论文摘要
采煤塌陷土地是我国重要的后备土地资源,塌陷土地的开发复垦可有效缓解我国的人地矛盾。目前我国广泛采用的塌陷地复垦方式是充填后覆土,但是塌陷地范围一般较大,表层覆土难以解决。前期研究已用粉煤灰分别与酒糟、污泥、糠醛渣配置了复垦基质代替土壤。但粉煤灰和城市污泥中含有一定量的重金属元素,而且长期监测结果表明,基质中的镉含量高于《土壤环境质量标准》（二级标准值）,不适合种植食用植物。要使复垦基质可以代替土壤种植食用植物,必须将基质中的镉去除。本文通过室外盆栽试验,选取可以在基质中生长并对镉有潜在修复能力的十字花科植物和草种植在基质中。通过对基质重金属的形态分析,确定了对基质镉进行植物修复的可行性;测定了植物的生长状况、各部位的生物量、Cd含量等;比较了各试验植物对基质Cd的富集积累能力,分析了植物对基质Cd的去除效果。研究结果表明:（1）基质理化性状可以满足各植物生长要求。基质的容重均低于一般土壤,客观上有利于植物的生长发育和基质养分的转化;田间持水量在70%以上,可为植物生长提供充足的水分;基质配置初期盐分含量较高,经过雨季的淋洗和一年植物种植后能满足一般植物正常生长的需要;有机质和速效氮、磷、钾含量维持在正常水平。（2）基质Cu、Zn、Pb含量较低,基质Cd含量大于土壤环境质量标准值（二级）,但<3.0 mg·kg-1,不会对植物生长产生抑制作用。形态分析结果显示,Cd的活性较大,且Cd各形态间相关性显著,对基质Cd进行植物修复具有可行性。（3）随着种植季数的增加,基质中各植物的出苗率和生长状况明显转好,株高、生物量有大幅度增加。植物的富集特征分析显示,六种植物的转运系数均大于1。系统聚类分析结果表明,结球甘蓝和小白菜的富集能力属于第一类,中等富集能力;油菜、黑麦草和紫花苜蓿属于第二类,低富集能力。（4）定义了年去除率和相对去除年限作为评价植物对基质Cd去除效果的指标。小白菜和结球甘蓝对基质Cd的去除效果好于油菜、紫花苜蓿、黑麦草和早熟禾;小白菜可用作基质1和基质3的潜在镉修复植物,小白菜对基质镉的最大年去除率为2.45%,最小相对去除年限为27.7年。而在植物吸收和雨水淋溶的共同作用下,基质中重金属镉的含量降低了0.41.2 mg·kg-1,淋溶使基质根系作用层的镉发生迁移,积聚在淀积层,但不会向深土层继续迁移,不会对地下水造成危害。预测基质镉含量降低到土壤环境质量标准（二级标准）以下,大约需要510年左右。（5）利用植物修复技术将基质中超标的Cd去除,不仅可以带来经济效益,促进区域经济发展,而且可以带来社会效益和生态效益,改善居民生活环境,稳定社会秩序。植物修复材料的后处理探讨,为复垦基质中镉的植物修复提供参考。