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本论文选取长江口南岸吴淞-浏河滨岸段作为典型区域,以有毒重金属Pb、Cd、Cr为主要研究对象,借助SEM与AVS的差值和比值方法对长江口吴淞-浏河带沉积物中的重金属进行生物有效性评价,进而来判断沉积物中的有效态重金属对底栖生物的危害程度;进行潮周期的定点现场观测,研究潮周期过程中物理再悬浮及动力、pH、盐度等环境条件耦合影响下底泥中重金属(Pb、Cr、Cd)的潮周期变化特征;同时利用自制的再悬浮装置(PES)进行室内模拟再悬浮试验,研究重金属(Pb、Cr、Cd)在沉积物-上覆水之间的迁移转化过程。主要得到以下几条结论:1)长江口吴淞-浏河滨岸带Pb、Cr、Cd、Hg、As的平均含量分别为33.1μg·g-1、56.6μg·g-1、0.4μg·g-1、0.38μg·g-1、40.0μg·g-1,其含量均超过上海市潮滩背景值;除Cr外,其它重金属含量均超过上海市土壤背景值。浏河口上游到江苏白茆附近沉积物和水体中Cd平均含量分别为0.189μg·g-1、0.234μg·L-1,分别超过上海市潮滩背景值和2008年6月所采陈行水库水体Cd含量。长江口南岸存在重金属的岸边污染带。2)由于上海腹地工业废水、生活污水的大量排放,使得长江口吴淞-浏河滨岸带沉积物中具有较高的SEM(Simultaneously Extracted Metals)和AVS(AcidVolatile Sulfides)含量,分别为0.20-1.37μmol·g-1、0.20-0.80μmol·g-1,不同重金属的总量、SEM含量都超过了上海市土壤、潮滩重金属背景值,且该研究区域沉积物中以HCl淋滤相存在的重金属占主要形式;浏河口上游长江口南岸沿岸带主要以Cd污染为主,Cr、Pb含量均低于上海市土壤背景值,污染程度较小。3)吴淞-浏河滨岸带沉积物中有机碳、含水率以及沉积物粒径本身是本研究区域中SEM与AVS含量的控制性环境因子;SEM/AVS比值及(SEM-AVS)差值的生物有效性评价结果表明,长江口吴淞-浏河滨岸带沉积物中重金属对水生生物均处于中等毒性水平,底泥的再悬浮作用会加强硫化物结合态重金属的释放,从而引起环境毒性。4)潮周期现场观测过程中,水体流速的变化是控制底泥中重金属向水体释放的主要环境因子。另外,水体中各形态重金属的浓度变化还受其它外在环境因子的影响,如水温、pH、NO3-、DOC、DIC、NH4+、TN等是控制水体底层溶解态Cd的重要环境指标,DO、Eh是控制表层溶解态Cd和Pb环境因子;Cl-是控制底层水体溶解态Pb的重要环境因子;Eh是控制表层水体溶解态Cr的重要环境因子,DO、NO3-是控制表层水体颗粒态Cr的重要环境因子,DOC是控制底层水体可溶性Cr的环境因子,电导率是控制底层颗粒态Cr的重要环境因子。5)相关性分析发现,潮周期现场观测过程中溶解态Cd、Pb、Cr两两之间分别存在显著正相关关系;颗粒态Cd、Pb、Cr两两之间也存在显著正相关,且颗粒态重金属(Pb、Cr、Cd)与全量的Pb、Cr、Cd之间也存在显著相关性。这说明颗粒态的Pb、Cr、Cd具有相似的理化性质及物质来源。流速分别与颗粒态及总量重金属(Pb、Cr、Cd)均呈显著正相关关系。潮水动力对于水体颗粒态重金属的贡献具有不可忽视的作用。6)通过对潮周期现场观测前后底泥柱状沉积物中重金属及其理化参数的含量对比发现,潮周期过程中底泥对Pb、Cr有富集效应;Cd、Fe、Mn的变化可能受孔隙水的影响较大;底泥中Cu、Ni向水体发生了释放;初步判断潮周期过程中动力扰动所影响到的底泥深度大约为0-5cm。7)在受水体生物膜保护的作用下,水体中溶解态和颗粒态重金属含量呈波浪状的变化受重金属吸附的“泥沙效应”影响非常显著;在外界环境因子变化相对稳定的情况下,溶解态和颗粒态重金属在两相之间也会在短时间内达到浓度平衡;同现场潮周期观测结果相似,另外在个别时间点水体中两相态的重金属含量也受DOC、DO等环境因子的控制。8)与潮周期现场观测结果有所不同的是,通过对比室内模拟再悬浮试验前后柱状沉积物中各重金属(Pb、Cr、Cd)及主要理化参数(硫化物、含水率、有机质)的变化,大部分试验结果证实沉积物确实向水体释放了重金属,但途径略有不同:或来源于沉积物经孔隙水向上覆水体的释放(pH模拟);或来源于水体生物膜上铁锰氧化物结合态重金属的释放(盐度模拟);或来源于两者的综合作用(pH、盐度耦合模拟,动力、盐度耦合模拟)。9)与潮周期现场观测结果相似,室内模拟长江口底泥重金属再悬浮试验发现,在有水体生物膜存在的条件下,重金属吸附的“泥沙效应”对水体中重金属的迁移转化影响显著。硫化物的前后含量变化可以作为判断动力扰动到底泥深度的一个有力证据。