【类型】学位论文
【题名】再悬浮扰动下巢湖水-沉积物界面重金属的释放
【作者】 张雨笛
【学位授予单位】合肥工业大学
【摘要】重金属污染长久以来是国内外学者研究的焦点,湖泊底泥作为水环境各类污染物沉降的富集中心,承担着水环境物质交换与生物地球化学循环的重要角色。沉积物是重金属“汇”的同时,也是水体重要的内在污染源,受到外部扰动的沉积物会发生再悬浮,并引起部分不稳定的重金属重新释放回上覆水体。近年来,巢湖流域水环境外源污染输入得到有效管控,但重金属依旧是湖区水环境恶化的重要污染物。因此本文以巢湖流域南淝河入湖口、西半湖与东半湖的湖心三处采样点的表层沉积物为研究对象,调查了巢湖典型水域的水质及沉积物的理化特征,以Zn、Ni、Hg、As、Pb、Cu、Cr为参考元素,分析水环境与沉积物的重金属分配特征与水动力特征,并通过Y型再悬浮装置探究沉积物在不同扰动强度和持续时间的条件下上覆水体重金属含量的变化情况,基于扰动期间含量的变化特征更加深入把握沉积物再悬浮对重金属浓度增加的风险状况,对水体内源次生污染做更有效的科学防控。通过研究得出以下结论:（1）湖区三个典型采样点处氨氮、COD、总氮、有机质的含量均较高,受到夏季蓝藻爆发、水温升高等影响,湖区水质富营养化形势依然严峻;西半湖区重金属尤其汞元素污染较严重,整体高于东湖心重金属含量。沉积物中重金属含量均超出了背景值,且Cr、Ni主要以残渣态为主,而Zn、Pb有效态占比很高,Zn主要为弱酸提取态与氧化态,Pb主要存在于氧化态和还原态中。（2）沉积物再悬浮过程中,三处研究点的悬浮颗粒物含量、p H和DO均与物理扰动的强度、时间有相关联系;南淝河入湖口上覆水体重金属含量整体随水体流速和颗粒物悬浮时间的增加逐渐增大,浓度在垂向分布上随水体深度增加;西湖心上覆水体中Zn、Ni、Hg、As、Pb和Cr含量在扰动实验的初期迅猛上升至峰值,后续含量逐渐下降并趋于稳定,且整体在垂向方向上分布均匀;东湖心水溶态重金属在扰动过程的中段上升幅度明显,但并没有持续增长,而分布于颗粒相上的重金属变化趋势有较大差异。（3）通过分析再悬浮期间重金属的释放通量与分配系数发现,溶解态重金属的释放量与释放速率会随时间的推移逐渐减缓,但小幅度的短期扰动仍能引起Zn、Pb、Hg、Ni等元素浓度的大量增长;因为受到湖区沉积物性质及重金属形态差异的影响,所以悬浮于水体中的颗粒物对重金属有不同的释放程度与速度,但仍推断由于再悬浮进入上层水体的沉积物颗粒,给上层水体尤其是水-沉积物界面带来了更多重金属污染物。
【学位年度】2021
【分类号】X524
【导师姓名】胡淑恒，许建
【全文阅读】 获取全文