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植物修复是一种利用植物来净化、钝化或固定环境污染物从而去除或减少环境污染的一种环境治理技术。由于其具有的投资少、不破坏场地结构、不引起二次污染等优点,正日益成为重金属污染土壤修复与重建的研究热点。香根草(Vetiveria zizanoides)为多年生禾本科草本植物,对重金属有富集作用,而且具有生物量大、生长期长、可多次刈割、适应性强等特点,是热带和亚热带地区用于重金属污染土壤修复的重要植物之一;腐殖质是有机物质经过微生物分解和再合成的一类组成和结构都很复杂的天然准高分子物质,具有重要的肥力和环境调节功能。根据其在酸碱溶液中的溶解性分为胡敏酸(HA)、富里酸(FA)和胡敏素(HM)三个部分。腐殖质组分中含有羧基、酚羟基、醇羟基、醚基、酮基、醛基、酯及酰胺等各种功能基,其组分可以通过氢键、范德华力、离子交换、配位交换等各种不同机理与土壤中的金属元素、粘土矿物、氧化物、有机污染物等相结合,从而影响这些物质在土壤中的化学行为。尤其是它对土壤中各种金属都有很强的鳌合能力能高效率地鳌合土壤中重金属。为了深入探讨重金属富集植物香根草与腐殖质联合修复土壤重金属污染的效果及其特点,本研究采用盆栽试验研究利用香根草对石灰土中Pb、Zn和Cd的形态、迁移和修复作用,以及在铅锌矿尾矿上研究香根草对重金属镉、锌、铅的吸收、利用和腐殖质对重金属的调控机制,以期为土壤镉、锌、铅污染植物修复提供理论依据和可行方法。根据本研究得出以下结论:1.在石灰土上生长的香根草的株髙、分蘖数、叶片长度、叶片宽度和叶面积都高于在红壤上生长的香根草;在生长过程中红壤上的香根草比石灰土上的香根草更早的发现枯黄现象,说明香根草在石灰土上生长良好。2.在石灰土上生长的香根草,叶片表皮细胞排列紧密,气孔器较小,表现出植物的耐旱性特征,而在红壤上生长的香根草,其气孔器在数目、大小和分布上都略低于石灰土上生长的香根草。香根草在石灰土上生长不仅可以影响气孔行为,提高蒸腾速率,且也会使气孔的行为得以优化,从而使作物在同等条件(光照、温度、CO2浓度等外部环境一致)的情况下可维持比在红壤较高的光合同化能力。3.在两种岩性土壤中,香根草根系与叶片中Cd、Pb和Zn的浓度逐月增加,增长趋势差别显著。红壤上生长的香根草根系中Pb和Zn的浓度高于石灰土上生长的香根草,而Cd的浓度两者差别不大;香根草在石灰土上生长时其叶片中Pb的浓度更高,而Zn的浓度就低于在红壤上生长的香根草。4.以岩溶区1m2石灰土耕地为例,利用香根草修复土壤中的Pb、Zn和Cd,使其总量达到1990年的背景值分别需要27360年、22179年和210年,但是利用香根草仅富集易被植物系数有效态部分,则需要163年,2863年和78年。5.从石灰土的分级形态可以得出,石灰土中Pb的总量很高,但是有效态部分较低,而Zn的总量和有效态都较高。6.香根草在纯尾矿上生长受重金属Cd、Zn和Pb的抑制,虽然可以完成所有生理过程,但是生长不良;在添加NPK肥后对香根草的生长有一定的促进作用,但是效果并不显著,但是在NPK肥与腐殖质共同施加的情况下,香根草生长状况良好。其生物量有如下关系:D组﹥C组﹥B组﹥A组,其中A组香根草生长在纯尾矿上,B组香根草生长在添加NPK肥的尾矿上,C组在尾矿中添加了在NPK肥与腐殖质,D组为地带性红壤。7.从香根草不同部位对重金属的吸收情况显示,根系中的Cd、Zn、Pb浓度都大于叶片中Cd、Zn、Pb的浓度,说明香根草根系对Cd、Zn、Pb有更强的富集能力。8.在四种不同处理下,Cd的浓度在根系和叶片中变化趋势相同:B组﹥A组﹥C组﹥D组;Zn的浓度在根系和叶片中变化趋势不同,Zn在根系中的浓度:B根﹥C根﹥A根﹥D根;Zn在叶片中的浓度:B叶﹥A叶﹥C叶﹥D叶;Pb的浓度在根系和叶片中变化趋势为:B叶﹥A叶﹥C叶﹥D叶,B根﹥C根﹥A根﹥D根。但是,由于不同组生物量大小的影响,造成在香根草体内Cd、Zn的浓度B组大于C组的情况下,其总量相比C组大于B组,且远高于其他两组;根系中C组的Pb总量最高,而叶片中B组的总量远高于其他各组,他们的变化规律:B叶﹥C叶﹥A叶﹥D叶,C根﹥B根﹥A根﹥D根。这说明考虑植物吸附时不能只考察植物体内的总金属的浓度,还必须同时考虑植物的总生物量大小。10.对尾矿中重金属Cd、Zn和Pb做形态分析处理后显示,离子交换态和碳酸盐结合态在香根草的整个生长周期里都呈增长趋势,这表示香根草对这三种重金属均具有活化作用,有利于香根草对其的吸收。11.在四种不同处理下,香根草对铅锌矿尾矿中重金属Pb、Zn和Cd的抗性指数都相对较高,这说明香根草对重金属Pb、Zn和Cd的抗逆性很强,尤其是在有腐殖质存在下对铅锌矿尾矿中的重金属抗性表现的尤为突出。12.从香根草细胞显微结构上显示,在纯尾矿中生长的香根草,叶片表皮细胞排列紧密,气孔器较小,表现出旱生植物生长的耐旱性特征,而添加有机质(经腐化的桔梗和枯草)和肥料共同处理下,气孔器在数目、大小和分布上都明显高于其他处理。