金矿的开采和冶炼过程会对矿区河流产生严重的重金属污染,而受重金属污染的沉积物又会作为污染源对周围环境产生潜在的生态风险,因此掌握沉积物中重金属的释放规律非常重要。本文采集了山东省招远界河受矿山废水污染河道表层沉积样品,采用BCR连续提取法分析了重金属砷和锌的赋存形态,采用搅拌式直流反应器(Stirred-flow reactor)对沉积物进行重金属动力学释放模拟实验,分析了粒径和pH对沉积物中重金属释放的影响,并采用双位点平衡动力学模型对实验结果进行了模拟。主要结果如下:(1)四种沉积物理化性质差异较大,pH最低为4.2,最高为7.8。上游沉积物LS12、LS16的粒径整体小于中游沉积物JH26、JH27。重金属砷和锌的含量都很高,远高于中国河流的平均值。砷的弱酸可提取态含量都很低,在2.6%~9.9%之间。含量最多的为残渣态。锌的弱酸可提取态含量都很高,除沉积物LS16外,含量都在60%以上。(2)对沉积物原样进行了淋洗实验,并在时间为60 min和210 min处设置了两次间歇时间。发现随着时间的增加,砷和锌的释放浓度逐渐降低,在时间小于200min时,砷和锌释放的都很快,之后随着时间的增加,两种重金属的释放逐渐缓慢。两次间歇时间之后砷和锌的释放浓度都有一定程度的增大,说明这两种元素的释放是受时间控制的动力学过程。另外,双位点平衡动力学模型能够很好的模拟两种元素的动力学释放过程。(3)将沉积物分为四个粒径等级:<0.048 mm,0.048 mm~0.18 mm,0.18mm~0.9 mm,0.9 mm~2 mm。分别对每个粒径的沉积物进行淋洗实验。从小到大四个粒径的沉积物中砷的释放量分别为:5.8 mg/kg,4.9 mg/kg,6.8 mg/kg,8.8mg/kg,锌的释放量分别为:933.7 mg/kg,894.3 mg/kg,741.7 mg/kg,629.4mg/kg。锌的释放量要远大于砷的释放量。随着粒径的增加,砷的释放量整体呈增加趋势,而锌的释放量逐渐减小。(4)对背景溶液设置了三个p H,分别为pH=3、6、9。发现背景溶液的酸碱性明显影响两种重金属的释放,而且两种重金属在四种沉积物中的释放规律存在显著的差异,这是因为重金属在沉积物中的形态不同,有的是以比较容易解吸出的弱吸附态的形式存在,有的可能是以沉淀态的形式存在的。在pH条件改变后,沉淀态的重金属会通过沉淀溶解的形式逐渐释放出来,造成淋洗液中重金属的浓度明显增高。