石佛寺水库是辽河干流上的滞洪型平原水库,由于水库上游的辽河干流沉积物中部分重金属含量超标,水库蓄水后造成库区底泥含有部分重金属。库区内因建有沈阳市农业高新技术产业区地下水水源地,水源地开采加速了地表水的入渗补给,底泥作为地表水与地下水水力联系的通道,其中重金属的迁移转化是否会对水源地产生影响,成为关注的问题。本研究通过对库区底泥中重金属铬分布特征以及迁移转化与污染防控研究,可以为库区内沈阳市农业高新技术产业区水源地供水安全保障提供技术支持,同时为石佛寺水库水环境的污染防治提供科学依据。本次研究主要完成了以下几方面工作。1.石佛寺水库环境特征分析。通过对石佛寺水库地区的自然概况资料,对库区内水文气象、水文地质条件分析。掌握石佛寺水库库区的环境特征。2.石佛寺水库库区重金属铬分布特征与风险评价。在库区布设采样点,并检测土样的铬含量,根据结果,确定其在库区内的空间分布情况为水库东部铬含量高于西部与中部,水源地附近土壤中铬含量较高。采用Hakanson潜在生态风险评价对铬污染情况进行评价,即水源地附近土壤中铬生态风险较高。3.库区底泥对铬的静态吸附与解吸试验。通过静态吸附与解吸实验,了解不同岩性的与温度下铬的静态吸附与解吸过程,结果表明,三种岩性土壤对铬的吸附与解吸能力不同,吸附能力表现为:粉质粘土>粉质砂土>细砂,解吸能力与之相反;随温度的升高,吸附与解吸速率常数均增大,但不同温度各土壤的饱和吸附量相差较小。通过数学模型拟合,确定最大吸附量、解吸量以及反应速率常数。4.铬在库区底泥底泥中的迁移转化室内试验。通过室内土柱实验,模拟不同蓄水高度、不同季节的地表水在入渗补给地下水时,铬在土柱中的迁移转化规律。试验结果表明,随蓄水高度的增大,底泥多孔介质的弥散系数与弥散度也随之增大;动态迁移试验表明,当地表水向下入渗补给地下水时,多孔介质中的铬也随水流向下运移,运移量也随蓄水高度的增加而增大,且表层土样受水环境变化的影响最为明显,与此同时,土柱中的化学反应也不断进行着,且还原反应较明显,六价铬转化为三价铬,导致三价铬的含量增加;冬季时,地表水与地下水之间的水力联系虽减弱,但底泥中的氧化还原反应仍不断发生,重金属铬也呈现一个向下运移的趋势。5.库区底泥重金属铬的环境容量分析。通过现状平衡法与环境效应法确定不同岩性底泥中铬含量的临界值,并分析其对铬的容纳能力,确定环境容量。通过土壤现存环境容量综合指数法来确定研究区内目前的环境容量水平。结果表明库区底泥对重金属铬具有一定的容纳能力,且动态环境容量大于静态环境容量。6.水库库区底泥重金属铬污染防治技术研究。在六价铬的胁迫作用下,芦苇与蒲草对铬富集能力较强且长势良好,可通过种植此两种植物从而减轻重金属铬对水库环境造成的危害。本次研究,对拓展铬迁移转化的研究领域具有一定的意义,对于水库水环境质量和地下水水源安全保障也起着十分重要作用,同时对研究区的污染防控与保护工作具有重要的指导意义。