长江水系及流域典型土壤中Cd等重金属元素的环境地球化学行为研究
发布时间：2025-06-27 00:33
重金属由于其毒性、生物积累性和在环境中的持久性,被认为是自然环境中一种非常严重的污染物。重金属对环境的污染受到自身在环境中的存在形态、与土壤／沉积物介质的作用机制及在土壤中的迁移速度等因素的影响：所以,了解重金属在环境中的分布、富集、来源及对其在环境中的生态风险性进行评价可对环境中重金属污染的防治提供一定的理论基础。本文首先研究了长江水系水体和沉积物中Cd等重金属的环境地球化学行为,主要是对长江流域水体和沉积物中Cd等重金属的含量水平、空间变异特征进行分析,同时通过统计分析研究了长江水系表层水体中各重金属的来源和沉积物中重金属的污染情况。其次,以长江流域典型土壤和长江南京至上海段沉积物为研究对象,将静态吸附实验、竞争吸附实验和动态土柱淋溶实验以及pH的变化对重金属的释放实验结合起来,研究重金属Cd和Pb与士壤／沉积物的作用机制、迁移过程、释放行为和形态转化特征。研究结果表明,长江水系水体中Cu、Ni、Fe、Co、Sc和Al的空间分布非常相似,他们主要来自于矿物和岩石的风化和侵蚀作用：Zn和Pb、Cd和As也分别出现了相似的分布规律,Pb和Zn来自自然因素和大气沉降两方面的影响,As和Cd...
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 重金属污染物
1.2.1 重金属的来源
1.2.2 重金属的危害
1.3 国内外研究现状
1.3.1 水相重金属环境地球化学研究进展
1.3.2 沉积相重金属环境地球化学研究现状
1.3.3 重金属在土壤及沉积物中吸附-解吸研究现状
1.3.4 重金属运移研究现状
1.3.5 重金属形态研究现状
1.4 存在的问题
1.5 研究内容
1.6 主要创新点
第二章 样品的采集与实验方法
2.1 样品的采集与制备
2.1.1 长江水系表层水样品的采集
2.1.2 长江水系沉积物样品的采集
2.1.3 模拟实验样品的采集与制备
2.2 实验方法
2.3 测试分析
2.4 分析质量控制
2.5 工作量统计
第三章 研究区概况
3.1 水系基本情况
3.2 区域气候
3.3 土壤类型
3.4 区域地质背景
3.5 区域矿产
3.6 环境污染状况
第四章 长江水系表层水体中重金属来源的分析和评价
4.1 长江水系表层水中Cd等重金属元素的分布及变化规律
4.2 统计分析
4.2.1 相关分析(CA)
4.2.2 主成分分析
4.2.3 系统聚类分析
4.3 结论
第五章 长江表层沉积物中重金属污染特征及生态风险性评价
5.1 长江表层沉积物中重金属含量分布特征
5.2 长江表层沉积物中重金属污染评价
5.2.1 地累积指数法
5.2.2 富集因子法
5.3 长江表层沉积物中重金属生态风险评价
5.4 结论
第六章 长江流域典型土壤及其河底沉积物对重金属Cd、Pb吸附-解吸研究
6.1 供试土壤的理化性质
6.1.1 物理性质
6.1.2 化学性质和矿物组成
6.2 重金属的吸附解吸实验
6.2.1 重金属在土壤中的等温吸附实验
6.2.2 不同粒级土壤成分实验
6.2.3 重金属在典型沉积物中的等温吸附实验
6.2.4 解吸实验
6.2.5 平衡吸附量和解吸量的计算
6.2.6 形态实验
6.3 结果和讨论
6.3.1 土壤吸附等温线
6.3.2 沉积物吸附等温线
6.3.3 土壤理化性质和矿物成分对土壤吸附Cd、Pb的影响
6.3.4 重金属的解吸
6.3.5 Cd、Pb在3种土壤中吸附前后形态变化
6.3.6 Cd、Pb在典型沉积物中吸附前后形态变化
6.4 生态风险评估
6.5 小结
第七章 长江流域典型土壤中复合重金属的竞争吸附研究
7.1 材料与方法
7.1.1 实验样品
7.1.2 实验方法
7.2 结果和讨论
7.2.1 双组份元素在土壤中的竞争吸附
7.2.2 三组份元素在土壤中的竞争吸附
7.2.3 粘土矿物和腐殖酸对Cd、Pb吸附的影响
7.3 小结
第八章 长江沉积物中不同pH条件下重金属的释放研究
8.1 材料和方法
8.1.1 实验样品
8.1.2 pH对重金属释放的影响
8.1.3 重金属形态的测定
8.2 结果和讨论
8.2.1 沉积物中重金属含量
8.2.2 沉积物重金属的释放
8.2.3 沉积物重金属释放前后形态的变化
8.3 小结
第九章 长江流域典型土壤中重金属动态运移模拟实验研究
9.1 材料和方法
9.1.1 实验样品
9.1.2 实验装置
9.1.3 实验方法
9.1.4 实验处理
9.2 结果和讨论
9.2.1 Cd离子的运移实验
9.2.2 Pb离子的运移实验
9.2.3 不同土壤对Cd、Pb离子迁移的影响
9.2.4 Cd土柱中Cd的形态分析
9.3 小结
第十章 结论和建议
10.1 结论
10.2 问题与建议
致谢
参考文献
个人简历
本文编号：4053518
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 重金属污染物
1.2.1 重金属的来源
1.2.2 重金属的危害
1.3 国内外研究现状
1.3.1 水相重金属环境地球化学研究进展
1.3.2 沉积相重金属环境地球化学研究现状
1.3.3 重金属在土壤及沉积物中吸附-解吸研究现状
1.3.4 重金属运移研究现状
1.3.5 重金属形态研究现状
1.4 存在的问题
1.5 研究内容
1.6 主要创新点
第二章 样品的采集与实验方法
2.1 样品的采集与制备
2.1.1 长江水系表层水样品的采集
2.1.2 长江水系沉积物样品的采集
2.1.3 模拟实验样品的采集与制备
2.2 实验方法
2.3 测试分析
2.4 分析质量控制
2.5 工作量统计
第三章 研究区概况
3.1 水系基本情况
3.2 区域气候
3.3 土壤类型
3.4 区域地质背景
3.5 区域矿产
3.6 环境污染状况
第四章 长江水系表层水体中重金属来源的分析和评价
4.1 长江水系表层水中Cd等重金属元素的分布及变化规律
4.2 统计分析
4.2.1 相关分析(CA)
4.2.2 主成分分析
4.2.3 系统聚类分析
4.3 结论
第五章 长江表层沉积物中重金属污染特征及生态风险性评价
5.1 长江表层沉积物中重金属含量分布特征
5.2 长江表层沉积物中重金属污染评价
5.2.1 地累积指数法
5.2.2 富集因子法
5.3 长江表层沉积物中重金属生态风险评价
5.4 结论
第六章 长江流域典型土壤及其河底沉积物对重金属Cd、Pb吸附-解吸研究
6.1 供试土壤的理化性质
6.1.1 物理性质
6.1.2 化学性质和矿物组成
6.2 重金属的吸附解吸实验
6.2.1 重金属在土壤中的等温吸附实验
6.2.2 不同粒级土壤成分实验
6.2.3 重金属在典型沉积物中的等温吸附实验
6.2.4 解吸实验
6.2.5 平衡吸附量和解吸量的计算
6.2.6 形态实验
6.3 结果和讨论
6.3.1 土壤吸附等温线
6.3.2 沉积物吸附等温线
6.3.3 土壤理化性质和矿物成分对土壤吸附Cd、Pb的影响
6.3.4 重金属的解吸
6.3.5 Cd、Pb在3种土壤中吸附前后形态变化
6.3.6 Cd、Pb在典型沉积物中吸附前后形态变化
6.4 生态风险评估
6.5 小结
第七章 长江流域典型土壤中复合重金属的竞争吸附研究
7.1 材料与方法
7.1.1 实验样品
7.1.2 实验方法
7.2 结果和讨论
7.2.1 双组份元素在土壤中的竞争吸附
7.2.2 三组份元素在土壤中的竞争吸附
7.2.3 粘土矿物和腐殖酸对Cd、Pb吸附的影响
7.3 小结
第八章 长江沉积物中不同pH条件下重金属的释放研究
8.1 材料和方法
8.1.1 实验样品
8.1.2 pH对重金属释放的影响
8.1.3 重金属形态的测定
8.2 结果和讨论
8.2.1 沉积物中重金属含量
8.2.2 沉积物重金属的释放
8.2.3 沉积物重金属释放前后形态的变化
8.3 小结
第九章 长江流域典型土壤中重金属动态运移模拟实验研究
9.1 材料和方法
9.1.1 实验样品
9.1.2 实验装置
9.1.3 实验方法
9.1.4 实验处理
9.2 结果和讨论
9.2.1 Cd离子的运移实验
9.2.2 Pb离子的运移实验
9.2.3 不同土壤对Cd、Pb离子迁移的影响
9.2.4 Cd土柱中Cd的形态分析
9.3 小结
第十章 结论和建议
10.1 结论
10.2 问题与建议
致谢
参考文献
个人简历
本文编号：4053518
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