惠济河开封段底泥重金属污染特征及影响机制研究

发布时间：2017-09-20 20:00

  本文关键词：惠济河开封段底泥重金属污染特征及影响机制研究

  更多相关文章： 惠济河 底泥 重金属形态 影响机制 潜在生态风险

【摘要】：本文以惠济河开封段底泥为研究对象,采集河流表层及垂直底泥样品,测定表层样品重金属(Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn)含量、理化性质和垂直面重金属各形态含量,利用地积累指数法与潜在生态危害法对其开展污染状况评价。初步研究表明:(1)整体河流表层底泥中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn平均含量分别为24.51、67.86、290.65、28.46、115.34和1936.95 mg?kg~(-1)。其中Cd、Cu、Pb和Zn含量均明显高于中国潮土背景值,同时表层样点重金属变异系数超过49%,其污染源可能为点源污染。在各个支流上,底泥重金属含量沿河分布不均。(2)在六个断面上,各河流下游断面(H2、H4和H6)Cd、Cu、Pb、Zn含量大于相对应的各河流上游断面(H1、H3和H5)Cd、Cu、Pb、Zn含量。Cd、Zn主要以残渣态与弱酸可提取态为主,Cu和Pb主要以残渣态为主。各断面不同重金属形态含量及百分比组成垂直变化特征均不相同,且没有呈现一定的分布规律性。(3)整体样点表层底泥pH均值为7.51,呈中性至微弱碱性。各支流底泥pH均值高低次序依次为:黄汴河马家河东护城河化肥河药厂河惠济河;有机质含量均值为88.87 g?kg~(-1),其含量明显高于开封市城区土壤有机质含量均值,各支流底泥有机质含量均值高低顺序依次为:化肥河惠济河药厂河东护城河黄汴河马家河;粒径在黏粒、粉砂和砂粒范围内含量分别为11.41%、72.50%和16.01%,粉砂为底泥粒度的主要组分,各支流底泥的中值粒径大小次序依次为:东护城河(18.16μm)黄汴河(16.51μm)惠济河(15.89μm)整体河流(14.88μm)化肥河(13.50μm)马家河(12.53μm)。各支流表层底泥pH值和粒径组成变化差异性都不大,而有机质含量在各支流间变异偏大。(4)整体河流底泥Cd、Cr、Pb、Zn的污染源可能相同,Cr与Pb、Zn的污染源可能相似。底泥重金属含量主要影响因素为污染源分布,表层底泥重金属与其pH间相关性不显著,Cd、Cr、Pb、Zn与其有机质间呈显著正相关。随着粒径的增大,各重金属元素与粒径之间的相关性逐步由显著相关性变为不显著相关性,各重金属与0~4um粒级间均存在极显著的正相关性,与63μm粒级间相关性不显著。(5)对于表层底泥重金属的地积累指数评价结果来说,若以中国潮土元素背景值作基准,Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的地积累指数(Igeo)均值分别为4.49、-0.84、1.28、-0.72、0.86和1.63,即Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn分别属于5(重污染)、0(清洁)、2(偏中度污染)、0(清洁)、1(轻度污染)和2(偏中度污染)等级。若以工业化前沉积物中重金属最高背景值,Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的地积累指数(I_(geo))均值分别为1.21、-1.27、0.23、-1.92、-0.82和0.33,即Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn分别属于2(偏中度污染)、0(清洁)、1(轻度污染)、0(清洁)、0(清洁)、1(轻度污染)等级。可知底泥Cr、Ni整体上以清洁为主,尚未构成污染危害,Cu、Zn和Pb已有污染积累迹象,是次主要污染因子,Cd已严重污染,是研究河段底泥中最主要污染因子。(6)对于底泥重金属的潜在生态危害评价结果来看,分别以中国潮土元素背景值和工业化前沉积物中重金属最高背景值作基准,重金属潜在生态风险高低顺序一致,均为:CdCuZnPbNiCr,可知Cd的潜在生态风险程度非常高,是研究河段最主要的生态风险影响因子。从采样点RI空间可知,75个样点的综合潜在生态风险全部为“很强”等级,黄汴河上游样点潜在危害等级较下游更高,马家河大部分样点RI相对较低,而化肥河全段RI等级在各支流中最高。其中污染最为严重的河段为化肥河及惠济河下游,这两条河段需要加强长期监测与后期工程疏浚治理。
【关键词】：惠济河 底泥 重金属形态 影响机制 潜在生态风险
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X522
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 选题背景11
• 1.2 国内外研究进展11-15
• 1.2.1 底泥重金属污染现状研究11-13
• 1.2.2 底泥重金属赋存形态研究13
• 1.2.3 底泥重金属影响因素研究13-14
• 1.2.4 重金属污染影响评价研究14-15
• 1.3 本研究区域相关研究15-17
• 2 研究区概况17-21
• 2.1 本文研究范围17
• 2.2 研究区自然经济概况17-18
• 2.3 开封市惠济河及其支流概况18-21
• 3 研究内容与方法21-27
• 3.1 研究内容21
• 3.2 研究方法21-24
• 3.2.1 资料查找21
• 3.2.2 样品采集21-22
• 3.2.3 样品的处理与分析方法22-23
• 3.2.4 底泥重金属污染评价方法23-24
• 3.3 技术路线24-27
• 4 底泥重金属特征分析27-43
• 4.1 表层底泥重金属含量及分布特征27-32
• 4.1.1 表层底泥重金属含量特征27-28
• 4.1.2 表层底泥重金属沿河分布特征28-32
• 4.2 底泥重金属形态垂直分布特征32-43
• 4.2.1 镉的形态垂直分布33-35
• 4.2.2 铜的形态垂直分布35-37
• 4.2.3 铅的形态垂直分布37-39
• 4.2.4 锌的形态垂直分布39-43
• 5 底泥重金属含量影响因素分析43-55
• 5.1 酸碱度对底泥重金属含量的影响43-45
• 5.1.1 底泥pH值测定结果及其分布特征43-44
• 5.1.2 pH与底泥重金属的相关性分析44-45
• 5.2 有机质对底泥重金属含量的影响45-48
• 5.2.1 底泥有机质含量及其分布特征45-47
• 5.2.2 有机质与底泥重金属的相关性分析47-48
• 5.3 粒度对底泥重金属含量的影响48-51
• 5.3.1 底泥粒度组成及其分布特征48-49
• 5.3.2 粒度与底泥重金属的相关性分析49-51
• 5.4 其它因素对底泥重金属含量的影响51-55
• 5.4.1 污染源分布对底泥重金属含量的影响51-52
• 5.4.2 底泥重金属间的自相关分析52-55
• 6 表层底泥重金属污染评价55-71
• 6.1 底泥重金属的评价基准值55
• 6.2 底泥重金属的地积累指数评价55-60
• 6.2.1 整体河流底泥重金属地积累指数评价结果55-57
• 6.2.2 典型支流底泥重金属地积累指数评价结果57-60
• 6.3 底泥重金属的潜在生态危害评价60-71
• 6.3.1 底泥样点重金属潜在危害评价结果60-65
• 6.3.2 底泥样点重金属潜在危害空间分布特征65-69
• 6.3.3 样点底泥重金属RI空间分布差异成因讨论69-71
• 7 结论与展望71-73
• 7.1 本文主要结论71-72
• 7.2 不足和展望72-73
• 参考文献73-79
• 致谢79-81
• 攻读学位期间发表的学术论文81-82

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本文编号：890076