摘要
本研究以湖南某铅锌尾矿作为研究对象，依托课题组前期筛选出的蘑菇渣和碳酸钙为复合改良剂对铅锌矿渣进行基质改良，利用不同植物模式的生态位功能差异，构建模拟矿山中试系统、设置CK组（100％铅锌矿渣）、S0组（90％矿渣+5％蘑菇渣+5％碳酸钙）、S植物组（90％矿渣+5％蘑菇渣+5％碳酸钙+植物）,分别为S栾（单一乔木栾树）、S夹（单一灌木夹竹桃）、S香（单一草本香根草）、S复（乔灌草复合），研究不同处理模式下尾矿矿渣实验前后基本理化性质、酶活、重金属含量及形态、植物生长情况、重金属富集效果、根系结构、微生物多样性以及模拟矿山中试装置在降雨时的重金属流失状况，定量计算装置的生态拦截效果，为矿山修复奠定坚实的理论基础。主要研究结果如下: （1）不同处理下的基质基本理化性质、重金属形态及微生物群落结构分析 试验后，S植物组pH提高了0.14-0.27,含水率、孔隙度、有机质、阳离子交换量分别提高5-9％、9-11％、102-106％、54-66％;蔗糖酶、脲酶活性分别提升130-680％、2-8％;总氮、总磷、总钾含量分别提升85-115％、0-22％、0.9-10％;S0组中Zn的流失量显著低于CK组，S植物组的Zn、Pb流失量显著低于CK组和S0组，S复组Pb、Zn流失量略低于其他三组;相比CK组，S0组中Pb、Zn的酸可提取态、可还原态组分含量分别下降93％、38％和13％、9％;相比S0组，S栾、S夹、S香、S复残渣态Pb分别提升6.45％、5.38％、11.79％、6.42％,残渣态Zn分别提升3.98％、3.35％、7.89％、2.14％。不同处理模式对细菌、真菌物种数量影响较大，对细菌物种丰富影响较小;不同组别间细菌门水平差异不大，改良剂的添加和植物的生长提升了以酸杆菌门为代表的细菌相对丰度，同时降低了子囊菌门等对植物生长有害的真菌丰度。 （2）改良铅锌矿渣下不同修复模式的植物生长及重金属富集特性 复合模式中木本植物株高、生物量增量高于单一模式，草本植物低于单一模式，系统生物量增量排序为S复＞S栾＞S夹＞S香，S复为S栾的1.25倍、S夹的2.35倍、S香的16.3倍。复合模式促进了栾树、夹竹桃地下部的生长，抑制了香根草地下部的生长。复合植物模式可以通过增大生物量的方式增大栾树、夹竹桃的重金属积累量。S植物组均能提高系统的重金属去除能力，其中S复效果最好，分别是S栾、S夹的1.2、1.4倍。 （3）不同处理模式对重金属的生态拦截效果 CK组渗滤体积在不同降雨强度下均低于S0组，S植物组渗滤体积均低于CK组和S0组，S复系统渗滤液体积小于三种单一模式、渗滤液体积仅为CK纯矿渣对照组的0.37倍，改良剂的添加、植物的生长可提高基质保水性，复合植物模式系统的保水性优于单一模式，说明复合模式对于基质中Pb、Zn的固定作用强于单一模式;复合模式对于Zn的富集效果强于单一模式，单一模式S夹对Pb的富集效果最好;整体来看复合模式对系统重金属的生态拦截效果最佳。
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