植被恢复对铅锌尾矿重金属固定化及团聚体有机碳的影响机制研究

针对铅锌尾矿重金属污染与生态修复难题，研究人员通过对比不同植被覆盖区（DA、SA、BA、CK），系统探究了植被恢复对尾矿团聚体重金属形态转化（如残渣态Pb/Cd/Cu/Zn增加）、稳定性提升及有机碳（OC）固存的作用。研究发现微团聚体（<0.25 mm）更易富集重金属，而植被恢复促进大团聚体形成并增强OC积累，为尾矿生态修复提供了关键理论依据。

　　

铅锌矿开采产生的尾矿因富含重金属（如Pb、Cd、Cu、Zn）且稳定性差，长期威胁生态环境和人类健康。这些重金属可通过食物链富集，引发恶性肿瘤、心血管疾病等健康风险。尽管物理、化学修复方法存在成本高或二次污染问题，生物修复又受限于微生物特异性，中国堆积如山的尾矿（年排放超16亿吨）亟需生态解决方案。湖南某研究团队在《Journal of Environmental Sciences》发表研究，首次系统揭示了植被恢复如何通过调控尾矿团聚体结构，同步实现重金属固定与有机碳（OC）增储。

研究采用野外采样结合实验室分析，选取湖南郴州铅锌尾矿库（自然风化15年）的四种植被覆盖区（密集区DA、稀疏区SA、裸地BA及对照组CK），测定pH、EC（电导率）、CEC（阳离子交换容量）等指标，并通过分级筛分法分离不同粒径团聚体（>2 mm至<0.05 mm），分析重金属形态（酸溶态、残渣态等）及OC分布。

研究结果

1. 理化性质变化：植被恢复显著提升尾矿pH和CEC（BA<><>SA>DA>CK）降低，表明植被改善了尾矿的缓冲能力和养分保持能力。
2. 重金属分布规律：微团聚体（0.25-0.05 mm和<0.05 mm）重金属浓度高于大团聚体，但植被恢复促使酸溶态Cd/Cu/Zn向残渣态转化，降低生物有效性。
3. 团聚体稳定性：植被促进>2 mm大团聚体形成，其OC含量显著高于微团聚体，且稳定性与OC呈正相关（r>0.7），而<0.05 mm OC与酸溶态重金属呈强负相关。

结论与意义
该研究证实植被恢复通过三重机制协同修复尾矿：① 提升pH和CEC，促进重金属钝化；② 优化团聚体结构，增强OC固存能力；③ 通过OC-重金属相互作用（如螯合）降低环境风险。这一发现为尾矿生态修复提供了可推广的技术路径，同时为碳中和背景下OC增汇策略提供了新思路。作者Tao Tian等强调，未来需结合长期监测以验证植被-团聚体-重金属互作的动态机制。