【摘 要】
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金矿尾砂含有重金属,基质营养缺乏,植被自然恢复困难,对其开展生态修复研究意义重大。本文依托国家重点研发课题,以山东三山岛金矿尾砂为对象,探究了尾砂重金属和营养元素淋溶释放特征,开发了提升尾砂持养适生性能的改良剂,建立了改良剂分别与功能菌和高羊茅联合修复的方法,揭示了联合修复调控尾砂养分、重金属形态和改善植物适生性的作用机制。重金属地积累指数Igeo评价结果表明,尾砂中As具有极度污染能力,Pb次之
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金矿尾砂含有重金属,基质营养缺乏,植被自然恢复困难,对其开展生态修复研究意义重大。本文依托国家重点研发课题,以山东三山岛金矿尾砂为对象,探究了尾砂重金属和营养元素淋溶释放特征,开发了提升尾砂持养适生性能的改良剂,建立了改良剂分别与功能菌和高羊茅联合修复的方法,揭示了联合修复调控尾砂养分、重金属形态和改善植物适生性的作用机制。重金属地积累指数Igeo评价结果表明,尾砂中As具有极度污染能力,Pb次之;动态淋溶试验结果发现,尾砂中营养元素较重金属更易释放,不同淋溶速度和pH对重金属淋溶释放的影响规律有所差异,其中Zn和Mn释放率高于Cu、Pb和As,双常数速率方程和一级动力学方程可用于表征五种重金属淋出的动力学过程。研发的复合改良剂(1%泥炭+1%污泥+4%膨润土)提高了尾砂持养适生能力,速效氮、磷、钾及有机质含量分别提升了 163%、225%、30%和253%,其中泥炭可有效提高尾砂速效钾和有机质含量,污泥对尾砂中速效氮、磷含量提升效果明显,膨润土可增加尾砂保肥保水性。改良剂与功能菌联合修复金矿尾砂结果表明,联合修复有利于减少尾砂中重金属的释放,改善金矿尾砂养分,对重金属Pb、Zn、Cu表现出一定的钝化效果,铵态氮、硝态氮、速效钾、速效磷分别提高了 133.33%、114.55%、15.17%和58.95%;尾砂微生物群落结构分析表明,联合修复导致与尾砂中TN和TP含量呈负相关性的酸杆菌门(Acidobacteriota)丰度显著降低,而有利于尾砂理化性质改善的马杜拉放线菌(Actinomadura)丰度增加了 573.79倍。改良剂与高羊茅联合修复金矿尾砂结果表明,尾砂中速效氮、磷、钾提高了 42.21%-71.47%,改良剂可显著提高高羊茅的茎长(35.33%)和鲜重(27.19%),降低重金属活性,从而导致植物组织中重金属浓度降低了27.71%-53.44%,有效缓解了金矿尾砂重金属污染对植物生长的胁迫;微生物群落分析发现,改良剂降低了尾砂中硫杆菌的相对丰度,从而降低了尾砂中重金属的迁移率和生物有效性,有利于尾矿库植被恢复。论文的研究成果可为金矿尾砂重金属和养分释放风险评价及防控提供科学参考,为同类型黄金矿山尾矿库的生态修复提供技术和理论支撑。
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