渭河陕西段潜流带沉积物中Pb、Cd变化机理研究

发布时间：2017-03-22 12:12

  本文关键词：渭河陕西段潜流带沉积物中Pb、Cd变化机理研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：沉积物中重金属因其高毒性、难降解、易累积等特性,成为干扰河流生态功能正常发挥的重要因素,常被用作判别河流水环境质量的重要参考指标,潜流带因其独特的水文作用机理,在水文调节、环境缓冲、生态保护等方面具有重要功能,因此厘清潜流带沉积物中重金属量值时空变化及驱动机制,将有利于实现河流生态系统整体性评价与流域综合管理。渭河作为北方地区典型性河流,正面临着严峻的水生态与水环境问题,研究渭河潜流带沉积物中重金属量值和污染程度时空变化以及驱动机制,将为北方河流水生态与水环境的改善提供思路,并为渭河流域综合治理及区域经济社会可持续发展提供科学依据。本研究在充分考虑渭河底栖生物活动范围及河流季节性与冲於性的基础上,对渭河陕西段春、夏、冬三季潜流带水交换特征及沉积物理化特性以及沉积物、河水及间隙水中Pb、Cd进行测定、分析与评价,以明确潜流带沉积物中Pb、Cd时空变化特性及驱动机制,结果表明：(1)渭河陕西段五研究断面潜流带沉积物中重金属Pb,Cd含量的平均值及其垂向同一深度沉积物分层结果来看春、夏、冬存在明显季节变化,总体而言,冬季高于春季高于夏季,其不同之处仅仅是不同河段其含量的季节变化幅度不同而已。同一季节不同河段及同一季节同一河段不同深度的潜流带沉积物中Pb,Cd含量亦有较大区别,潜流带沉积物中重金属最大值与最小值的在垂向上并没有明显规律,即沉积物中重金属Pb,Cd的含量大小在不同研究河段及其不同季节垂向不同深度表现出较大差异,最大值与最小值出现的深度并不确定。(2)基于富集系数法对渭河五研究断面潜流带沉积物中不同季节Pb、Cd的富集系数及污染等级和污染程度进行评价,总体而言Pb明显低于Cd。Pb、Cd的富集系数,污染等级,污染程度从季节来看,冬春季节明显高于夏季。同一季节不同研究断面潜流带沉积物中Cd、Pb的污染程度也不尽相同,这种污染差异冬春季节表现明显,夏季则差异不大。同一研究断面同一季节垂向不同深度沉积物中Pb、Cd的富集系数存在差异,而污染程度,除个别研究点垂向变化明显外,其余研究段面则表现不明显。基于质量标准法评价表明,春、夏、冬三季重金属Cd的污染最为普遍,达到中度以上污染且大部分研究断面为严重污染,对生物有必然的毒性效应；Pb的污染状况夏季大部分河段低于TEL,为无污染或轻度污染外,春、冬二季均明显高于夏季,达到中度污染或严重污染,污染的季节性变化明显。(3)潜流带沉积物中Cd、Pb的含量季节变化与河水、间隙水、地下水中Cd、Pb的浓度季节变化有关,而且与河水的pH、氧化还原电位、浊度等理化性质有关。不同季节水力条件的不同对沉积物冲刷和淤积频率与程度不同,也是造成潜流带沉积物重金属季节变化的重要原因。不同季节河床沉积物来源不同,不同季节流域污染物的排放方式、种类、数量等存在明显差异也是造成渭河潜流带沉积物重金属季节变化的重要原因。(4)不同季节不同深度沉积物组分及颗粒级配曲线均存在明显变化,沉积物的垂向分层现象明显,不同深度沉积物来源不同所致其不同深度重金属含量存在差异。同时垂向不同深度沉积物所处的水力交换能力、方式等的不同,及当时的河流污染程度等因素,也是造成垂向沉积物中Cd、Pb不同的原因。(5)相关性分析表明Cd、Pb并不具有同源性,Cd和OM有一定的相关性,但是达不到显著水平,OM对沉积物Cd含量有一定的影响,但不是主控因子。同时Cd、 Pb粒径效应不显著,粒径不是沉积物中Cd、Pb含量变化的主控因子。
【关键词】：渭河 潜流带特征 重金属变化 重金属评价
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X522
【目录】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 研究目的与意义10-14
• 1.2 国内外研究现状与分析14-17
• 1.2.1 潜流带国内外研究进展14-16
• 1.2.2 国内外河流重金属研究现状16-17
• 1.3 主要研究内容17-18
• 1.3.1 潜流带沉积物水交换与粒径试验研究17
• 1.3.2 潜流带沉积物中Pb、Cd的污染评价17-18
• 1.3.3 潜流带沉积物Pb、Cd时空变化机理研究18
• 1.4 研究思路18-20
• 第二章 研究区域与研究方法20-28
• 2.1 研究区概况20-22
• 2.1.1 流域自然概况20
• 2.1.2 流域经济社会发展20-21
• 2.1.3 研究断面概况21-22
• 2.2 研究方法22-26
• 2.2.1 野外测试与取样22-25
• 2.2.2 室内分析25-26
• 2.3 河流潜流带沉积物重金属污染评价26-28
• 2.3.1 基于富集系数的重金属污染评价法26
• 2.3.2 基于质量标准法的重金属评价法26-28
• 第三章 渭河潜流带沉积物中Pb、Cd量值时空变化28-35
• 3.1 渭河潜流带沉积物中Pb含量时空变化28-31
• 3.1.1 渭河陕西段沉积物中Pb含量时间变化28-29
• 3.1.2 渭河陕西段沉积物中Pb含量空间变化29-31
• 3.2 渭河潜流带沉积物中Cd含量时空变化31-34
• 3.2.1 渭河陕西段沉积物中Cd含量时间变化31-32
• 3.2.2 渭河陕西段沉积物中Pb含量空间变化32-34
• 3.3 小结34-35
• 第四章 渭河潜流带沉积物Pb、Cd污染程度时空变化35-44
• 4.1 基于富集系数法的潜流带沉积物Pb、Cd污染评价35-39
• 4.1.1 潜流带沉积物中Pb污染季节变化35
• 4.1.2 潜流带沉积物中Pb污染空间变化35-37
• 4.1.3 潜流带沉积物中Cd污染季节变化37
• 4.1.4 潜流带沉积物Cd污染空间变化37-39
• 4.2 基于质量标准法的Pb、Cd污染评价39-42
• 4.2.1 评价范围的确定39-40
• 4.2.2 基于质量标准法Pb、Cd污染时空变化分析40-42
• 4.3 小结42-44
• 第五章 渭河潜流带沉积物中Pb、Cd变化机理研究44-60
• 5.1 渭河潜流带沉积物中Pb、Cd时间变化机理44-52
• 5.2 潜流带沉积物重金属空间变化机理52-56
• 5.3 潜流带物理化学特性对重金属的影响效应56-58
• 5.4 小结58-60
• 结论与展望60-62
• 主要结论60-61
• 展望61-62
• 参考文献62-75
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果75-77
• 致谢77

【参考文献】

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本文编号：261506