东鞍山尾矿库粉尘对果树花期影响的研究

东鞍山尾矿库粉尘对果树花期影响的研究 鞍山市环境保护研究所生物研究室 朱 一 、 概况 东鞍山尾矿库是一座大型赤铁矿选矿废 水沉淀池 , 位于鞍山市东南郊三公里外 , 占 地一千七百四十九亩 。 每年处理三千多万吨 选矿废水 。 绎二十一年运转 , 淀积淤平 , 于 一九七九年报废 。 库内干涸 , 地裸露着粉 沫状沉淀物 (称尾矿粉 ) 。 尾矿粉颗粒微细 , 由0 . 3一0 . o o lm m 大 小不等砂粒组成 , 其中o . o 1 3 m m 以下的颗粒 占4 0 。 9% , 易随风飘扬 。据有关单位测定 , .风 速在 4 ~ 5 米 /秒时空气含尘 量 为 1 6. 4 m g / M 3 , 6 一 7 米 /秒时 , 可达 6 6 , g m ‘zM ““ “ o 位于尾矿库南到东南的唐家房乡顾家房果园 ( 图 1 ) 从尾矿库无水后 , 产量逐年下降。 考察发现 : 尾矿粉尘易随风飘扬 , 特别在千 燥季节的主轴风向 , 受尘量大。 果树枝 、 干 和叶的表面 , 土壤表层 , 都复盖着粉尘 : 连 花朵里也装有相当量的粉尘 。 为了弄清粉尘 在果树生产上的影响 , 于 1 9 8 3年 4 月一 1 9 8 4 年 6 月进行了本项研究。 图 1 调查实验和降尘监测点分布图 二 、 研究方法和材料 1 一监测 、 实验点的布设 根据地形 、 气 象条件 、 距离等参数 , 在距尾矿库白00 米 以 内的果树区 , 划分为 A 、 B 、 C 三个区域 , 并设 10 个监测考察点。 选 3 5 0 0 ~ 4 0 0 0米的唐 家房村为对照区 , 称D 区 〔图 1 ) 。 2 . 尾矿粉尘对果树花雌蕊柱头污染情况 调查 各点选一棵果树 , 分别按迎 、 背风向 在上 、 中、 下取样 (每株取 24 个花序 、 1 00 一 120 个花朵 ) 。 分离出雌蕊柱头用 . “压片法” 制片 , P u r is 胶封固 , 在显微镜下计算雌蕊 柱头上着落尾矿粉颗粒数 (取小5 , 以 上 计 算 ) 。 3 . 自然座果率调查 为统一条件 , 防止 因土质 , 管理等条件的差异影响调查结果 , 只在A 、 B 、 C 三个区进行 。 按对角线交叉 选五株树 (较少的按V 形定三株 ) 调查 。 取 有代表性的主 、侧枝 , 连续计数花序和座果数 . 刁“研究曾得到辽宁省农科院果树研究所高级农艺师 温树英 、中国农科院果树研究所农艺师逢树春的热情指导 , 特致感谢 。 二 引自鞍钢矿山研究所 《用植被法治理尾矿 库粉尘 的 试验报告》 (每株树调查30 0一 4 00 个花序 )计算座果率 。 4 . 尾矿粉对座果率影响的实验 选择条 件近似的相邻的两株树 , 一株为污染实验株 , 另一株为对照 。 每株选20 个左右花序 , 蓓蕾 期套袋 , 开花后及时人工授粉 , 立即套袋 。 授粉前向实验株花朵喷洒适量尾 矿粉 。 一卜至 十五天后观察子房发育情况 , 计算座果率 , 制做标本 。 5 . 花朵受尘及尾矿的成份对比分析 将 采集果树花用蒸镶水洗 2 ~ 3 次 , 洗涤液沉 淀烘干 ; 取尾矿库内20 厘米以下尾矿粉 , 烘 干 。 两种样品分别用赖式偏光显微镜测定矿 岩组份。 显微摄影。 6 . 果园区降尘量的测定 、 在 ,A 、 B ·、 C · 区设四个监泌点 , 在 D 区设一对照监侧点 , 按月测定果树生长期 自然降尘量。 总之 ; 尾矿库粉尘对下风 向的果树雌蕊 柱头有明显污染 , 越近越重 , 3 5 0 0 ~ 40 0 0米 以外地区基本见不到污染 。 · 2 . 自然座果率情况 按分布情况 , 苹果 做了 A 孟 B 、 C 、 三个区 ; 南果梨只有A 、 B 两个区 。 调查结果见表 3 。 表 3 国光苹果 、 南果梨自然座果情况调查表 ’ 区区 域域 花 序数数 有果花 序序 有果 数数 座果花序率率 座果率率 ((((((((((( % ))) (% ))) 苹苹苹 AAA 1 6 0 888 9 2 999 1 4 7 222 S L 。 888 1 8 。 333 果果果 BBB 9 9 111 6 9 555 1 2 0 111 7 0 。 111 2 4 。 222 CCCCCCC 1 6 7333 1 5 6 888 3 1 5 666 9 3 。 777 3 7 。 777 南南南 AAA 1 6 0 333 7 2 000 1 1 1555 4 4 。 999 1 1 。 666 ,, 果果 CCC ’ 1 7 1 888 1 4 6 666 2 6 4 111 8 5 。 333 2 5 .飞飞 梨梨梨梨梨梨梨梨梨 三 、 结果与讨论 1 . 粉尘在雌蕊柱头上的着落情况 ‘按平 均值分别取四个区调查结果 (表 1 )。 A 区是 B 区的 1 . 8倍 、 C区的 4 倍 、 D 区的47 . 9倍 。 表 1 雌蕊柱头着尘盘 。 , * 【 平均数 }单个柱头受 ’} 单个柱头受 ’ _ L’ 七己. J屯与 l / Z 、 、 } 月、 『创 元户 韶幼户 1 .t 、 护, “、 牢九 - - - 止二上二皿兰兰型生-}一兰立当兰竺一一 A ⋯ 5 7 5 ’ ⋯’5 28 ⋯ ‘2。” { 3 2。 ⋯ ‘。‘。 ⋯ 。 C { “ 2 ⋯ 3 5 6 ⋯ ‘” D 】 ‘2 } ‘6 1 0 . 苹果每个花序按五朵花计算花朵座果率 。 南果 梨侮个花序按六朵花计算花朵座果率 。 卡方检验 : 苹果 : X Z = 1 0 . 5 ) X 飞2 ) (0 . 0 1 ) = 9 . 21 尹 命差异极显著 ; 南果梨 : X “( 1) (0 . 01 ) = 6 . 63 5 > X “ = 6 . 4 ) X ( i ) (0 . 0 5 ) = 3 二 8 4 1 兴 差异显著 。 无论苹果还是南果梨C区的座果率都 比 A 、 B两个区高 , C区都是A 区的二倍。 自然 座果率同雌蕊柱头受尘量 、 距离呈现相反的 对应关系 ( 图 2 ;) 。 统计分析结果表明 , 四个区域的雌蕊柱 头受尘量 , 差异极为显著 , 而同一个区域内 各个处理没有区别。 说明距离不 同 , 花朵污 染不 同。 分析每株树向污面的花朵和背污面花朵 受尘量 ( 表 2 「 ) , 前者要大于后者。 表 2 向污面与背面雌蕊平均受尘皿比较表 (个 ) 方 向 } A 6 6 0 4 8 9 】C ID ‘ 4 4 9 ⋯1。。⋯13’, 2 } 8 8 1 ’。 图 2 苹果座果率 、 源距同雌蕊柱头者尘全 之间.关系曲线 面面迎背 3 . 人工污染对比实验 凡受尾矿粉尘直 接污染了的花朵 , 座果率大大下降。 从实验 结果 (表 4 )可以看出 : 南果梨的座果率污染 株是对照株的 1/ 3 , 苹果只是 1/ 3 . 7 。 相差比 较悬殊 。 表 4 人工污染对比实验结果 座 果 枝 未 座 果 枝 座果率 (% ) 树 种 夕花序数 污染株 对照株 污染株 照 株 污染株 对 照 株 南 果 梨 国光 苹果 3 0 。 0 2 0 。 2 9 0 一 0 7 5 。 8 阮IJ工⋯‘任一Ž1二厅‘Q甘OJ月才几七279.峡O1勺自 4 . 花朵里粉尘和尾矿粉对比分析结果 两种来源不 同粉尘的矿物组成 ( 表 5 ) 都是 相同的 , 只是构成比略有差别 , 可能和矿物 比重风力搬运有关 。 花朵里的粉尘主要来源 于尾矿库已着落在地表面上的尾矿粉 。 5 . 自然降尘最 在82 年 5 月 ~ 9 月和 84 年 4 月进行测定 , 结果见表 6 。可见超标率达 表 5 尾矿粉 、 花朵里粉尘成分对比分析 粉尘来源 石 英 ( % ) 铁 矿 ( % ) 连生体 ( 纬 ) (石英与 铁矿) 绿泥石 ( % ) 果 树花朵 尾 矿 库 8 2 7 4 。 0 7 l 0 9 。 8 8 9 。 8 8 6 。 1 表 6 顾家房果园生长期自然降尘监测结果 1 8 0 ⋯ ⋯ ; 号 点 { 2 号 点 { 3 号 点 ‘ { 4 号 点 ! 6 ( 对 照点 ) 一一卫一一巴型翌笠望坐暨竖二竺型 } 五 { 3 0 . 0 1 { : . 6 ⋯1 0 1 . 7 5 ) : 3 . 。 }: 。. 63 1 1 . 6 }: 1 . 。: } ; . : 11 0 . , 5 1 。. 3 7 应三二匹亚困三三亚互二匹二亚三二 源 距 ( M ) 8 3 0 3 5 0 0 说明: 降尘 浓度单位T / 月 KM Z ; △降尘采样罐丢失, 一为不超标 。 75 % , 在顾家房果园内四个点达86 % 。 距离 一 最近的2 号点 ( 80 m ) 全年平均降尘 1 57 · 51 月 T / 月 · K M Z , 超标 18 . 7倍 。 高于对照点2 7 . 4 倍 。 使果园受污染的有N至 SW 八方位风向 。 一 对83 年 5 ~ 8 月相对湿度等参数同降尘量对 比 ( 表 7 ) , 看出在尾矿库干涸的情况下 , 降 尘量是有关气象因子综合作用的结果 。 影响 风向出现频率数多 , 风速较大, 相对湿度低 _ 表7 八三年气象条件同自然降尘盆对照表 平均风速 ( m / s ) J、方位风向 频数 ( 次 ) 降尘量均值 (T /月 ·K M Z ) 4 。 0 3 。 8 6 7 一 7 14 6 。 5 2 9 。 5 9 . 1 Ž叮.注月rn口J任咬od曰 2 。 9 2 。 5 1 4 的月份, 自然降尘量就大。 根据鞍山气象台测定 (监测频 率 8 次 1 日) , 8 3年 4 月 24 日~ 5 月 5 日果树花期的十 四天里 , 共发生58 次影响风向 , 其中风速 4 米/ 秒以上的38 次 , 6 ~ 14 米/秒的 15 次 (资 料来源于鞍山气象台 ) 。 如前所述 , 此时空 气含尘量可达 1 6 . 4~ 6 6 . 9 m g /M “, 污染情况 相当严重 。 对 83 年降尘量分析 , 建立幂 函 数 关 系 式 , 利用最小二乘法计算其系数及指数 , 得 经验公式 (平均风速2 . 9米/ 秒 ) : Y “ 4 1 3 2 . 8 x 一 。· 5 1 X : 下风向源距 (m ) Y : 降尘量 ( T / K M Z月 ) 降尘量随距离增加而衰减明显 (图 3 )。 在 6 00 米以内衰减数率较大 ; 6 00 米以远渐趋 缓 ‘漫。 蕊柱头是果树花受粉 、受精的重要器官 。正常 情况下在柱头的表面复盖着一层粘液 , 呈微 酸性 ( p H 6 . 6 ~ 6 . 5 ) , 是保证授粉 、 受 精 过程不可缺少的条件 。 向果树花喷洒稀释米 醋 , 提高座果率 , 已被生产上广泛采用。 然 而由于大量浮选药剂残留 , 使尾矿粉呈碱性 ( p H S . 8 . 辛 ) , 它着落在柱头上 , 必然改变 柱头的生理生化性质 。 显微观察发现 : 在清洁的雌蕊柱头上 , 有明显湿润感 , 粘有大量花粉 , 大部分花粉 可以萌发 , 有较多花粉管进入花柱 , 粘有较 多尾矿粉尘的柱头 , 几乎形成矿粉尘层 , 表· 面干燥 , 甚至出现萎蔫现象 , 着落少 量 花 粉, 可萌发的也不多 , 伸到花柱的花粉管也 聊聊无儿 。这样也降低了已着落花粉的活性 , 导至座果率降低而减产 。 加飞 距 四 、 小结 1 . 东鞍山尾矿库在无水状态下 , 尾矿粉 对局围环境的污染程度和范围受相对湿度 、 影响风频 、 风速和地形等因素制约 。 从顾家 房果园来看, 因山谷小区气候影响 , 南到东 南一带较重 , 距尾矿库60 0米以内, 为重 污 染区 , 60 0 ~ 85 0米为中污染区 ; 8 50 米以远 为轻污染区至无污染 。 南至西南一带距尾矿 库 4 00 米以内 , 为重污染区 ; 4 00 ~ 600 米 为 中污染区 , 6 00 米以远为轻污染至无污染区 。 2 ‘尾矿粉尘对花期果树影响明显 , 使座 川尘,ƒ务气 图弓 降尘衰减曲线 8 4年 4 月 降尘量 , 因库内有水 , 同83 年 情况截然不同。 建立数学模型为 ( 平均风速 4 . 9米/ 秒 ) Y = 9 8 。 3 6 一 9 。 9 5 In X 可见库内是否有水直接影响环境里粉尘 分布状态 。 6 , 尾矿粉对果树花生理功能的影响 雌 果率明显 下降。污染较重的花朵不能座果 , 即 使座果 , 果形也不正常。据测定 , 自然情况下 , 重污染区座果率要比轻污染区低一倍左右。 3 . 尾矿库有水将大大降低对 环 境 的 污 染 。 有关单位 , 在未根治尾矿库之前 , 应适时适量的向库区内放水 。 特别在果树 、 农作物花期, 尤为重要 。 4 . 废弃尾矿库已成为严重危害环境的污 染源 , 正在运行的尾矿库的堤坝和浅滩也危 害环境。 有关部门应动员力量 , 采取积极措 施 ( 加石油膜复盖 、 植被复盖等 ) , 尽快控 制或根治。