東平湖底泥重金屬污染評價及釋放機理的研究.pdf

1、東平湖是山東省第二大淡水湖泊，也是我國東部地區(qū)典型的淺水湖泊。由于南水北調東線工程的實施，東平湖對整個調水工程的調蓄和輸水具有重要作用，東平湖水質污染及其治理與調水工程效益的發(fā)揮密切相關。湖泊底泥作為環(huán)境物質輸送的宿體，其重金屬的含量與釋放是影響東平湖水質的重要因素。本文以東平湖底泥作為研究對象，應用水文學、土壤學、環(huán)境生態(tài)學的原理，采用現(xiàn)場調查、布點檢測、室內(nèi)分析相結合的方法，分析了底泥及其間隙水中重金屬的含量及變化，探討了pH值、溫

2、度及腐殖酸等因素對底泥重金屬釋放的影響，評價了東平湖表層底泥重金屬的污染特征，為東平湖水環(huán)境保護與污染治理提供了依據(jù)；主要結論如下： 1.東平湖表層底泥中重金屬(Cu、Zn、Pb、Cd)的含量隨湖期變化而不同，豐水期的含量高于平水期且差異顯著。在入湖口處，靠近岸邊的采樣點底泥中重金屬的含量高于中部。底泥中的重金屬含量與底泥的有機質呈正相關，與pH呈負相關，其相關關系顯著或極顯著。 2.東平湖底泥中間隙水的重金屬含量均

3、低于Ⅱ類水質標準，豐水期高于平水期且差異顯著。無論是豐水期還是平水期，四種重金屬之間均呈顯著正相關，其中Cu與Zn的相關系數(shù)達到極顯著水平。底泥中間隙水的重金屬含量與底泥的pH呈負相關；在豐水期，Cu、Zn、Pb的含量與pH的相關關系極顯著；在平水期，只有Cu與pH的相關關系達到極顯著水平。 3.運用地質累積指數(shù)法和潛在生態(tài)危害評價法對不同湖期底泥中的重金屬進行風險評價，兩種方法評價的結論一致。Cd是東平湖底泥中主要的污染物。

4、豐水期Cd的地累積指數(shù)最高可達到6級，達到極強的污染程度；Cu、Zn、Pb的地累計指數(shù)最高僅為1，污染程度屬于無～中；Cd的潛在生態(tài)危害指數(shù)Er最高可達到1547，達到了極強的生態(tài)危害程度，Cu、Zn、Pb的潛在生態(tài)危害指數(shù)Er均低于20，屬于輕微生態(tài)危害。平水期Cd的地累積指數(shù)最高可達到5級，達到極強的污染程度；Cu、Zn、Pb的地累計指數(shù)最高僅為1，污染程度屬于無～中；Cd的潛在生態(tài)危害指數(shù)Er最高可達到1720，達到了極強的生態(tài)危

5、害程度，Cu、Zn、Pb的潛在生態(tài)危害指數(shù)Er均低于20，屬于輕微生態(tài)危害。四種重金屬的污染順序為Cd＞Cu＞Pb＞Zn。 4.室內(nèi)模擬條件下，隨水體pH增加，底泥中重金屬的釋放率明顯下降。在pH=2時，四種重金屬的釋放量最大，平水期Zn、Cd、Cu、Pb的釋放率分別為90％、87％、83％、57％，豐水期Zn、Cd、Cu、Pb的釋放率分別為95％、95％、88％、65％；在pH=8時，平水期Zn、Cd、Cu、Pb的釋放率分別

6、為3％、3％、9.5％、3％，豐水期Zn、Cd、Cu、Pb的釋放率分別為6％、5％、13％、5％。 隨水體溫度的升高，底泥中重金屬的釋放率增大。重金屬釋放率也與湖期有關，在相同溫度條件下，豐水期高于平水期。在水體溫度為0℃時，平水期Zn、Cd、Cu、Pb中釋放率分別為6％、15％、8％、5％，豐水期Zn、Cd、Cu、Pb的釋放率分別為10％、22％、13％、7％；在水體溫度為35℃時，平水期Zn、Cd、Cu、Pb分別為68％、

7、80％、78％、53％，豐水期Zn、Cd、Cu、Pb的釋放率分別為73％、87％、85％、58％。 5.添加外源富里酸可明顯促進底泥中重金屬的釋放。在5g底泥中加入5ml富里酸時，Cu、Zn、Pb、Cd的釋放率分別為73％、18.5％、7.5％和97％；添加量為15ml時，Cu、Zn、Pb、Cd的釋放率分別為80％、22％、10％和99％。隨富里酸用量的增大，底泥中重金屬的釋放作用逐漸增強，與不添加富里酸的對照相比，在添加量為

8、15ml時，Cu、Zn、Pb、Cd的釋放率分別增加了70、10、7、4個百分點。 胡敏酸用量不同時，四種重金屬的釋放率差異達到顯著水平；四種重金屬中，胡敏酸對Cu的釋放促進效應最為明顯，對Cd的釋放效應不顯著。 6.向底泥中加入等量的腐殖酸，不同pH，對重金屬的促進作用不同。隨著pH的升高，重金屬的釋放率逐漸減少。外加富里酸，pH為4～8時，Cu、Zn、Pb、Cd的釋放率范圍分別為80％～51％、22％～15.5％、