城市淺水湖泊沉積物中典型污染物形態(tài)分布及復(fù)合關(guān)系研究.pdf

1、與流域性湖泊相比，城市淺水湖泊由于直接受納城市生活污水、部分工業(yè)廢水和城市地表徑流污水等，污染更嚴(yán)重，對人類健康的影響也更直接。因此，探討城市湖泊沉積物中典型污染物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化、復(fù)合效應(yīng)關(guān)系具有重要的理論和現(xiàn)實意義。本文以我國3個城市淺水湖泊——江蘇省南京玄武湖、大明湖和山東省濟南大明湖為研究實例，系統(tǒng)研究了沉積物中磷形態(tài)、有機質(zhì)組分及Cr、Cd、Fe、Mn、Mo、Ni、Pb和Zn 8種重金屬化學(xué)形態(tài)的垂直分布規(guī)律，并應(yīng)用結(jié)構(gòu)方程模型對

2、沉積物中的磷形態(tài)一有機質(zhì)組分-鐵/錳形態(tài)的互作關(guān)系進行了分析和研究。得出的主要結(jié)論有： (1)城市淺水湖泊沉積物的理化特性在不同湖泊差異較大，且對污染物質(zhì)(磷形態(tài)、有機質(zhì)組分及重金屬形態(tài))在湖泊沉積物中的賦存形態(tài)及分布規(guī)律具有重要的影響。因此，深入研究湖泊水生態(tài)系統(tǒng)沉積物的理化特性，對把握湖泊水污染發(fā)生機制，控制湖泊污染具有重要意義。 (2)所研究的3個城市淺水湖泊沉積物中TP含量在大明湖中最高，玄武湖中最低，在垂向

3、上的分布規(guī)律有所不同。沉積物中不同磷形態(tài)的分布有所差異，Al-P含量較低，Ex-P、ACa-P、De-P含量在大明湖最高，玄武湖最低；Fe-P、Bi-P含量由高到低的順序為玄武湖>莫愁湖>大明湖；Or-P含量為玄武湖>大明湖>莫愁湖。且3個湖泊污染程度為：玄武湖>莫愁湖>大明湖。湖泊間隙水中總?cè)芙鈶B(tài)磷與沉積物總磷及穩(wěn)定態(tài)磷相關(guān)不顯著，與活性較強的Ex-P、Fo-P及易于礦化的Or-P具有很強的相關(guān)關(guān)系。 (3)所研究湖泊均屬于

4、多腐殖質(zhì)湖，腐殖化程度在莫愁湖最高，玄武湖最低，大明湖居于二者之間，腐殖化隨深度增加而增加。沉積物中WSOM含量相差不大，隨深度變化受人為干擾和風(fēng)浪影響規(guī)律不明顯。FZA、HA和FA含量基本上為莫愁湖>玄武湖、大明湖，垂向上隨深度的增加，含量呈遞減趨勢。 (4)所研究湖泊沉積物中Cr、Cd、Fe、Mn、Mo、Ni、Pb和Zn的總量分布及垂向上的變化趨勢在不同湖泊沉積物中有所差異。Fe、Cr和Mo主要以殘渣態(tài)存在；Ni、Pb、C

5、d、Zn主要以殘渣態(tài)和可氧化態(tài)存在；而Mn主要以殘渣態(tài)和可交換態(tài)為主要賦存形態(tài)，不同重金屬的形態(tài)隨深度的變化規(guī)律有所不同。 (5)所研究沉積物中重金屬的潛在遷移指數(shù)在玄武湖和莫愁湖沉積物順序相同：Mn>Pb>Zn>Cd>Mo>Fe>Ni>Cr，而大明湖與此不同，沉積物中潛在遷移指數(shù)為：Mn>Zn>Mo>Pb>Cd>Ni>Cr>Fe；且所研究湖泊沉積物中重金屬的潛在遷移威脅程度玄武湖和莫愁湖相差不大，大明湖最低。 (6

6、)所研究湖泊的沉積物中磷形態(tài)和重金屬形態(tài)之間存在不同程度的相關(guān)關(guān)系，在適宜的環(huán)境條件下這些形態(tài)或組分可能進行相互轉(zhuǎn)化。所以控制穩(wěn)定形態(tài)向易釋放形態(tài)的轉(zhuǎn)化，或把活潑形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定形態(tài)可能是湖泊沉積物污染治理的一種好方法。 (7)SEM模型中潛變量P、O和潛變量Fe、Mn間具有不同程度的正負相關(guān)關(guān)系，表明沉積物中污染物質(zhì)的復(fù)合關(guān)系也有很大的差異。城市淺水湖泊沉積物中磷形態(tài)與鐵/錳形態(tài)、有機質(zhì)組分間的相關(guān)關(guān)系也能從側(cè)面角度來反應(yīng)它們