烏梁素海沉積物污染特征及營養(yǎng)鹽釋放規(guī)律試驗(yàn)研究.pdf

1、沉積物污染是湖泊污染的重要研究內(nèi)容之一，也是世界范圍的一個(gè)突出環(huán)境問題。作為湖泊生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，沉積物不僅是湖泊營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)的中心環(huán)節(jié)，而且是污染物的主要蓄積庫。在湖泊水體與沉積物相互作用的過程中，當(dāng)外源得到有效控制后，沉積物中相當(dāng)一部分的營養(yǎng)物質(zhì)會(huì)重新釋放到水體中，形成湖泊營養(yǎng)鹽的內(nèi)源負(fù)荷。目前，在湖泊沉積物污染研究方面，一些研究者已對(duì)巢湖、太湖、滇池、東湖等進(jìn)行了分析，但對(duì)于寒早區(qū)湖泊研究甚少。
　　 本文以我國北方

2、半干旱地區(qū)湖泊一烏梁素海為研究對(duì)象，定量分析了烏粱素海沉積物中營養(yǎng)鹽與重金屬的水平和垂直分布特征，利用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)一步研究了表層沉積物營養(yǎng)鹽與重金屬間的相互關(guān)系，并對(duì)沉積物的有機(jī)污染和重金屬污染現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)。在此基礎(chǔ)上利用環(huán)境化學(xué)、生物地球化學(xué)的理論，初步進(jìn)行了污染機(jī)理的分析，主要通過烏梁素海原狀和擾動(dòng)混合沉積物中氪、磷、鐵和錳的釋放試驗(yàn)，探討了當(dāng)環(huán)境因子(pH和DO)變化時(shí)內(nèi)源營養(yǎng)鹽釋放對(duì)上覆水體水質(zhì)的影響，得出了以下主要結(jié)

3、論：
　　 (1)對(duì)沉積物碳-氮-磷耦合關(guān)系及環(huán)境意義研究結(jié)果表明：TOC／TN比值反映出有機(jī)質(zhì)來源可能是湖泊水生生物和陸源輸入，其中外源輸入略占主導(dǎo)，且二者之間具有顯著的正相關(guān)關(guān)系，TOC/TP比值高于TOC/TN，TN/TP比值的水平分布表現(xiàn)出與TOC／TP比值相似的變化特征。
　　 (2)烏梁素海表層沉積物有機(jī)污染評(píng)價(jià)結(jié)果表明：全湖的有機(jī)指數(shù)均值為0.42，處于尚清潔狀態(tài)，w(ON)的均值為0.17％，屬于有機(jī)氮污

4、染狀態(tài)。
　　 (3)營養(yǎng)元素與重金屬間的相關(guān)分析表明：重金屬元素Cu、Cr、Ph、Cd兩兩具有極顯著的正相關(guān)性：有機(jī)質(zhì)與As和Hg呈極顯著正相關(guān)，總氮與Hg呈極顯著相關(guān)，與Pb呈極顯著負(fù)相關(guān)，總磷只與As呈顯著負(fù)相關(guān)。R-型聚類分析結(jié)果將本論文研究的9種金屬元素分為3類。采用主成分分析法對(duì)烏梁素海表層沉積物營養(yǎng)鹽與重金屬進(jìn)行因子分析，得到4個(gè)因子，并進(jìn)一步分析討論了各主成分的科學(xué)內(nèi)涵。
　　 (4)運(yùn)用地累積指數(shù)法和潛

5、在生態(tài)危害評(píng)價(jià)法對(duì)冬季和夏季兩次采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行重金屬污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià)，并對(duì)兩種方法進(jìn)行了比較。兩種方法的評(píng)價(jià)結(jié)論基本一致：夏季烏梁素海表層沉積物以Hg和As的污染最為嚴(yán)重，冬季H2和As的污染相對(duì)減弱，而Cd又成為主要污染物。
　　 (5)烏梁素海原狀和擾動(dòng)混合沉積物內(nèi)源營養(yǎng)鹽釋放室內(nèi)模擬試驗(yàn)結(jié)果表明：高pH值和低溶解氧有利于DIP和DTP的釋放，TN的釋放由于受不同形態(tài)氮的影響而比較復(fù)雜，F(xiàn)e和Mn在中偏酸性及厭氧條件下容易釋放：擾

6、動(dòng)混合沉積物中營養(yǎng)鹽的釋放效果不如原狀泥樣明顯。
　　 因此，本研究探明了烏粱素海沉積物中污染物的分布特征、來源、現(xiàn)狀污染程度及其對(duì)水體富營養(yǎng)化的影響，為水體污染治理和制定污染控制對(duì)策提供科學(xué)依據(jù)，以診斷湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況，為恢復(fù)受損濕地功能提供指導(dǎo)和參考意見。
　　 環(huán)境條件變化下沉積物一水界面營養(yǎng)物遷移轉(zhuǎn)化過程的研究，為進(jìn)一步尋找與烏梁素海內(nèi)源污染治理相適應(yīng)的修復(fù)技術(shù)及烏粱素海富營養(yǎng)化綜合模型的建立奠定了基礎(chǔ)