贵州阿哈水库重金属时空变化特征及潜在生态风险评价

发布时间：2020-03-30 13:35

【摘要】：自人类步入工业社会后,人为活动对湖库的重金属污染的影响日趋显著,并对水生态系统及人类健康产生严重的危害。本文选取阿哈水库典型重金属污染河流及库心区域,通过系统采集水样、水-沉积物界面、沉积物柱芯等环境样品,研究重金属的时空分布特征与累积过程,揭示沉积物-水界面重金属的迁移转化机制、潜在环境风险及其来源,为湖库重金属污染防治与科学管理提供参考证据。主要取得了以下几点成果:(1)阿哈水库上覆水体重金属均值含量符合我国《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅰ类标准与《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006),没有受到重金属污染,适宜作为饮用水源地。Co、Ni、As在阿哈水库中的迁移转化过程共同受铁锰循环的影响,且Cr、Sb和Pb重金属可能具有相同的污染来源。沉积物-水界面重金属扩散通量结果表明,沉积物孔隙水中Co、Ni、As、Pb等4种重金属的扩散释放对上覆水体产生一定的影响,而沉积物对Zn具有很好的净化吸附效果。通过与之前对阿哈水库上覆水体与孔隙水中重金属的水文周期时空分布特征及扩散通量的比较,发现近十年来阿哈水库污染防控措施起到了积极的效果,水体重金属污染得到明显改善。(2)采样点重金属总量浓度大小为:1#2#3#≈4#,其单个重金属浓度均值大小顺序表现为:ZnNiCrCoCuPbAsSbCd。重金属的形态分析显示,各元素生物可利用态相对比例为:CdCoZnNiPbCuAsCr≥Sb,污染点位则是1#3#2#4#,阿哈水库沉积物中Zn、Co、Ni和Cd的生物可利用性较高,需要关注其对环境造成的危害;而Cu和Cr、Sb在阿哈水库沉积物中的稳定性好,对环境的影响相对较小。(3)利用不同的生态风险评价方法、质量基准和指数等方法用于评估阿哈水库沉积物污染效应。结果表明最高值均在1#(库心),该区域接受到大量的金属排放汇集,Cd的污染程度和生态风险值均较高,SQGs表明Ni元素对底栖生物带来较高的毒性危害,且频繁发生,其余元素的潜在毒性均较大;多元统计和相关矩阵鉴定了重金属的三种来源,主成分分析确定了三个主成分,Co、Ni、Cu、Zn、Cd与人为源相关,可能来自煤矿废水的排放,Cr、As相关,其浓度接近背景值,矿物风化和大气降水可能是导致沉积物中Cr和As积累的主要自然活动,Sb和Pb相关,主要来自工业废水和生活污水。
【图文】：

水文周期,理化参数,剖面变化,水质

图 2 三个水文周期水质理化参数的剖面变化Fig.2 Profile Variation of Physical and Chemical Parameters of Water Quality in ThreeHydrological Cycles3.2 水体溶解态重金属含量分布表 1 为阿哈水库上覆水体中七种重金属浓度的变化范围及其平均值，其含量低于我国《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅰ类标准与《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)规定的标准限值，表明阿哈水库所检测的几种重金属浓度均未超标，，目前无这几种重金属污染。其中，枯水期 Ni、Cu、Zn 三种元素超过1 μg·L-1，As 次之，Co 和 Cd 值最低，不足 0.10 μg·L-1。丰水期 Ni、Zn、As 三种元素均值含量高于 1 μg·L-1，Cu 和 Cr 次之，Cd 最低，不足 0.10 μg·L-1。平水期是 Ni 和 Zn 均值高于 1 μg·L-1，As 次之，其中 Co 和 Cd 含量最低，不足 0.10

重金属,剖面分布,孔隙水,沉积物

图 3-1 1#沉积物孔隙水中重金属的剖面分布Fig. 3-1 Distribution profile of heavy metals in sediment porewater from the 1# sampling site
【学位授予单位】：贵州师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X524;X826

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