废弃铜矿区辅助植物稳定化修复策略的十年长期田间试验评估

《Environments》：Ten Years of Aided Phytostabilization in a Former Cu Mine: Evaluating Soil Recovery Under Different Amendment and Vegetation Strategies

　　

摘要

辅助植物稳定化——将土壤改良剂与耐性植被相结合——已被证明能有效改善受污染土壤的理化性质并降低潜在毒性元素（PTE）的迁移性，但长期研究较为匮乏。本研究评估了西班牙西北部一处废弃铜矿区一项已持续10年的（辅助）植物稳定化田间试验的演变过程，比较了不同的土壤修复和PTE固定化策略。矿区土壤（Spolic Technosol）呈强酸性（pH 2.7–3.6），具有高毒性（可利用[Cu]为51–108 mg kg^?1），有机质和养分严重匮乏，几乎无植被覆盖。试验设置了三种改良剂——堆肥（PC）和两种技术土（PT1、PT2），以及三种种植处理——Agrostis capillaris（AGR）、Salix viminalis（SAL）和未种植对照组（UNP）。在施用改良剂前及施用后第1、2、3、6和10年采集土壤样品，对其理化性质进行分析。所有改良剂均能立即改善土壤性质，如pH（5.3–7.0）、阳离子交换量（CEC_e，41–59 cmol_c kg^?1）和养分浓度（P_Olsen、可交换态Ca、Mg、K或全碳和全氮），并降低了铜的有效性（最高可达三个数量级），从而促进了植被的定殖。不同改良剂导致了不同的初始演化轨迹，但这些轨迹逐渐趋同，最终呈现出长期土壤恢复的共同模式。辅助植物稳定化在十余年间有效改善了土壤关键化学功能；然而，改良剂的选择应与场地特定的修复目标和监测计划相一致。