硫化物矿产资源开发过程往往产生大量尾矿, 易产生富含重金属的酸性矿山废水(acid-mine drainage, AMD)[1~4], 造成矿区流域水体及土壤重金属污染, 威胁区域生态系统安全[5].全球受AMD污染的典型矿区包括葡萄牙阿尔乔斯特尔(Aljustrel)Zn-Cu矿区[6]和帕纳什凯拉(Panasqueira)Sn-W矿[7], 波兰Podwiśniówka石英-黄铁矿区[8], 美国亚利桑那州巴塔哥尼亚山矿区(Patagonia Mountains)[9]及我国广东大宝山铜铁矿区[10].在大宝山矿区, AMD污染涉及到约83个村庄, 影响到585×104 m2的稻田和21×104 m2的池塘[11];矿区附近的农田受污水灌溉的影响, 土壤中Cu(502 mg·kg-1)、Zn (498 mg·kg-1)、Pb(278 mg·kg-1)和Cd (3.92 mg·kg-1)的平均含量远超中国土壤二级标准[12].重金属进入土壤环境后, 可经根系被植物吸收.有研究发现, 污染农田上种植的蔬菜和大米中Pb、Zn和Cd平均含量分别超过国家卫生标准限值4.0、1.1和5.6倍以及7.0、3.4和2.9倍, 对珠三角地区生态健康造成严重威胁[13].前人对大宝山矿区水体、土壤、沉积物和植物中重金属污染及环境影响效应开展了大量有意义的研究工作[14~17], 并寻找植物物种进行矿区重金属污染生态修复[18~20].然而, 大宝山矿区乡土植物中重金属迁移累积特征及其生态风险的认识尚有不足.因此, 本文以大宝山矿区周围的沙溪镇农田、凡洞废弃采矿场地以及新江镇农田土壤中的优势植物为研究对象, 分析重金属在土壤中的污染分布情况, 讨论重金属在土壤-植物中的迁移行为, 综合评价重金属污染风险并探讨当地生态恢复的可能性, 以期为该地区土壤重金属生态修复提供科学依据.
1 材料与方法 1.1 研究区概况大宝山矿区(24°31′28″N, 113°43′42″E)位于广东省韶关市北部(图 1), 该地区属亚热带季风气候, 年均气温20.3℃, 降雨量1 782 mm.矿区为大型多金属硫化物矿床, 主要矿物包括黄铁矿、磁黄铁矿与黄铜矿, 含有少量闪锌矿和方铅矿, 储量约为1亿t铁、0.88万t铜和1.5万t铅锌[21, 22].自20世纪70年代起, 该矿区开始大规模开采, 采矿废石堆放、选矿及洗矿过程产生大量酸性矿山废水, 并沿河谷向下游至凉桥处汇合流入横石河[23, 24].横石河的农民此前用矿山污水灌溉, 导致周围稻田重金属严重污染[25, 26].
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图 1 大宝山研究区域和取样点位置示意 Fig. 1 Sketch map of the Dabaoshan mine area and the sampling site locations |
研究区分为灌溉区沙溪镇农田(A), 废弃凡洞场地(B)和灌溉区新江镇农田(C), 见图 1.研究区内多为草本植物, 生长状态良好.农田土壤类型为红壤, 基本理化性质如表 1, 其中凡洞场地有植物生长与无植物生长土壤的基本理化性质差异较大.
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表 1 土壤基本理化性质 Table 1 Physical and chemical properties of soils in the study area |
采集具有代表性、生长良好且数量较多的优势植物:芒草(Miscanthus)、乌毛蕨(Blechnum orientale)、灌木、象草(Pennisetum purpureum Schum.)、裸柱菊[Soliva anthemifolia (Juss.) R. Br.]、花生(Arachis hypogaea Linn)、甘蔗(Saccharum officinarum)和水稻(Oryza sativa L.)的地上部和根部, 每个样品采集3个重复样, 同时采集植物根际土和非根际土.
1.3 样品处理土壤样品剔除砾石和植物残骸等杂物, 室内自然风干研磨, 过200目尼龙筛后混匀备用.土壤样品重金属采用HNO3和HClO4(4:1)消解, 同时设置空白对照[27].植物样品用自来水-去离子水冲洗, 105℃杀青5 min, 70℃烘至恒重, 用不锈钢粉碎机粉碎后, 采用混合酸法(HNO3:HClO4=4:1)对植物样品消解至透明澄清溶液.利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES, Agilent-700)测定土壤和植物样品中Cu、Zn、Pb、Fe、As和Cd等重金属元素总量.实验采用空白对照法、平行样法及标准样品确保整个实验过程及测定的精确度.消解过程采用标准物质NIST2711a(土壤)及NIST1573a(植物)进行质量控制, 结果显示重金属回收率在74.7%~121.6%之间, 土壤样品Al回收率(38.2%)较低, 这是由于土壤中硅铝酸盐不易完全消解所致.土壤有效态重金属含量用0.01 mol·L-1 CaCl2溶液提取测定.采用pH计(METTLER)以水土比为2.5:1进行pH测定, 用电导率计(DDS-307, 雷磁)测定电导率(EC), 利用TOC分析仪(Shimadzu)分析水溶态有机碳(TOC)含量.采用钼蓝分光光度法在880 nm下用紫外分光光度计(SPECTRA UV-11, MRC, Germany)测定0.01 mol·L-1 CaCl2溶液提取液有效P.土样与2 mol·L-1 KCl溶液混合(水土比=12:1, g·mL-1)1 h, 加入Nessler试剂后利用分光光度计(DR 3900, Hach Co)测定土壤中生物可利用的NO3-与NH4+.
1.4 数据处理与分析 1.4.1 地累积指数法地累积指数法由德国学者Müller[28]提出, 考虑人为污染因素和环境地球化学背景值, 判别人类活动对环境的影响[29].其计算公式为:
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式中, Ci为污染物i的实测含量;Bi为计算所需的参比值, 参考广东省土壤元素背景值[30], Cu 17 mg·kg-1、Zn 47.3 mg·kg-1、Pb 36 mg·kg-1、As 8.9 mg·kg-1、Mn 279 mg·kg-1以及Cd 0.056 mg·kg-1.常数1.5是自然环境波动和非常小的人为影响校正值.分级标准见表 2.
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表 2 地累积指数分级 Table 2 Classification of the geological accumulation index |
1.4.2 潜在生态危害指数法
潜在生态危害指数由瑞典学者Hakanson[31]提出, 根据元素的释放能力和元素丰度, 引入重金属毒性系数对重金属污染进行评估, 其计算公式为:
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式中, Cfi为重金属i的富集系数;Csi为重金属i的实测含量;Cni为计算所需的参比值, 参比值与地累积指数参比值相同, 以广东省土壤元素背景值为参考;Eri为土壤中第i种重金属的潜在生态系数;Tri为重金属i的毒性系数, 毒性系数参考前人的研究[32], Cu、Zn、Pb、As、Mn和Cd毒性系数分别为5、1、5、10、1和30;RI为土壤多种重金属的综合潜在生态危害指数, 评价分级见表 3.
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表 3 潜在生态危害等级 Table 3 Classification of the potential ecological risk index |
1.4.3 生物富集系数
植物富集系数(bioconcentration factor, BCF)是某种元素在植物地上部分中的含量与该植物所生长的土壤中该元素含量的比值, 反映植物对某种元素的富集能力[33].其计算公式为:
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式中, C植物为植物地上部或根部的重金属含量;C土壤为土壤重金属含量.BCF>1说明植物体内的重金属含量大于土壤, 对某种重金属有一定的富集能力, 可用于土壤重金属污染修复治理.
1.4.4 迁移系数迁移系数(translocation factor, TF)是植物地上部分某元素的含量与根部该元素含量的比值, 反映植物对该元素的迁移能力[34].其中计算公式为:
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式中, C地上部为植物地上部的重金属含量;C根部为植物根部的重金属含量.TF>1表明植物易将地下部吸收的元素输送到地上部, 地上部大量吸收某些重金属, 通过植物提取的方式, 在一定程度上可治理污染的土壤.当TF<1时, 植物具备耐受性, 地下部分吸收了大部分重金属, 防止重金属元素向地上部迁移, 可降低重金属引起的毒性[35].
2 结果与分析 2.1 土壤重金属分布特征 2.1.1 土壤重金属总量特征研究区土样重金属含量如表 4所示.与广东省土壤重金属背景值[30]相比, 大部分土样中Cu、Zn、Pb、As、Fe、Al和Cd元素的含量超过广东省土壤重金属背景值, 只有农田土样中的Mn低于背景值.根据我国环境土壤环境质量标准(GB 15618-2018, pH<6.5), 沙溪镇农田大部分重金属含量都在安全值之内, 表明沙溪镇受矿山活动影响较少.凡洞场地Cu、Zn、Pb、As和Cd的平均含量分别超出农用地土壤污染风险筛选值的31.8、6.4、34.2、6.2和134.5倍, 凡洞采矿场地受矿山活动的直接影响和间接影响, 表层土壤重金属浓度较高, 明显高于农田土样, 不同样点之间重金属含量差异较大.新江镇农田Cu、Pb、As和Cd的平均含量分别超标3.1、1.32、0.8和10.6倍, 受矿山活动影响, 重金属含量比沙溪镇农田高.有研究发现距离大宝山矿井25 km的下游溪流仍受AMD影响, 潜在风险重金属主要是Fe、Zn和Al, 其次是Mn、Cu、Pb、As和Cd[36].
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表 4 土壤重金属总含量1)/mg·kg-1 Table 4 Total concentration of heavy metals in soils/mg·kg-1 |
2.1.2 土壤重金属可溶性特征
土壤中可溶态重金属容易被植物根系吸收, 也极易随地表水淋滤作用而迁移扩散.重金属各元素的浸提率如图 2所示, 其中Cu、Zn、Pb、As、Fe和Al元素的浸提率都低于1%, Mn的浸提率是最高的, 平均浸提率高达3.2%, 这可能与Mn本身易淋溶的性质有关[37], Zn次之, 浸提率为0.20%.当pH=5时, 土壤中Mn和Zn较易迁移[38].此外, Zn和Mn的碳酸盐结合态与土壤溶液中Zn和Mn离子之间存在沉淀-溶解平衡, 可交换态Zn和Mn随pH的下降而增加[39], 与本研究采集的酸性土样提取结果一致.其次是Cu、Pb、As、Al和Cd, 而Fe的浸提率极低.表明当地土壤中Mn与Zn的活动性最强, 容易迁移扩散.
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图 2 土壤重金属有效态浸提率 Fig. 2 Percentage of available heavy metals in soil samples |
重金属的释放过程与土壤理化性质有关(表 5), Cu、Pb和Al的浸提率与pH值呈显著负相关;Fe、Mn和Zn的浸提率也与pH呈负相关, 但不显著;As的浸提率总体上随着pH的增加而显著上升;Cd的浸提率与pH呈正相关, 但不显著.Zn的变化与前人的研究[11]不一致, 可能与样品中Mn的含量高有关系.在大宝山矿区, 除了褐铁矿等露天采矿区, 还有电解铜(Cu-MnO2)冶炼厂对下游农田土壤造成Mn污染[37].当土壤pH<5时, Al以离子态为主, 活性增强;随着pH的降低, 高活性Al的含量迅速上升, 抑制植物生长发育[40].弱酸至中性条件下, As容易从土壤中释放.采集的土壤样品均为酸性, 大部分土样pH<5, 利于土壤重金属Cu、Pb和Al释放出来被植物吸收, 对当地植物生长产生一定的重金属胁迫.
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表 5 重金属与土壤理化性质的相关性1) Table 5 Correlation between heavy metal concentration and soil physical and chemical properties |
此外, 在植物生长过程中, 根系会分泌甲酸、乙酸、丙酸、苹果酸与酒石酸等小分子量有机酸, 易活化土壤重金属赋存形态[41].图 3表明, 芒草根际土中Zn、Fe、Cu、As和Cd的有效态含量明显增加;乌毛蕨根际土中Al和Mn的有效态含量明显增加;象草根际土中Fe和Cu的有效态明显增加.农作物甘蔗和水稻根际土中重金属有效态含量与非根际土相差不大.因此, 芒草根际对Cu、As和Cd等重金属的活化较为显著, 可考虑作为当地植被恢复的先锋植物.
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图 3 不同植物根际土与非根际土有效态含量 Fig. 3 Available heavy metal concentrations of bulk and rhizosphere samples of various species |
采样区域地累积指数见图 4, 沙溪镇农田Cu、Zn和Mn的IGeo<1, As的IGeo大部分<1, 个别样点的IGeo在1~2之间.Cd的IGeo差异较大, 土样中部分植物IGeo<0, 另一部分根际土的IGeo在3~4, 而非根际土的IGeo>5, 污染极强, 因此可能存在Cd点源污染, 应该引起警惕.沙溪镇农田重金属整体污染累计程度由高到低依次为:Cd>As>Pb>Zn>Cu>Mn, 大部分重金属的IGeo<2, 人为源的影响较轻, 与之前的报道一致[42].
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图 4 土壤地累积指数 Fig. 4 Geological accumulation index of soil |
凡洞采矿场地Cu的IGeo大部分在>5;Zn的IGeo大部分在2~3之间, 根际土的Zn的IGeo较高, 接近5或大于5;Pb的IGeo大部分指数在4~5之间, 部分样点IGeo>5;Mn的IGeo大部分在3~4之间或小于2, 灌木附近样点土壤的IGeo>5;As的IGeo大部分在3~4之间.矿区土壤样品的IGeo>5, Cd的IGeo>5.凡洞采矿场地重金属整体污染累计程度由高到低依次为:Cd>Cu>Pb>As>Zn>Mn, 大部分重金属IGeo>4, 污染程度强, 表明当地土壤Cd、Cu、As、Pb、Zn、Mn等污染严重.
新江镇农田Cu的IGeo在2~3之间或>3;Zn的IGeo大部分在1~2之间;Pb的IGeo基本处于0~1之间;水稻Ⅱ的IGeo在2~3之间;Mn的IGeo<0;As的IGeo基本在1~2之间, 水稻Ⅱ的IGeo在3~4之间;Cd的IGeo不同植物土样点之间差异较大, 甘蔗土的IGeo在4~5之间, 水稻Ⅰ的IGeo在3~4之间, 水稻Ⅱ的IGeo>5.新江镇农田重金属整体污染累计程度由高到低依次为:Cd>Cu>As>Pb>Zn>Mn, 大部分重金属IGeo在2~4之间, 属于中强度污染, 人为污染源影响较大.
2.3 潜在生态危害指数评价研究区潜在生态危害指数如图 5所示, 沙溪镇农田Cu、Zn、Pb、Mn和As的潜在生态风险因子Er<40.但Cd的Er>320, 生态风险很强, 综合潜在生态风险指数RI在300~600之间, 处于高生态风险水平.
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图 5 重金属潜在生态风险因子及综合潜在生态风险指数(RI) Fig. 5 Potential ecological risk factor and potential ecological risk index (RI) of heavy metals |
凡洞采矿场地Cu、Pb、As和Cd的潜在生态风险因子都>320, 危害性极强, 存在很强的潜在生态风险.而Zn和Mn的Er<40, 虽然Zn和Mn的IGeo较高, 但由于生物毒性低, 因此Zn和Mn造成的生态危害并不大.综合潜在生态危害指数RI>600, 处于极高生态风险水平.
新江镇农田Zn、Pb和Mn的潜在生态风险因子Er<40, Cu的Er在40~80之间, As的Er在80~160之间, 生态风险强, Cd的Er>320, 生态风险极强, 综合潜在生态危害指数RI>600, 处于极高生态风险水平.可见, 研究区域大宝山周围应重点关注Cu、Pb、As和Cd造成的生态危害.
2.4 植物重金属分布特征大宝山矿区优势植物主要有芒草、乌毛蕨、铺地黍和类卢等草本植物以及马尾松、杉木和麻风树等乔木[43~47], 因此本次调查的生物量大的植物种类共8种, 隶属5个科, 且主要以一年生或多年生的草本植物为主.表 6显示8种植物各部分的Cu、Zn、Pb、Fe、Mn、As、Al和Cd分布情况.总体上根部重金属的含量大于地上部分.除了灌木、象草和水稻Ⅱ对Cu的吸收量地上部分>根部, 裸柱菊对Zn和Mn的吸收量地上部分>根部, 灌木对Pb的吸收量茎>根部.
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表 6 植物体内重金属含量1)/mg·kg-1 Table 6 Concentration of heavy metals in plants/mg·kg-1 |
植物样品体内含量超出一般植物的元素主要是Al、Fe和Cu, 其次是Pb、As、Zn和Cd, 而Mn在一般植物含量范围之内.除了象草地上部分, 全部植物样品的地上部分和根部中Al含量都超出一般正常值, Al是限制植物生长的主要因素, 也是森林大面积退化的重要原因[48], 研究区域土壤中Al元素含量超出广东省背景值, 这些植物都对Al表现出较强的耐性.大部分植物样品地上或根部的Fe含量也高于正常值.芒草和乌毛蕨体内Cu、Zn、Pb、Fe、Al和As含量不高, 且主要集中在根部, 表明这些植物将重金属囤积在根部, 提高了重金属耐受性.裸柱菊体内重金属含量较高, 地上部分和根部中Zn、Mn、As和Cd的含量都高于一般植物.甘蔗是当地主要的一种经济作物, 但关于甘蔗的重金属污染情况和迁移行为很少被关注[49], 甘蔗体内Cu、Zn、Pb、Fe和As含量较高, 但主要集中在根部, Al元素含量主要集中在地上部.水稻根部Cd含量非常高, 远超出一般植物含量3 mg·kg-1, 地上部分Cu含量也较高, 超出一般植物, 因此将来需要对米粒进行相应检测.
2.5 土壤-植物体系中重金属迁移特征采集的7种植物对8种重金属的富集系数总体表现为:Mn>Al>Fe>Cu>>Zn>Pb>As>Cd, 且根部的生物富集系数远大于地上部分(表 7).其中, 花生对Fe和Al表现出很强的富集能力, 地上部分的BCF分别为7.16和19.02, 根部分别为23.20和52.49.裸柱菊对Zn、Cu和Cd表现出较强的富集能力, 地上部分对Zn和Cd的BCF>1, 根部对Zn、Cu和Cd的BCF>1, 尤其对Cd的富集系数较大.象草、甘蔗、水稻地上部分和根部都对Mn表现出很强的富集能力, BCF远大于1.甘蔗、水稻的根部对As的BCF也大于1, 尤其是水稻Ⅰ, 水稻Ⅰ土壤As含量并不算太高(30.37 mg·kg-1), 远低于水稻Ⅱ土壤(140.68 mg·kg-1), 同时Cd亦表现出类似情况.
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表 7 植物对重金属的生物富集系数和生物转移系数1) Table 7 Translocation factor (TF) and bioconcentration factor (BCF) of plants for heavy metals |
7种植物对重金属的迁移能力也存在一定差异, 总体表现为:Mn>Zn>Cu>Fe>As>Al>Pb>Cd.其中灌木对各重金属都表现出很强的迁移能力, TF>1或接近1.花生对Cu、Zn和Mn表现出较强的迁移能力.芒草、乌毛蕨和象草对Mn表现出较强的迁移能力, 裸柱菊对Zn表现出较强的迁移能力, 以及水稻Ⅱ对Cu表现出较强的迁移能力.
总之, 裸柱菊在Cd污染严重的土壤上生长良好, 对重金属Cd表现出很强的生物富集和转移能力.灌木在重金属复合污染严重的土壤上生长良好, 且对重金属具有较强转移能力, 在植物修复技术上具有较高的潜在价值.芒草和乌毛蕨在重金属复合污染的土壤上生长良好, 体内重金属含量不高, 对重金属的转移能力较差, 属于规避型植物[55], 对当地居民的养殖畜牧业有较高的利用价值.
3 结论(1) 研究区域土壤样品呈酸性, 凡洞采矿场地及矿井下游新江镇地区受到重金属污染, 潜在生态危害比较严重.沙溪镇农田Cd污染严重, 潜在生态风险较高.
(2) 对比分析8种优势植物不同部位的重金属含量, 发现裸柱菊对Zn、Cu和Cd表现出较强的富集能力.甘蔗Cu、Zn、Pb、Fe和As含量较高, 主要集中在根部.水稻对As、Cd有较强的富集能力, 主要集中在根部, 地上部分富集As的能力较低.灌木对各重金属迁移能力最强, Cu、Zn、Pb、Zn和As的转运系数>1.
(3) 芒草和乌毛蕨在重金属复合污染的土壤上生长良好, 体内重金属含量较高, 主要集中在根部, 且基本处于一般植物含量范围, 对重金属的转移能力较差, 属于规避型植物, 具备潜在的土壤重金属污染固定修复能力.
[1] | Bigham J M, Nordstrom D K. Iron and aluminum hydroxysulfates from acid sulfate waters[J]. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 2000, 40(1): 351-403. DOI:10.2138/rmg.2000.40.7 |
[2] | Cai M F, Dang Z, Chen Y W, et al. The passivation of pyrrhotite by surface coating[J]. Chemosphere, 2005, 61(5): 659-667. DOI:10.1016/j.chemosphere.2005.03.032 |
[3] | Kuang J L, Huang L N, Chen L X, et al. Contemporary environmental variation determines microbial diversity patterns in acid mine drainage[J]. The ISME Journal, 2013, 7(5): 1038-1050. DOI:10.1038/ismej.2012.139 |
[4] |
杜泽瑞, 郝春博, 裴理鑫, 等. 安徽某铁矿排土场废矿石中产酸微生物群落[J]. 环境科学, 2017, 38(11): 4725-4732. Du Z R, Hao C B, Pei L X, et al. Molecular research of acid-generating microbial communities in abandoned ores in the waste dump of an iron mine in Anhui Province[J]. Environmental Science, 2017, 38(11): 4725-4732. |
[5] | Dale J G, Stegemeier J P, Kim C S. Aggregation of nanoscale iron oxyhydroxides and corresponding effects on metal uptake, retention, and speciation:Ⅰ. Ionic-strength and pH[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2015, 148: 100-112. DOI:10.1016/j.gca.2014.08.029 |
[6] | Luís A T, Duraes N, de Almeida S F P, et al. Integrating geochemical (surface waters, stream sediments) and biological (diatoms) approaches to assess AMD environmental impact in a pyritic mining area:Aljustrel (Alentejo, Portugal)[J]. Journal of Environmental Sciences, 2016, 42(4): 215-226. |
[7] | Candeias C, Ávila P F, da Silva E F, et al. Integrated approach to assess the environmental impact of mining activities:estimation of the spatial distribution of soil contamination (Panasqueira mining area, Central Portugal)[J]. Environmental Monitoring and Assessment, 2015, 187(3): 135. DOI:10.1007/s10661-015-4343-7 |
[8] | Migaszewski Z M, Gałuszka A, Migaszewski A. The study of rare earth elements in farmer's well waters of the Podwiśniówka acid mine drainage area (south-central Poland)[J]. Environmental Monitoring and Assessment, 2014, 186(3): 1609-1622. DOI:10.1007/s10661-013-3478-7 |
[9] | Eddleman K. Bioaccumulation of heavy metals from soils to plants in watersheds contaminated by acid mine drainage in SE Arizona[D]. Arizona: The University of Arizona, 2012. https://search.proquest.com/docview/1268168000 |
[10] | Liu Q Y, Chen B H, Haderlein S, et al. Characteristics and environmental response of secondary minerals in AMD from Dabaoshan Mine, South China[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2018, 155: 50-58. DOI:10.1016/j.ecoenv.2018.02.017 |
[11] |
周建民, 党志, 司徒粤, 等. 大宝山矿区周围土壤重金属污染分布特征研究[J]. 农业环境科学学报, 2004, 23(6): 1172-1176. Zhou J M, Dang Z, Situ Y, et al. Distribution and characteristics of heavy metals contaminations in soils from Dabaoshan mine area[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2004, 23(6): 1172-1176. DOI:10.3321/j.issn:1672-2043.2004.06.033 |
[12] | Zhuang P, Zou B, Li N Y, et al. Heavy metal contamination in soils and food crops around Dabaoshan mine in Guangdong, China:implication for human health[J]. Environmental Geochemistry and Health, 2009, 31(6): 707-715. DOI:10.1007/s10653-009-9248-3 |
[13] |
邹晓锦, 仇荣亮, 黄穗虹, 等. 广东大宝山复合污染土壤的改良及植物复垦[J]. 中国环境科学, 2008, 28(9): 775-780. Zou X J, Qiu R L, Huang S H, et al. Immobilization and re-vegetation of heavy metal polluted soils in Dabao Mountain, Guangdong Province by amendments[J]. China Environmental Science, 2008, 28(9): 775-780. DOI:10.3321/j.issn:1000-6923.2008.09.002 |
[14] | Zhuang P, McBride M B, Xia H P, et al. Health risk from heavy metals via consumption of food crops in the vicinity of Dabaoshan mine, South China[J]. Science of the Total Environment, 2009, 407(5): 1551-1561. DOI:10.1016/j.scitotenv.2008.10.061 |
[15] | Chen M Q, Lu G N, Guo C L, et al. Sulfate migration in a river affected by acid mine drainage from the Dabaoshan mining area, South China[J]. Chemosphere, 2015, 119: 734-743. DOI:10.1016/j.chemosphere.2014.07.094 |
[16] | Shu X H, Zhang Q, Lu G N, et al. Pollution characteristics and assessment of sulfide tailings from the Dabaoshan Mine, China[J]. International Biodeterioration & Biodegradation, 2018, 128: 122-128. |
[17] |
陈莹, 陈炳辉, 邹琦, 等. 粤北大宝山AMD水-表层沉积物的重金属分布特征及其影响因素[J]. 环境科学学报, 2018, 38(1): 133-141. Chen Y, Chen B H, Zou Q, et al. Distribution and influencing factors of heavy metals in water-sediments in Dabaoshan mine, northern Guangdong Province[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2018, 38(1): 133-141. |
[18] |
李清飞, 仇荣亮, 石宁, 等. 矿山强酸性多金属污染土壤修复及麻疯树植物复垦条件研究[J]. 环境科学学报, 2009, 29(8): 1733-1739. Li Q F, Qiu R L, Shi N, et al. Remediation of strongly acidic mine soils contaminated by multiple metals by plant reclamation with Jatropha curcas L. and addition of limestone[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2009, 29(8): 1733-1739. |
[19] |
杨煜曦, 卢欢亮, 战树顺, 等. 利用红麻复垦多金属污染酸化土壤[J]. 应用生态学报, 2013, 24(3): 832-838. Yang Y X, Lu H L, Zhan S S, et al. Using kenaf (Hibiscus cannabinus) to reclaim multi-metal contaminated acidic soil[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2013, 24(3): 832-838. |
[20] |
张鹏, 杨富淋, 蓝莫茗, 等. 广东大宝山多金属污染排土场耐性植物与改良剂稳定修复研究[J]. 环境科学学报, 2019, 39(2): 545-552. Zhang P, Yang F L, Lan M M, et al. Phytostabilization with tolerant plants and soil amendments of the tailings of the Dabaoshan polymetallic mine in Guangdong Province[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2019, 39(2): 545-552. |
[21] |
葛朝华, 韩发. 大宝山铁-多金属矿床的海相火山热液沉积成因特征[J]. 矿床地质, 1986, 5(1): 1-12. Ge C H, Han F. Submarine volcanic hydrothermal sedimentary origin of the Dabaoshan iron and polymetallic sulfide deposit[J]. Mineral Deposits, 1986, 5(1): 1-12. |
[22] | Ye L, Liu T G, Yang Y L, et al. Petrogenesis of bismuth minerals in the Dabaoshan Pb-Zn polymetallic massive sulfide deposit, northern Guangdong Province, China[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2014, 82: 1-9. DOI:10.1016/j.jseaes.2013.12.006 |
[23] |
付善明, 周永章, 赵宇鴳, 等. 广东大宝山铁多金属矿废水对河流沿岸土壤的重金属污染[J]. 环境科学, 2007, 28(4): 805-812. Fu S M, Zhou Y Z, Zhao Y Y, et al. Study on heavy metals in soils contaminated by acid mine drainage from Dabaoshan Mine, Guangdong[J]. Environmental Science, 2007, 28(4): 805-812. DOI:10.3321/j.issn:0250-3301.2007.04.021 |
[24] | Liao J B, Ru X, Xie B B, et al. Multi-phase distribution and comprehensive ecological risk assessment of heavy metal pollutants in a river affected by acid mine drainage[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2017, 141: 75-84. DOI:10.1016/j.ecoenv.2017.03.009 |
[25] | Yang C F, Lu G N, Chen M Q, et al. Spatial and temporal distributions of sulfur species in paddy soils affected by acid mine drainage in Dabaoshan sulfide mining area, South China[J]. Geoderma, 2016, 281: 21-29. DOI:10.1016/j.geoderma.2016.06.032 |
[26] | Cui J L, Zhao Y P, Lu Y J, et al. Distribution and speciation of copper in rice (Oryza sativa L.) from mining-impacted paddy soil:implications for copper uptake mechanisms[J]. Environment International, 2019, 126: 717-726. DOI:10.1016/j.envint.2019.02.045 |
[27] | Cui J L, Luo C L, Tang C W Y, et al. Speciation and leaching of trace metal contaminants from e-waste contaminated soils[J]. Journal of Hazardous Materials, 2017, 329: 150-158. DOI:10.1016/j.jhazmat.2016.12.060 |
[28] | Müller G. Schwermetalle in Sedimenten des staugeregelten Neckars[J]. Naturwissenschaften, 1980, 67(6): 308-309. DOI:10.1007/BF01153502 |
[29] |
郭曌霞, 耿红, 张晋宏, 等. 山西省武乡县城大气PM2.5痕量重金属的生态和健康风险分析[J]. 环境科学, 2018, 39(3): 1004-1013. Guo Z X, Geng H, Zhang J H, et al. Ecological and health risks of trace heavy metals in atmospheric PM2.5 collected in Wuxiang Town, Shanxi Province[J]. Environmental Science, 2018, 39(3): 1004-1013. |
[30] | 中国环境监测总站. 中国土壤元素背景值[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 1990. |
[31] | Hakanson L. An ecological risk index for aquatic pollution control.a sedimentological approach[J]. Water Research, 1980, 14(8): 975-1001. DOI:10.1016/0043-1354(80)90143-8 |
[32] |
徐争启, 倪师军, 庹先国, 等. 潜在生态危害指数法评价中重金属毒性系数计算[J]. 环境科学与技术, 2008, 31(2): 112-115. Xu Z Q, Ni S J, Tuo X G, et al. Calculation of heavy metals' toxicity coefficient in the evaluation of potential ecological risk index[J]. Environmental Science & Technology, 2008, 31(2): 112-115. DOI:10.3969/j.issn.1003-6504.2008.02.030 |
[33] | Yoon J, Cao X D, Zhou Q X, et al. Accumulation of Pb, Cu, and Zn in native plants growing on a contaminated Florida site[J]. Science of the Total Environment, 2006, 368(2-3): 456-464. DOI:10.1016/j.scitotenv.2006.01.016 |
[34] | Leung H M, Ye Z H, Wong M H. Survival strategies of plants associated with arbuscular mycorrhizal fungi on toxic mine tailings[J]. Chemosphere, 2007, 66(5): 905-915. DOI:10.1016/j.chemosphere.2006.06.037 |
[35] |
何东, 邱波, 彭尽晖, 等. 湖南下水湾铅锌尾矿库优势植物重金属含量及富集特征[J]. 环境科学, 2013, 34(9): 3595-3600. He D, Qiu B, Peng J H, et al. Heavy metal contents and enrichment characteristics of dominant plants in a Lead-Zinc tailings in Xiashuiwan of Hunan Province[J]. Environmental Science, 2013, 34(9): 3595-3600. |
[36] | Lin C, Wu Y, Lu W, et al. Water chemistry and ecotoxicity of an acid mine drainage-affected stream in subtropical China during a major flood event[J]. Journal of Hazardous Materials, 2007, 142(1-2): 199-207. DOI:10.1016/j.jhazmat.2006.08.006 |
[37] |
张晗, 靳青文, 黄仁龙, 等. 大宝山矿区农田土壤重金属污染及其植物累积特征[J]. 土壤, 2017, 49(1): 141-149. Zhang H, Jin Q W, Huang R L, et al. Characteristics of heavy metal pollution in agricultural soils and bioaccumulation in plants of Dabaoshan Mine[J]. Soils, 2017, 49(1): 141-149. |
[38] | Sanders J R. The effect of pH on the total and free ionic concentrations of mnganese, zinc and cobalt in soil solutions[J]. European Journal of Soil Science, 1983, 34(2): 315-323. DOI:10.1111/j.1365-2389.1983.tb01037.x |
[39] |
董德明, 杨彬, 刘淼. 化学连续浸提法对土壤中Zn和Mn化学形态的研究[J]. 吉林大学自然科学学报, 1998(1): 62-66. Dong D M, Yang B, Liu M. Studies on the forms of Zn and Mn in soil by means of Sequential chemical extraction[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Jilinensis, 1998(1): 62-66. DOI:10.3321/j.issn:1671-5489.1998.01.014 |
[40] |
吴亚, 陈思, 张卫红, 等. 多花黑麦草对铝胁迫的生长生理响应[J]. 植物科学学报, 2018, 36(5): 755-760. Wu Y, Chen S, Zhang W H, et al. Growth and physiological responses of Lolium multiflorum to aluminum stress[J]. Plant Science Journal, 2018, 36(5): 755-760. |
[41] |
何沅洁, 刘江, 江韬, 等. 模拟三峡库区消落带优势植物根系低分子量有机酸对土壤中铅的解吸动力学[J]. 环境科学, 2017, 38(2): 600-607. He Y J, Liu J, Jiang T, et al. Simulated desoeption kinetics of lead by the dominant plant roots released low moleculae weight oeganic acids from the Watee-Level-Fluctuating Zone in the Theee Goeges Reseevoie[J]. Environmental Science, 2017, 38(2): 600-607. |
[42] |
郑佳佳, 姜晓, 张晓军. 广东大宝山矿区周围土壤重金属污染状况评价[J]. 环境科学与技术, 2008, 31(11): 137-139, 145. Zheng J J, Jiang X, Zhang X J. Pollution assessment of heavy metals in soil around Dabaoshan polymetallic ore deposit[J]. Environmental Science & Technology, 2008, 31(11): 137-139, 145. DOI:10.3969/j.issn.1003-6504.2008.11.039 |
[43] |
秦建桥, 夏北成, 胡萌, 等. 广东大宝山矿区尾矿库植被演替分析[J]. 农业环境科学学报, 2009, 28(10): 2085-2091. Qin J Q, Xia B C, Hu M, et al. Analysis of the vegetation succession of tailing wasteland of Dabaoshan Mine, Guangdong Province[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2009, 28(10): 2085-2091. DOI:10.3321/j.issn:1672-2043.2009.10.015 |
[44] |
丘英华, 吴林芳, 廖凌娟, 等. 广东大宝山矿区周边植被现状及矿区植被恢复重建[J]. 广东林业科技, 2010, 26(5): 22-27. Qiu Y H, Wu L F, Liao L J, et al. Analysis of vegetation actuality and restoration in Dabaoshan Mining Field, Guangdong Province[J]. Guangdong Forestry Science and Technology, 2010, 26(5): 22-27. DOI:10.3969/j.issn.1006-4427.2010.05.005 |
[45] |
陈三雄, 陈家栋, 谢莉, 等. 广东大宝山矿区植物对重金属的富集特征[J]. 水土保持学报, 2011, 25(6): 216-220. Chen S X, Chen J D, Xie L, et al. Heavy metal accumulation characteristics of plants in Dabaoshan Mine in Guangdong Province[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2011, 25(6): 216-220. |
[46] |
黄红英, 徐剑, 白音, 等. 大宝山矿污染弃耕农田不同恢复植被下土壤动物群落结构及多样性[J]. 中国农学通报, 2011, 27(24): 80-85. Huang H Y, Xu J, Bai Y, et al. Soil animal community structure and diversity under different restoration vegetation in polluted abandoned farmland of Dabaoshan Mine[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2011, 27(24): 80-85. |
[47] |
王娟, 王正海, 耿欣, 等. 大宝山多金属矿区土壤-植被稀土元素生物地球化学特征[J]. 地球科学-中国地质大学学报, 2014, 39(6): 733-740. Wang J, Wang Z H, Geng X, et al. REE biogeochemistry of soil-vegetation system in Dabaoshan Polymetallic Mine[J]. Editorial Committee of Earth Science-Journal of China University of Geosciences, 2014, 39(6): 733-740. |
[48] | Chen J, Wang W H, Wu F H, et al. Hydrogen sulfide alleviates aluminum toxicity in barley seedlings[J]. Plant and Soil, 2013, 362(1-2): 301-318. DOI:10.1007/s11104-012-1275-7 |
[49] | Liao J B, Wen Z W, Ru X, et al. Distribution and migration of heavy metals in soil and crops affected by acid mine drainage:public health implications in Guangdong Province, China[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2016, 124: 460-469. DOI:10.1016/j.ecoenv.2015.11.023 |
[50] | Baroni F, Boscagli A, Di Lella L A, et al. Arsenic in soil and vegetation of contaminated areas in southern Tuscany (Italy)[J]. Journal of Geochemical Exploration, 2004, 81(1-3): 1-14. DOI:10.1016/S0375-6742(03)00208-5 |
[51] |
王英辉, 陈学军, 赵艳林, 等. 铅锌矿区土壤重金属污染与优势植物累积特征[J]. 中国矿业大学学报, 2007, 36(4): 487-493. Wang Y H, Chen X J, Zhao Y L, et al. Heavy metal pollution in soils and plant accumulation in a restored Lead-Zinc mineland in Guangxi, South China[J]. Journal of China University of Mining & Technology, 2007, 36(4): 487-493. DOI:10.3321/j.issn:1000-1964.2007.04.014 |
[52] |
秦俊梅, 白中科. 安太堡露天矿不同复垦基质和植物中重金属含量及污染评价[J]. 水土保持学报, 2013, 27(1): 176-181. Qin J M, Bai Z K. The content and pollution assessment of heavy metal in reclaimed mediums and plants at antaibao opencast mine[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2013, 27(1): 176-181. |
[53] |
黄小娟, 江长胜, 郝庆菊. 重庆溶溪锰矿区土壤重金属污染评价及植物吸收特征[J]. 生态学报, 2014, 34(15): 4201-4211. Huang X J, Jiang C S, Hao Q J. Assessment of heavy metal pollutions in soils and bioaccumulation of heavy metals by plants in Rongxi Manganese mineland of Chongqing[J]. Acta Ecologica Sinica, 2014, 34(15): 4201-4211. |
[54] |
游龙江, 罗绪强, 张桂玲, 等. 雷公山常见植物叶片铝元素含量特征[J]. 贵阳学院学报(自然科学版), 2017, 12(4): 102-104. You L J, Luo X Q, Zhang G L, et al. Characteristics of aluminum contents in leaves of common plants in Leigong Mountain[J]. Journal of Guiyang University Natural Sciences (Quarterly), 2017, 12(4): 102-104. DOI:10.3969/j.issn.1673-6125.2017.04.025 |
[55] |
李俊凯, 张丹, 周培, 等. 南京市铅锌矿采矿场土壤重金属污染评价及优势植物重金属富集特征[J]. 环境科学, 2018, 39(8): 3845-3853. Li J K, Zhang D, Zhou P, et al. Assessment of heavy metal pollution in soil and its bioaccumulation by dominant plants in a Lead-Zinc Mining Area, Nanjing[J]. Environmental Science, 2018, 39(8): 3845-3853. |