制污染扩散范围、降低污染物浓度、减少污染物迁移、提高农产品的安全性，营造一个良好的生存环境，促进锑都矿区的可持续发展。3通过对不同地形地貌和生产状况进行优选植物的栽培实验，提炼出一个植物优化组合的立体栽培模式，以期快速恢复锑都矿区被严重破坏的植被。二、研 究 材 料 及 方 法2. 1、总体研究方法
7、：该实验采用文献资料调研，数据收集和现场调查考察相结合的方法，并结合植物的生物效应、生态效应、生物的优胜劣汰等特点进行研究，提炼出以当地严重污染下尚且生长旺盛的抗逆性强的一些土著植物进行栽培试验比照，以求获得生物修复的最佳模式。2 2、基本情况调查：2.2.1、主要采矿、选矿及炼矿业地域分布情况；(附DV)2.2.2、调查当地群众对严重污染下生存、生活状况的反映及希望改善的积极看法；2.2.3、调查收集癌症及其他高发病的数据资料。23、研究的材料:2.3.1、典型性污染区几种植物标本的采集。表1 典型性污染区几种植物标本的生态习性中文名拉丁名采集地 点生态习性冬青卫矛（又名七里香）Euonym
8、us japonicus Thtunb.烈士墓碑旁（污染区典型地点，下同） 适应性强，喜光，也能耐阴。喜温暖湿润气候，耐寒性略差。耐干燥瘠薄，喜肥沃湿润和排水良好的土壤。萌芽力强，耐修剪。耐碱性。 女 贞（又叫蜡树）Ligustrum lucidum Ait.锌厂附近（重 污 染典 型 地 点，下 同） 适应性强，喜光，稍耐阴。喜温暖湿润气候，稍耐寒。不耐干旱和瘠薄，适生于肥沃深厚、湿润的微酸性至微碱性土壤。根系发达。萌蘖、萌芽力均强，耐修剪。抗二氧化硫和氟化氢。 小蜡树（又名小叶女贞）Ligustrum sinense Lour锌厂附近 常绿灌木或小乔木高度冠幅：5015050150公尺。生
9、长速度中等。耐热、耐寒、耐旱、耐瘠、耐剪、易移植。 凤尾丝兰Yucca glcriosa L.锌厂附近 凤尾丝兰 龙舌兰科多年生木本。常绿、茎短，有时可高达1米；叶剑形、坚硬，密生成莲座状，长40厘米60厘米，中部宽约4厘米6厘米，有稀疏的丝状纤维，微灰绿色，顶端为坚硬的刺，呈暗红色。花莛高1米2米，大型圆锥花序，有花多朵。 五节芒Miscanthus Floridulus (Labill.) Warb.锌厂附近 分布远东至波里尼西亚，台湾于各垦殖地、废耕地、崩坏地，均可以生长。阳明山区的火山地热区、裸露地常见，阳性，不耐遮蔽，为火山植物群代表。 狗牙根Cynodondactylon(L.)
10、Pers.锌厂附近 狗牙根性喜温暖湿润气候，耐阴性和耐寒性较差，最适生长温度为2032，在69时几乎停止生长，喜排水良好的肥沃土壤。狗牙根耐践踏，侵占能力强。该草坪在华南绿期为270d,华北、华中为240d左右。狗牙根繁殖能力强，但种子不易采收，多采用分根茎法繁殖。采集人：毕健芬 采集时间：2006年1月1日2.3.2、植物生长地土壤样品的采集；2.3.3、锌厂排放的污水样品采集。24、样品的采集与前期处理2.4.1、植物样品采集与处理： 在矿区寻找抗逆性强的植物进行样品采集，分根、茎、叶进行采样。a、采集： 我采集了以下地方一些植物的根、茎、叶：锌厂附近冬青卫矛茎、锌厂附近冬青卫矛叶、锌厂附
11、近冬青卫矛根、锌厂附近女贞茎、锌厂附近女贞叶、锌厂附近女贞根、锌厂附近凤尾丝兰、北矿墓碑附近冬青卫矛茎、北矿墓碑附近冬青卫矛叶、北矿墓碑附近冬青卫矛根、七里江凤尾丝兰、七里江冬青卫矛根、荷花玉兰茎、荷花玉兰叶。b、估量 c、植物根、茎、叶的清洗 d、晾干 e、装袋 f、封签 g、送检 送交中国科学院广东省生态环境与土壤研究所检测2.4.2、土壤样品采集与处理： 在矿区选择代表性样方，每个样方2平方米左右。取0-20cm的土壤进行分析，采用多点取样混合成一个代表样的办法，每个代表样最终取样1kg。采用对角线法，五等分，以等分点为采样点。土壤差异性大的，增加2个点数。所有土样风干后过20-40目塑
12、料筛，四分法弃三留一，研碎后过60目筛，再四分法弃三留一，研磨过100目筛（尼龙丝筛）取约200g即成。2.4.3、锌厂污水样品采集 我用矿泉水瓶在锌厂附近的排水沟中取污水500毫升，同样送交广州化验。2.5、分析测试方法：表2 植物样品监测项目与监测方法监测项目监测仪器监测方法方法来源铜原子吸收光谱仪火焰原子吸收分光光度法GB/T5009.13、14- 1996锌铬GB5009.12-1996，GB12283-90铅石墨炉原子吸收分光光度法GB/T5009.12、15- 1996镉汞测汞仪冷原子吸收法GB5009.17-1996，GB12283-90砷分光光度计DDCAg显色分光光度法GB5
13、009.11-1996，GB12283-90表3 土壤监测项目与分析方法监测项目监测仪器监测方法方法来源铜原子吸收光谱仪火焰原子吸收分光光度法GB/T17138锌铅石墨炉原子吸收分光光度法GB/T17141镉铬火焰原子吸收分光光度法GB/T17137汞测汞仪冷原子吸收法GB/T17136砷分光光度计DDCAg显色分光光度法GB/T171342.6、 GPS定位： 表4 样品采集地点的地理位置 取样地点 经度(E) 纬度（N） 烈士墓碑旁11143492 2769497 锌厂附近 11143116 27755602.7、对优势种和曾栽培过但存活率不高或死亡的一些物种进行生长状况的比较； 对矿区优
14、势种和我校校园同种植物中重金属的含量进行比较；2.8、在不同地形地貌、生产状况进行植物优化组合对比栽培实验（实验活动见冷水江新闻DV）；2.9、优势种的移栽及滴灌法的应用和观察； 为更好地证实冬青卫矛、凤尾丝兰等能在恶劣环境中生存，我请示了学校校长，经同意后，从我校花园中移植了一些冬青卫矛、凤尾丝兰，在2006年4月28日下午来到了污染最严重的锌厂附近进行移栽。由于缺水，我采取了滴灌法，用一个大塑料袋装满水，用一套注射器针管连起来滴灌。以保证其成活。2.10、资料调查与研究2101、土壤环境质量分类：根据土壤应用功能和保护目标，划分为三类：类主要适用于国家规定的自然保护区（原有背景重金属氟里昂高的除外）、集中式生活饮用水源地、茶园、牧场和其他保护地区的土壤，土壤质量基本保持自然背景水平。类主要适用于一般农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场等土壤，土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。类主要适用于林地土壤及污染物容量较大的高背景值土壤和矿山
