多功能型城市人工湿地汞分布特征及其量变分析

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zth123456
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着我国城市化进程加快,城市人工湿地数量也显著增多。与自然湿地相比,城市人工湿地有着众多其他自然湿地不可替代的生态功能,比如调节城市气候、提供城市景观娱乐、保护城市生物多样性、城市防洪泄洪、污染物净化和降解等,具有生态价值和社会价值,是城市可持续发展所依赖的生态系统。但是人工湿地中的各类污染物,包括氮磷污染物、有机污染物、重金属污染物等对人类生活有一定潜在危害。汞(Hg)作为一种具有持久性、高毒性、生物累积性的重金属污染物之一,在水体中易在微生物的作用下转化为毒性更强的甲基汞(MeHg),因此,湿地是汞的敏感生态系统。尤其是近年来,我国推进城市生态文明建设,城市湿地成为城市环境很重要的一部分。但对城市人工湿地研究却滞后于城市发展,影响到城市生态安全和社会经济健康。由于城市人工湿地的生态服务功能与自然湿地有着明显的不同,存在受人为活动干扰强烈、面积变小、功能减弱、污染加剧等问题。这些特征使得汞在城市湿地水体中的迁移转化具有区别于其他生态系统的特殊性。城市湿地的建设、维护对环境汞的分布及转化有哪些影响还不清楚,特别地,纳污是城市湿地的一个重要生态功能,由于城市污水水质及污水处理工艺的复杂,城市污水经污水厂处理排入城市湿地后对受纳水体中汞含量有何影响也有待于进一步研究。因此,当前有必要加强城市湿地中汞的分布及迁移转化行为的研究。鉴于此,本文以重庆某集城市生活废水处理中水接纳、河道净化、景观水体等多功能为一体的城市湿地公园为例,对水体、沉积物、植物中总汞与甲基汞进行研究,利用物料平衡核算分析了多功能城市湿地中汞分布特征及其源汇关系,结果可为保证湿地公园的生态环境安全提供科学支持。主要研究结果如下:(1)污水处理区出水THg浓度范围为1.9838.03 ng·L-1(平均值为9.10±5.84 ng·L-1),出水MeHg浓度范围为0.090.84 ng·L-1(平均值为0.34±0.08 ng·L-1);湖泊深度净化区THg浓度范围为0.3785.69 ng·L-1(平均浓度为6.76±2.29 ng·L-1),MeHg浓度范围为0.041.47 ng·L-1(平均含量为0.35±0.17 ng·L-1)。从季节分布来看,THg浓度在夏季高于其它季节,并且各采样点均在8月出现峰值。从垂直分布来看,水体总汞、甲基汞含量垂直分布规律具有一致性,均表现出表层<深层。(2)不同系统对水体THg和MeHg的源汇行为不同。污水处理区对水体THg和MeHg具有一定去除效果,其平均去除率分别为69.2%和58.8%。对于本研究的整个城市湿地公园来说,总汞每年可降低155.50 g,甲基汞每年可降低1.65 g,是水体总汞和甲基汞的汇。(3)湿地沉积物中THg浓度范围是13.792621.624μg·kg-1,平均值为160.201±109.758μg·kg-1;MeHg浓度范围是0.02115.553μg·kg-1,平均值为1.561±1.836μg·kg-1。根据水流流向(入口附近→湖中区域→出口附近),THg含量沿水流流向除秋季略有升高以外,春季、夏季和冬季呈现总汞含量逐渐降低的趋势;MeHg含量除秋季有明显降低以外,其余三季(春、夏、冬)呈现出升高的趋。从剖面垂直分布情况,THg、MeHg含量有在浅层达到峰值进行富集的趋势,并随着深度的增加而逐渐减小。特别地,在1216 cm段均为先增加后降低,14 cm处出现峰值。(4)沉积物是水体中的汞重要来源。沉积物——水界面THg扩散通量的范围是0.510149.037ng·m-2·d-1,贡献率范围是0.45%97.7%;MeHg扩散通量的范围是0.038910.994ng·m-2·d-1,贡献率范围是0.18%12.8%。(5)湿地中粉美人蕉的THg含量平均值为31.058±27.306μg·kg-1,MeHg含量平均值为0.103±0.059μg·kg-1;黄菖蒲的THg含量平均值为31.942±17.750μg·kg-1,MeHg含量平均值为0.097±0.069μg·kg-1;风车草的THg含量平均值为44.046±35.772μg·kg-1,MeHg含量平均值为0.256±0.487μg·kg-1;再力花的THg含量平均值为92.571±154.061μg·kg-1,MeHg含量平均值为0.126±0.097μg·kg-1。这表明不同种类的植物对总汞、甲基汞的吸附能力不同。这四种植物THg含量大小表现为:再力花>风车草>>黄菖蒲>粉美人蕉,MeHg含量大小表现为:风车草>再力花>粉美人蕉>黄菖蒲。该城市湿地这四种植物中根的THg浓度平均值为78.519±56.579μg·kg-1,MeHg浓度平均值是0.197±0.165μg·kg-1;茎的THg浓度平均值为17.730±9.066μg·kg-1,MeHg浓度平均值是0.073±0.056μg·kg-1;叶的THg浓度平均值为35.328±5.374μg·kg-1,MeHg浓度平均值是0.126±0.031μg·kg-1。这表明同类植物的不同部位对汞的富集能力也有差异,不同部位THg含量大小顺序与MeHg含量大小顺序一致,均表现为:根>叶>茎。(6)根据富集系数的大小,这4种植物对总汞的富集能力强弱表现为:风车草>再力花>黄菖蒲>粉美人蕉。根据转运系数的大小,这四种植物体内对总汞的转移能力强弱表现为:粉美人蕉>黄菖蒲>风车草>再力花。根据植物对汞富集特征的差异,粉美人蕉应属于富集型。黄菖蒲、风车草和再力花属于根部囤积型。综上所述,该城市湿地公园所选取的粉美人蕉、黄菖蒲、风车草和再力花四种植物能够在一定程度上起到控制汞污染、美化景观、增加生态系统多样性等作用。
其他文献
目的:本研究观察并探讨了应用脱细胞真皮基质在鼻腔鼻窦内翻性乳头状瘤切除术后,黏膜形态恢复及上皮化情况,比较并分析了患者主观症状评分及黏膜鼻内镜下评分,评价脱细胞真皮
近20年来手足口病(Hand,foot and mouth disease,HFMD)在全球尤其是在亚太地区广泛流行,近年来我国每年感染手足口病约200万人,位列各种传染病年感染人数之首,并呈现逐年增长趋势。手足口病的病原虽然有多种,但是绝大多数重症及死亡病例仍是由肠道病毒71型(Enterovirus 71,EV71)感染引起的。SCARB2(Scavenger receptor class B
电离层F2层临界频率(简称foF2)和F2层峰值电子密度对应高度(简称hmF2)是电离层F2层相关特征参数中非常关键的参数。foF2和hmF2在电离层研究和通信中有着重要作用。国际参考电离层(International Reference Ionosphere,简称IRI)模型是电离层研究中应用最为广泛的低地磁活动条件下的经验模型,其最新版本为IRI-2016。由于IRI模型未使用中国地区的电离层
近年来,全球范围内恶性肿瘤的发病与死亡人数仍在不断攀升。因此,构建多功能的纳米体系——将不同诊断技术与治疗手段相结合,用于肿瘤的高效诊断与治疗具有重要的研究意义。
目的:定量检测PDGF-B、ERK1及ERK2 mRNA在尖锐湿疣复发、初发组皮损组织及正常包皮组织(正常对照组)中的表达,探讨PDGF-B、ERK1和ERK2在尖锐湿疣细胞信号传导通路中的意义,为
目的:探讨癌症患者发生缺血性卒中的危险因素、生化指标、病因以及影像表现的临床特点,以提高临床认识。方法:连续性回顾性收集2017年12月至2019年1月中国医科大学附属第一医
蔼理斯在周作人的杂学体系中占据着十分重要的位置。由于思想来源众多,以及涉及的中西语境混杂,周作人对蔼理斯思想的接受存在遮蔽与扭曲的现象。本文围绕1920年代周作人从蔼
本文依据转换语法和系统功能语法的相关理论,从三个方面对美国总统就职演说中的it-外置结构进行了探讨:it-外置的形式、it-外置主句谓词的语义含义以及it-外置的话语功能。本
不可压Navier-Stokes耦合问题是非线性的方程组,需要利用非线性迭代,形成多个线性方程组逼近非线性问题,如果在非线性迭代的过程中,求解每一步线性方程组都利用高阶元的话,那么存储空间的占用会较大,在不减少误差阶数的情况下,计算时间长,取细的网格尺寸对于计算机存储空间是一个很大的挑战.因此,我们需要两步方法来避免这个问题.我们提出了基于完全重叠的并行有限元算法来求解不可压缩磁流体动力方程组,该
多孔炭材料因比表面积大,化学稳定性高,孔结构丰富,质轻,导电性好等优点,在储能领域被当做载体或直接应用。碳基多孔电极材料应用在电化学电容器中表现出许多优点,然而纯的多孔炭材料主要依靠于双电层电容进行储能,比电容较低,能量密度较低。已有研究表明,将杂原子掺杂进入炭材料,可以调控材料的物理化学性质,对炭材料表面进行改性,改变炭材料表面官能团,增加表面亲水基团,增强炭材料的电解液浸润性,提高反应效率,且