草海沉积物重金属的生物可利用性及生态风险评估

发布时间：2020-07-30 01:13

【摘要】：贵州草海是国家级自然保护区,但由于长期遭受到周边土法炼锌和生活污水影响,使其受到严重的生态风险威胁,前人也对此做过大量的研究,本文旨在通过测定草海沉积物中各形态重金属的含量、水生动物体内重金属含量、草海地区鸟类羽毛中重金属含量,以及室内模拟实验和体外消化实验来研究重金属在草海生态系统中的生物可利用情况。结果表明:(1)草海表层沉积物的Zn含量分布范围为91.93~1194.91ug/g(均值365.81 ug/g),Pb含量分布范围为27.98~235.40ug/g(均值100.62 ug/g),Cd含量分布范围为0.48~68.98ug/g(均值21.55 ug/g),三种元素都远高于中国土壤元素背景值,其中Zn超背景值(74.2±32.78 ug/g)5~6倍,Pb超背景值(26±12.37 ug/g)4~5倍,Cd超背景值(0.097±0.079ug/g)约200倍。受草海沉积物有机质和铁锰氧化物影响,三种元素均表现为湖边点含量低于湖心点含量。(2)不同种类底栖动物体内重金属含量差异很大,草海湿地中所有底栖动物锌含量范围5.959~76.942ug/g(均值35.278ug/g),铅元素含量范围0.007~0.190ug/g(均值0.043ug/g),镉含量范围0.026~1.225ug/g(均值0.250ug/g),根据我国鲜、冻动物性水产品卫生标准(GB2733-2015),三种金属元素都存在超标的现象。另外,不同草海底栖动物的重金属含量差异较大,其中Zn含量由高到低的顺序为溠湉田螺虾虎鱼麦穗鱼鲤鱼虾草鱼,底栖动物Pb含量分布规律为田螺溠湉虾虾虎鱼麦穗鱼草鱼鲤鱼,Cd含量分布规律为田螺溠湉麦穗鱼虾虎鱼=草鱼虾鲤鱼。(3)草海沉积物各形态中的重金属分布存在一定差异,其中Zn元素主要分布在残渣态和铁锰氧化结合态中,其在各形态的分布规律为残渣态铁锰氧化结合态富里酸态胡敏素态可交换态碳酸盐结合态,且湖心和湖边Zn元素的分布差异非常明显;铅元素在各形态的分布规律为铁锰氧化结合态残渣态胡敏素态富里酸态可交换态碳酸盐结合态,依然存在在水平分布上的差异,湖心点的可交换态铅低于湖边点,而富里酸态铅明显高于湖边点;草海沉积物中的Cd元素主要分布在铁锰氧化态、可交换态和碳酸盐结合态中,其分布规律为铁锰氧化态可交换态碳酸盐结合态富里酸态胡敏素态残渣态,同样也存在湖边点和湖心点各形态含量的差异。相关性分析发现重金属总量与其铁锰氧化物结合态、残渣态、富里酸态和胡敏酸态的相关关系显著,与可交换态锌、可交换态铅、碳酸盐结合态锌和碳酸盐结合态镉无显著的正相关关系。其中Zn元素总量与其铁锰氧化物结合态、富里酸态和胡敏酸态极相关,Pb与Cd元素总量与其铁锰氧化物结合态、富里酸态和残渣态极相关。从草海重金属各形态的几种风险评价结果来看,草海沉积物中的Zn和Pb元素处于中度偏轻的污染水平,而Cd元素则处于严重污染的水平。(4)草海底栖动物重金属含量和草海沉积物各形态重金属含量之间的响应关系显示,铁锰氧化态锌和胡敏素态锌对底栖动物锌含量较大影响,草海沉积物的碳酸盐结合态铅对田螺体内铅含量有较大影响,沉积物中铁锰氧化态镉对田螺体内镉含量有较大影响。(5)草海沉积物中三种元素的消化液提取态和田螺体内的重金属含量分布一致,其中锌元素表现为湖心点含量高于湖边点,而铅元素和镉元素受环境PH的影响,表现为湖心点低于湖边点。(6)草海鸟体羽毛中Zn元素含量范围是118.73μg/g~681.02μg/g(均值177.34μg/g),Pb元素含量范围为0.18μg/g~14.90μg/g(均值4.36μg/g);Cd元素含量范围为0.41μg/g~25.40μg/g(均值4.78μg/g)。草海鸟类羽毛中Zn、Cd元素含量远高于其他地区报道的鸟类,但Pb含量和其它生态系统相差不大。鸟类羽毛不同重金属元素之间相关分析表明鸟类Zn与Pb、Cd元素的污染来源有所差异。草海地区鸟类的不同部位、食性和性别不是影响鸟类羽毛中重金属含量的主要因素;鸟类羽毛中的重金属含量随着年龄的增加而增加。从不同迁移特性鸟类重金属分布差异可看出,草海已存在的重金属污染对鸟类羽毛Zn含量影响更大,使得留鸟中Zn含量大于候鸟;而候鸟铅镉含量高于留鸟,表明在候鸟其它的生存地区,可能也存在铅镉污染,其污染来源需进一步深入研究。
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X52;X826
【图文】：

家大山、烈火桩分水岭为界；东北面以渔市路为界，毗邻县政府。草海是黑颈鹤等228种鸟类的重要越冬地和迁徙中转站，每年约有10万只鸟在这里停歇及越冬，因此被称为“鸟的王国”，同时它具有完整的生态系统结构和丰富的水生动植物资源。图2-1为草海地理位置图，图2-2为草海自然保护区的总体规划图，图2-3为草海地区卫星图。图2-1 草海地理位置图

19 / 63图2-2 草海自然保护区的总体规划图图2-3 草海地区卫星图2.1.2 气候条件草海自然保护区为温带气候，年平均降雨量约 950 毫米，平均相对湿度 79%，平均气温 10.5℃，昼夜温差大。草海地区的气候特征主要是夏无酷暑、夏秋湿润、冬春干燥，

19 / 63图2-2 草海自然保护区的总体规划图图2-3 草海地区卫星图2.1.2 气候条件草海自然保护区为温带气候，年平均降雨量约 950 毫米，平均相对湿度 79%，平均气温 10.5℃，昼夜温差大。草海地区的气候特征主要是夏无酷暑、夏秋湿润、冬春干燥，

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 瞿攀;杨洁;滕彦国;王金生;;酸雨条件下化肥中重金属的生物可利用性研究[J];北京师范大学学报(自然科学版);2016年05期

2 徐望龙;王晓蓉;鲜U_鸣;罗军;刘智敏;耿金菊;;不同方法测定沉积物中生物可利用性磷对铜绿微囊藻生长量的影响[J];中国环境科学;2011年09期

3 陈丁;郑爱榕;刘春兰;陈敏;;天然胶体中磷的含量及分布[J];海洋学报(中文版);2006年03期

4 刘源,周毓平;制粒工艺对配合日粮中维生素A稳定性及生物可利用性的影响[J];中国畜牧杂志;1989年04期

5 薛亮;万爱玉;樊玉清;罗先香;潘进芬;张龙军;;海洋环境中的金属赋存形态及生物可利用性研究现状[J];海洋科学;2008年01期

6 黄碧捷;朱琳;李燕;王秋丽;;典型城区水-土-生物介质中铅和汞的生物可利用性[J];环境化学;2007年04期

7 任东;;光照对腐殖酸生物可利用性的增效作用的研究[J];四川环境;2019年02期

8 李小姣;梁生康;张桂成;修彬;王云飞;郭金强;张前前;;东海浅陆架区溶解有机氮的时空分布特征及生物可利用性%[J];海洋环境科学;2018年01期

9 顾雪元;顾志忙;王晓蓉;;土壤中腐殖酸对外源农用稀土生物可利用性的影响[J];腐植酸;2008年01期

10 李北罡;刘培怡;;黄河上游沉积物中磷的存在形态及生物可利用性[J];农业环境科学学报;2012年01期

相关会议论文 前10条

1 李慧珍;游静;;分子体积对被动采样技术测定沉积物中疏水性有机污染物的生物可利用性的影响[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年

2 贾凌云;高慧鹏;高晓蓉;杨帆;;HPCD萃取法对土壤中不同PAHs生物可利用性的预测[A];2015年中国环境科学学会学术年会论文集[C];2015年

3 王新宇;李小赛;王蕊;;贵州万山土壤汞形态含量与粒径的关系[A];中国地质学会2015学术年会论文摘要汇编（下册）[C];2015年

4 顾雪元;王晓蓉;;地球化学模型预测土壤中Ni、Cd形态和生物可利用性的研究[A];中国土壤学会土壤环境专业委员会第二十次会议暨农田土壤污染与修复研讨会摘要集[C];2018年

5 秦海波;朱建明;梁良;Takahashi Yoshio;郑黎荣;苏惠;;富硒土壤中硒形态的XAFS研究[A];中国矿物岩石地球化学学会第14届学术年会论文摘要专辑[C];2013年

6 汪飞;黄小平;;珠江口沉积物中重金属的生物可利用性研究[A];中国海洋湖沼学会水环境分会中国环境科学学会海洋环境保护专业委员会2012年学术年会论文摘要集[C];2012年

7 利锋;温琰茂;朱娉婷;;中国珠江三角洲一条重污染河流中重金属的毒性及生物可利用性研究[A];梅州市自然科学优秀学术论文集（第十届）[C];2010年

8 胡斌;;联用技术及生物和环境体系中元素形态分析[A];中国化学会第十四届有机分析及生物分析学术研讨会会议论文摘要集[C];2007年

9 严华;王秋泉;杨利民;黄本立;;三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)对具有不同稳定性镉形态的生物可利用性研究[A];第三届全国环境化学学术大会论文集[C];2005年

10 姜应和;周莉菊;彭秀英;;铝在土壤中的形态及其植物毒性研究概况[A];草原与草坪研究论坛文集[C];2004年

相关博士学位论文 前10条

1 易小意;毒性鉴别评价和效应导向分析的联用：广州河涌沉积物中致毒物的筛查[D];中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所);2017年

2 韩建波;海洋沉积物地球化学特性对重金属生物可利用性的影响研究[D];大连理工大学;2006年

3 祁红学;典型水体沉积物的生态毒性评价及致毒有机物的鉴别:证据权重法和效应导向分析的应用[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2015年

4 赵淑艳;土壤中全氟化合物的生物可利用性研究[D];南开大学;2013年

5 张桂成;长江口及其邻近海域溶解有机氮的生物可利用性及其在赤潮爆发过程中的作用研究[D];中国海洋大学;2015年

6 高慧鹏;土壤中持久性有机污染物生物可利用性的预测及其生物降解的促进方法[D];大连理工大学;2014年

7 崔昕毅;黑碳对沉积物中疏水性有机物的生物富集、降解与基因毒性的作用机制[D];浙江大学;2010年

8 李士伟;污染土壤中典型重金属的人体生物有效性研究[D];南京大学;2017年

9 赵健;长江口滨岸潮滩汞的环境地球化学研究[D];华东师范大学;2011年

10 李飞;城镇土壤重金属污染的层次健康风险评价与量化管理体系[D];湖南大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 何酉文;太湖胶体有机质的时空分布特征及其生物可利用性[D];中国矿业大学;2019年

2 彭风成;草海沉积物重金属的生物可利用性及生态风险评估[D];贵州大学;2018年

3 凌楠;漳江河口—红树林系统溶解有机质动力学过程及其生物可利用性探究[D];厦门大学;2018年

4 冯玮隽;汉源唐家铅锌矿地区重金属形态分布特征和生物可利用性研究[D];成都理工大学;2007年

5 吴林强;黑碳对土壤中蚯蚓富集多氯联苯（PCBs）及其生物可利用性的影响[D];浙江工业大学;2013年

6 张新凯;富硒茶园区不同母质（岩石）土壤中硒的生物可利性及微量元素影响研究[D];成都理工大学;2014年

7 杨南南;2012-2013年胶州湾溶解有机氮的陆源输入、时空分布和生物可利用性研究[D];中国海洋大学;2014年

8 郑淑云;有机酸对土壤—植物系统中外源铅镉的化学行为及植物效应[D];天津理工大学;2007年

9 万红梅;废弃纸尿裤中水肥的生物可利用性研究[D];南昌航空大学;2015年

10 谢鸿志;淮南市城市污泥特征及其重金属生物可利用性研究[D];安徽理工大学;2009年

本文编号：2774772