三峡库区低水运行期表层沉积物重金属污染特征研究

发布时间：2017-12-07 23:02

本文关键词：三峡库区低水运行期表层沉积物重金属污染特征研究

【摘要】：三峡工程是我国有史以来建设的最大的水利工程项目,是长江治理和开发的重要骨干工程,具有以防洪为主,兼顾发电、航运、供水等多项功能。受三峡工程影响,三峡库区人口、经济以及城市得到了迅速发展,但同时也产生了一系列水环境问题。本次主要研究三峡工程建成后实行“冬蓄夏排”的反季节性人工水位调节管理条件下低水运行期三峡库区河流水系沉积物中重金属污染特征。为全面了解三峡库区(重庆-宜昌段)低水位运行期干支流沉积物中重金属的含量水平、空间分布、赋存形态、来源解析、污染程度。于2015年6月在三峡库区(重庆-宜昌段)采集沉积物样品67个,通过ICP-MS等仪器测定了沉积物中金属含量及其化学赋存形态,运用SPSS、matlab统计分析软件对重金属空间变化分布、赋存形态、来源进行对比分析,并采用地积累指数法和潜在生态危害指数法进行污染评价。研究结果表明:(1)本次研究三峡库区(重庆—宜昌)沉积物中重金属元素:Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Hg,平均含量分别为:103.2 mg·kg~(-1)、42.8 mg·kg~(-1)、58.8mg·kg~(-1)、148.5mg·kg~(-1)、12.3mg·kg~(-1)、0.90mg·kg~(-1)、53.1mg·kg~(-1)、0.123mg·kg~(-1),各元素值普遍高于其在长江水系沉积物金属元素的背景值。(2)库区干流沉积物重金属含量沿程变化趋势主要有以下3种情况:1)整体呈现明显增加趋势,主要代表元素有:Ni、Cu、As;2)源头含量较高,沿程先减小后增加趋势,主要代表元素有Zn、Cd、Pb、Hg;3)整体呈现不明显增加趋势,在某些特殊位置有极值出现,代表元素:Cr。支流河口处干支流沉积物中同种元素含量比较发现:上游段(重庆江北区-丰都县)内乌江与渠溪河各项重金属含量普遍大于干流重金属含量,库区中下游段支流各项重金属含量普遍小于干流重金属含量。(3)采用Pearson相关分析法和主成分分析法对三峡库区沉积物中重金属污染源进行分析发现:自然因素主要支配沉积物中Ni、Cu、Zn、As、Pb元素的来源;工业污染源主要支配沉积物中Cd、Hg元素的来源;Cr元素来源于某些特定行业污染源。(4)采用地积累指数与潜在生态风险评价方法综合分析,结果表明:1)库区干流沉积物中:Cd元素在库区干流上游段、下游段已达到中等污染程度;Pb元素整体处于轻度污染水平;Cu和Zn元素容易通过积累在下游产生轻度污染。其余Cr、As、Ni元素除了极个别断面产生污染外,整体对生态环境危害较弱。2)库区支流整体呈现轻度生态危害,河流沉积物中的重金属对库区生态环境危害较弱。渠系河、大宁河生态危害程度有加重的趋势。其中Cd元素污染应该引起重视。(5)库区表层沉积物中Cr、Ni元素主要以残渣态为主(占总量的75%以上);Cu、Zn、As元素主要以残渣态和可还原态为主(合计占总量80~95%);Cd元素主要以酸可提取态和可还原态为主(分别占总量的55%和23%);Pb元素主要以可还原态和残渣态为主(各占总量的71%和18%)。Cd和Pb元素生物可利用态含量较高,均超过该元素的长江沉积物背景值;该种形态下的重金属元素容易进入水体,并且在地球化学条件变化时转化成能被生物吸收和利用的形态,对生物造成较大危害。干流上游段重庆主城区及下游段,渠系河、大宁河、磨刀溪、沿渡河应当是重金属生态危害研究与防治的重点区域。
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X524

【参考文献】

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