山西汾河河流生態(tài)地球化學特征與重金屬污染機制.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、汾河流域是山西省工業(yè)集中、農業(yè)發(fā)達的地區(qū),在山西省的經(jīng)濟發(fā)展中具有舉足輕重的作用。近年來降雨偏少,且季節(jié)性明顯,河流的生態(tài)功能已大為衰退。隨著直接或間接排入汾河的污染物越來越多,由此帶來的環(huán)境污染與事故日漸突出,嚴重威脅著人類健康。其中重金屬因其自身的非降解性和通過食物鏈富集、毒性放大的特性,其污染問題備受關注。
   本文主要研究內容如下:對汾河進行了系統(tǒng)的水體多介質(水、懸浮物、底泥)地球化學測量及河漫灘剖面測量;著重對八種

2、重金屬元素Hg、Cd、Pb、As、Cr、Cu、Ni、Zn進行了生態(tài)地球化學評價。嘗試測定了汾河河漫灘沉積物的210Pb豐度。估算了汾河沉積物的沉積速率和重金屬沉積通量;大致推導了重金屬的主要污染時期。對重金屬含量高的樣品進行重金屬形態(tài)分析,探討了其生態(tài)危險性,并對重金屬元素的來源及其遷移轉化進行了探討。
   論文主要成果與認識如下:
   (1)、汾河重金屬在懸浮物中含量最低,在水中含量較高,在底泥中最高。從太原到河津

3、,汾河重金屬含量總體上趨于增加。
   黃河過濾水中重金屬元素含量均低于河津過濾水中含量,黃河臨猗重金屬高于黃河禹門口。汾河枯水期懸浮物中重金屬元素濃度均低于豐水期。反映在豐水季節(jié)泥沙夾帶了大量的污染組分進入河流。汾河底泥的污染程度高于黃河。總之,汾河水體對黃河有明顯的重金屬輸入污染。
   (2)、汾河污染物主要在太原盆地和臨汾盆地沉積物中,太原盆地沉積物重金屬峰值集中在12~66厘米,臨汾盆地重金屬富集峰值的深度大致

4、在88~100厘米左右。推測重金屬累積通量高值段出現(xiàn)在20世紀80年代初以后時期,為重金屬人為負荷量輸入高峰期。重金屬濃度與其沉積通量分布呈正相關性,與南方河流不同。太原盆地和臨汾盆地是汾河的納污庫,將來有可能是黃河新的污染源。
   (3)、采用目前國內外主要的評價方法,全面、客觀評價了汾河水體及沉積物中重金屬元素的污染程度。綜合各種評價方法,認為汾河水體己受到重金屬污染:Hg、Cr、Cd在河津為國家標準(GB3838-200

5、2)Ⅴ類水,六個監(jiān)測斷面上Hg的含量均屬國家標準V類水。汾河水體中Pb、As、Zn、Cu和Ni含量較低,污染較輕。汾河河漫灘沉積物主要污染也是汞鎘污染,其他重金屬污染相對較輕。六個沉積柱重金屬污染程度遞降的順序為,MHH1420副>MHH1419>MHH1418>MHH1421>MHH1414>MHH1417,除MHH1418(介休)無重警樣,其他沉積柱都出現(xiàn)了重金屬污染嚴重現(xiàn)象,即生態(tài)系統(tǒng)服務功能嚴重退化,生態(tài)環(huán)境受到較大破壞,生態(tài)問

6、題較大,生態(tài)災害較多。
   (4)、對汾河河漫灘不同站位沉積物中Hg、Cd、Pb和Zn元素進行了形態(tài)分析,形態(tài)分析中各元素的“非穩(wěn)態(tài)”含量可以反映不同站位人為因素的影響。Hg、Cd、Pb和Zn四種重金屬中,Hg的遷移環(huán)境風險最低,Cd的環(huán)境風險最高,Pb和Zn存在潛在危害。當環(huán)境條件改變,沉積物中Cd最易活化釋放到水體中,形成新的污染源,應引起足夠重視。
   (5)、重金屬來源研究采用與流域巖石重金屬含量對比,結合相

7、關分析和因子分析法,并與汾河流域工業(yè)發(fā)展狀況進行對照。自然的汞主要來自P1x、C2、C3、O2f等沉積巖地層,巖漿巖和變質巖對汞污染的貢獻很少。含鎘偏高的地層主要是T1和C3。人為的汞鎘污染主要與山西工業(yè)燃煤及采煤業(yè)有關。其他輕微或中等污染的重金屬在沉積物中都顯示不同程度的富集,除來自于流域巖石的自然風化和侵蝕外,也與流域內的人口激增和工商業(yè)蓬勃發(fā)展有關。此外,推測重金屬富集的原因可能與汾河地塹的獨特的地質構造有關,該結論有待進一步研究

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