矸石山及其周边村庄土壤浸出液对大麦的毒性作用

煤矸石是煤炭开采过程中产生的一种有害固体废弃物,长期堆积会对周边环境造成严重的危害.为探究矸石山的生态风险,本研究通过水培实验方法考察了煤矸石及其下游村庄土壤浸出液在不同稀释浓度(1∶27、 1∶9、 1∶3和1∶1)下对大麦生长发育的影响及遗传损伤效应.结果表明,低浓度煤矸石浸出液对大麦幼苗根和芽的生长有轻微促进作用,而高浓度煤矸石和村庄土壤浸出液则显著抑制其萌发和生长.随着煤矸石浸出液浓度的升高,大麦叶片丙二醛(MDA)含量增加,叶绿素(Chl)呈现先升高后降低的趋势,而村庄土壤浸出液则表现出较低的毒性效应.此外,高浓度的煤矸石和村庄土壤浸出液导致大麦根尖细胞有丝分裂指数的降低和微核发生率的增加,提示其可能涉及遗传毒性.本研究结果为煤矸石堆放区及其周边土壤的生态风险评估提供了实验依据.     

煤矸石堆积区周边土壤重金属污染特征与植物毒性

煤矸石在自然堆积过程中会通过风化和雨淋条件释放重金属等污染物质,从而对周边土壤环境造成严重的生态危害.研究了矸石山周边土壤中重金属含量,探讨了土壤样本暴露诱导的植物毒性效应,以期全面评估矸石堆积区周边土壤的生态风险.结果表明,煤矸石堆积区周边土壤中Cd、 Pb和Zn的含量平均值均超过山西省土壤元素背景值,并且随着距矸石山的距离越远,土壤重金属含量呈现先上升后下降的趋势;富集因子结果同样显示周边土壤中Cd、 Pb和Zn元素污染较严重.暴露于距矸石山不同距离的土壤后,大麦幼苗生长受抑,部分土壤诱导叶绿素含量降低和丙二醛(MDA)含量升高,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和谷胱甘肽(GSH)活性上升,过氧化氢酶(CAT)活性显著下降,并且造成根尖细胞中有丝分裂指数(MI)降低和微核率(MN)显著上升.皮尔森相关系数表明,矸石堆积区周边土壤中Cr、 As和Zn元素分别与大麦芽重、根重和微核率之间呈显著的正相关,Cu和Pb元素分别与叶绿素和微核率之间呈显著的负相关.