本文主要研究的是重金属镉在地表水与地下水联系紧密的平原滞洪型水库库区底泥中的迁移转化行为及其在底泥介质中的污染特性。重金属镉进入环境不能被降解只会蓄积,并对农作物等植物及人类造成严重的危害,而石佛寺水库中存在有沈阳市农业高新技术产业区供水水源地和沈阳市第七水厂黄家水源地两个水源地,该水源地以傍河取水作为供水方式,因而重金属镉可能随地表水入渗作用危及到地下水,因此研究库区底泥中重金属镉的迁移转化行为及其在底泥介质中的污染特性对于重金属镉污染的防治具有重要意义。由于库区中的黄家水源地是沈北新区主要供水水源地,所以本次研究对保障沈北新区的供水安全也具有重要的实际意义。同时对拓展重金属镉在底泥介质中迁移转化行为的研究领域具有重要的理论意义。本文通过布设采样点并检测重金属镉含量,得到重金属镉在库区内的空间分布情况为库区的东部高于西部,北部高于南部,低漫滩高于高漫滩。重金属镉在垂向的迁移性大于横向,表现为垂向的蓄积性。从岩性来看,粉质粘土中重金属镉的含量要高于粉质细砂高于细砂。通过重金属镉与各因素作相关性分析,深处底泥中重金属镉的含量与其中的铁含量呈显著的正相关性。重金属镉的含量与p H值呈负相关性,说明碱性土壤更易于吸附重金属镉,重金属镉在酸性条件下更容易进行迁移转化而不易被固定。重金属镉与底泥含水率的负相关性表明了底泥介质含水率越高重金属镉的含量越低,被吸附的重金属镉可能被解吸随其中存在的孔隙水进行迁移,固相组分占比越多,越容易吸附固定重金属镉。也可能是其中溶解态镉含量小,因此含水率越高的底泥重金属镉含量越少。根据重金属镉生态危害评价及内梅罗指数评价法,可知库区重金属镉底泥空间分布综合污染程度为轻污染,污染等级为3级,污染物超过起初污染值。重金属镉在C点位160cm到200cm深度处的污染最为严重,污染程度为中污染,潜在生态危害程度也达到中度。通过底泥对重金属镉的吸附动力学与解吸动力学试验,得到结果各多孔介质对重金属镉的平衡吸附量大小关系为25℃粉质粘土>15℃粉质粘土>25℃粉质砂土>15℃粉质砂土>25℃细砂>15℃细砂,其对应的最大吸附量分别为93.53mg/kg、91.71mg/kg、81.82mg/kg、77.5mg/kg、53.8mg/kg、47.5mg/kg。温度越高,底泥的准二级吸附速率常数值越大,重金属镉在底泥介质中到达吸附平衡时间越短。库区底泥对重金属镉的解吸速率大小关系:25℃细砂>15℃细砂>25℃粉质砂土>15℃粉质砂土>25℃粉质粘土>15℃粉质粘土,解吸速率的大小与多孔介质的比表面积呈负相关关系。通过溴离子的穿透曲线得出底泥多孔介质粉质粘土弥散系数为0.0033m~2/d,弥散度为0.017m,有效孔隙度为24.6%。能够为以后的学者研究石佛寺水库库区重金属镉在底泥中的运移模拟提供参数支持。重金属镉在底泥多孔介质粉质粘土中的穿透曲线呈现出非对称性及明显的拖尾现象说明镉离子在迁移过程中存在动态的吸附解吸的化学非平衡现象。通过库区底泥介质在不同条件下对重金属镉的等温吸附试验,库区底泥介质的化学性质中氧化还原电位大和小都会降低p H,增加重金属镉的迁移性,离子强度增大抑制重金属镉的迁移,胶体存在时促进重金属镉的迁移。氧化还原地位的改变条件下,对重金属镉的吸附作用大小为:粉质粘土>还原性土壤>氧化性土壤。离子强度的增加,底泥介质对重金属镉的吸附量减少,离子强度的增加也导致离子间相互作用力增加,溶液中可自由结合的离子增加,加速了重金属镉的运移。有胶体存在时,硅胶带有大量负电荷,且胶体具有巨大的表面积和表面能,可以对重金属镉产生静电吸附或专性吸附,使得吸附在底泥中的重金属镉以表面络合形式吸附到胶体中,从而降低底泥对重金属镉的吸附量。通过微生物16S扩增子测序,本次试验的筛选出丰度排名前十的微生物种类为阿氏芽孢杆菌、双孢梭菌、酸性细菌RBG细菌16-70-10、缺陷假单胞菌、球形节杆菌、伯氏杆菌、危险罗尔斯通氏菌、普通拟杆菌、鲍曼梭菌、大肠杆菌CSP1-8,并未检测出已知的耐重金属镉性强的微生物种类。根据重金属镉在C、D两点的含量分布特征与微生物种类的分布特征对比,所测得的优势菌种微生物与其并无显著的相关性。通过两种水生植物根系部分对重金属镉的富集试验,得到香蒲对重金属镉的富集作用略大于芦苇,能够达到1.25mg/kg。通过试验可知,研究区内芦苇与香蒲对底泥中的重金属镉具有较强的富集作用,能够作为重金属镉的污染防治和修复的植物选择。说明植物也是重金属镉迁移行为的主要去处。建议通过种植芦苇和香蒲来富集底泥中的重金属镉,从而减轻重金属镉对水库环境造成的危害。且可以通过定期去除植物,来达到修复库区重金属镉污染的目的。