三峡库区沉积物锑的环境地球化学特征研究

来源 :华北水利水电大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:maohhmaohh
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基于2015-2016年三峡库区干流3个水期的60份表层沉积物样品,以及典型支流3个采样点处的柱状沉积物样品,本文对三峡库区沉积物锑(Sb)的环境地球化学特征展开了详细研究。通过结合标准化方法和相对累积频率法,获得了三峡库区沉积物Sb的地球化学基线,并展开人为影响和环境影响评价研究。此外,进一步运用梯度扩散薄膜技术(DGT),在毫米尺度下针对典型支流沉积物中的有效态锑(DGT-Sb)进行测定和分析研究。本文所得到的研究成果如下:(1)通过运用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS,Elan DRC-e)对干流沉积物中Sb的含量进行测定,所得含量范围为0.67-1.59 mg/kg,平均含量为1.14±0.19 mg/kg,变异系数为16.65%;其平均含量高于长江沉积物和中国水系沉积物Sb的环境背景值,但与太湖、南四湖、青海湖等地区沉积物内Sb含量相比,三峡库区干流沉积物内Sb平均含量处于较低水平。(2)时间尺度上,2015年-2016年沉积物内Sb的平均含量逐渐降低,主要与库区Sb人为来源排放量与输入量的减少有关;空间格局上,三峡库区沉积物内Sb的含量总体上沿长江干流呈现先增大后减少的波动趋势,但库区下游地区的含量仍高于库区上游,排列顺序为:库区中游>库区下游>库区上游;三峡库区沉积物Sb含量的空间格局受到局部地区人为来源的输入、水库调度、水利条件、沉积物粒度差异等因素的影响。(3)标准化方法和相对累积频率法所得到的地球化学基线值相近,最终确定三峡库区沉积物Sb的地球化学基线为1.12 mg/kg,该结果与库区沉积物内Sb的平均含量相近,且分别为长江沉积物和中国水系沉积物Sb环境背景值的1.35倍和1.17倍;基于基线值的人为影响研究结果表明,库区中游受到人类活动的干扰。(4)地积累指数法的评价结果显示,三峡库区沉积物内Sb的污染水平为无污染和无污染到中度污染两个等级;富集因子评价法的结果显示其污染水平为无污染和轻微污染两个污染等级;潜在生态风险评价法的结果表明,库区沉积物中的Sb存在低度潜在生态风险;此外,上述评价方法均显示,库区中游奉节地区受到人为活动的轻微影响。(5)典型支流沉积物内DGT-Sb的含量很低,约为其总量的10-5倍,且总量出现较大值的点,DGT-Sb的含量并非较高,柱状沉积物内DGT-Sb含量在垂直和横向上的波动较大,且在沉积物–上覆水交界处存在浓度梯度,在上覆水中出现峰值现象,并在水下约10cm处出现“次峰”现象,“次峰”的出现与可移动态Fe、Mn的含量无关,此外,沉积物中的DGT-Sb未呈现出向水环境中释放的风险,而表现为由上覆水中向沉积物中累积。
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