有色金属矿山资源是我国经济建设和社会发展的重要物质基础,但有色金属矿山废弃地带来严重的环境危害。植物修复是矿山废弃地环境治理最经济有效的方法。我国目前针对有色金属矿山废弃地的环境治理和植物修复技术研究相对滞后,试验示范性技术攻关研究较少。安徽铜陵冬瓜山铜矿与北京矿冶研究总院合作,曾于1999-2001年间在其下属的杨山冲尾矿库开展了局部尾矿无土种植草本植物试验,在水木冲尾矿库开展了无土植物护坡工程技术试验。无土植物修复试验效果较好,但对这些植物在不覆土条件下存活的耐性机理尚不清楚。本论文选取安徽省铜陵市冬瓜山铜矿杨山冲尾矿库和水木冲尾矿库为研究对象,从生物地球化学角度研究重金属在根际尾矿-植物间的迁移转化规律,揭示植物的耐性机理,为有色金属矿山废弃地无土植物修复提供科学依据。主要取得以下认识:　　 (1)两尾矿库尾矿均呈中性或弱碱性,可以有效降低尾矿中重金属的溶解度,避免植物吸收过多重金属离子。植物修复显著提高了根际尾矿的有机质含量和有效氮、速效磷、速效钾含量,但对阳离子交换量的改变不明显。同时,植物修复明显提高了根际尾矿的呼吸强度和蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶、纤维素酶、多酚氧化酶的活性,改善了尾矿的不良性质,有利于尾矿中有机质、氮素、有机磷的新陈代谢和循环转化。　　 (2)根际尾矿中对植物生长可能具有胁迫性的元素是Cu、Mn、Zn、As、Cd。用修改后的BCR连续提取法对它们的赋存特征进行分析,结果表明:根际尾矿Cu、Mn、Zn、Cd的环境活性低于非根际尾矿。As形态主要是还原态,生物有效态比例非常低。两尾矿库尾矿Cu、Mn、Zn、As、Cd的赋存特征表现不同,但都足Cu、Zn、Cd的迁移转化能力比Mn、As强。各元素有效态含量Cu＞Zn＞Mn＞As(Cd)＞Cd(As)。　　 (3)我们对修复植物地下部分和地上部分重金属元素含量分析表明,尾矿上生长的所有植物Cu、Zn、As含量均高于正常土壤生长的植物,部分植物Cd含量高于普通柿物,Mn含量在正常范围。植物体内Cu、Zn、As、Cd的化学形态分析表明,Cu、Zn在植物地下部分以盐酸提取态和醋酸提取态为主,As、Cd以氯化钠提取态和醋酸提取态为主,四种元素在植物地上部分的形态主要是氯化钠提取态、醋酸提取态和盐酸提取态3种不活跃的形态。从生物地球化学角度阐释植物耐性机理:植物阻止尾矿中大部分的Cu、Zn、As、Cd(BCF＜1)进入根系,进入地下部分和地上部分的这些元素主要通过沉淀、与小分子有机酸和结合蛋白等螯合,避免了在植物细胞内敏感区域祟积,从而减轻毒害作用。　　 (4)植物营养元素分析表明:氮和磷可能是植物在尾矿生长的限制因子。综合分析结果,我们认为野艾蒿是研究植物中最适宜在铜矿尾矿上生长的植物。　　 (5)通过ABA法和NAG测试对两尾矿库表层尾矿(0-100 cm)产酸潜力进行预测,结果表明水木冲尾矿库尾矿有可能产生酸性废水,杨山冲尾矿库剖面40 cm和100 cm处尾矿可能产生酸性废水。植被恢复可以解决尾矿表层40 cm以上的产酸问题。尾矿动态淋滤实验表明:两尾矿库尾矿淋出液均呈碱性。水木冲尾矿库尾矿淋出液的电导率、Cu、Mn、Zn、As、Cd的溶出量、SO42-离子含量明显高于杨山冲尾矿库。经过植被恢复的尾矿环境污染风险明显降低。