独流减河流域表层沉积物典型有毒污染物分布特征及风险评价

发布时间：2017-10-07 04:34

  本文关键词：独流减河流域表层沉积物典型有毒污染物分布特征及风险评价

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【摘要】：天津位于海河流域的下游,在海河流域经济高速发展的背景下,大量工业农业废水和生活污水的排放,造成该地区水污染日益严重。独流减河流域上游工业污染物排放量以石化、冶金等行业居首,其排放的废水中通常含有有毒有害污染物质。其中石化行业排放污染物通常含有难降解有机化合物,传统水处理工艺处理难度较大,出水水质达标困难。在上游来水水质较差的情况下,独流减河流域内污染物排放严重,且来源较为复杂,既受到常规污染物的影响,又存在高风险污染源的威胁,水环境污染整体态势较为严峻。水系沉积物作为有机物的“汇”,对该区域有机物分布状况报道甚少。本文针对独流减河流域16条河流为研究区域,并拟定沉积物中16种多环芳烃和重金属Cd、Cr、V、Cu、Ni、Pb、Zn、Sn、As、Mo为主要研究对象,分析独流减河流域沉积物中持久性有毒污染物的污染特征,分布规律,来源解析,评价其生态风险。主要得出以下结论:(1)独流减河流域表层沉积物中多环芳烃总浓度的范围是296~1094 ng/g干重,平均值为561ng/g,总体为轻度污染水平,通过采用PAHs组成分析和特征比值法对该区域表层沉积物当中PAHs来源进行分析,结果表明,本研究区域表层沉积物中PAHs主要由中、低环组成,5、6环只占到10%左右。其来源主要为煤等生物质燃料的不完全燃烧,其次为石油源污染。通过PAHs质量基准法评估,独流减河流域表层沉积物PAHs处于低生态风险等级,同时毒害评估也相对较低。但有一定的毒害性。(2)独流减河流域沉积物重金属与天津水系沉积物重金属背景值相比,除V、Cr外,其它8种重金属元素超标1.0~7.1倍。富集系数分析与主成分显示沉积物中重金属V、Cr和Ni均未发生富集(富集系数小于1.5),且主要来源于自然源。而Cu、Zn、Cd、Pb、As、Mo和Sn平均富集系数分别为5.36、1.49、7.29、1.54、7.67、8.03和2.91,均存在不同程度的富集,Cr、As、Pb、Sn和Cd主要来源于工业废水的排放。独流减河流域表层沉积物重金属潜在生态风险指数RI值范围为115~445,平均值为313,总体属于强生态风险等级。空间分布上,独流减河流域静海县西部、津南区北部以及大港南部表层沉积物重金属表现出较高的生态风险,独流减河周边表层沉积物表现为相对较低的风险。(3)独流减河流域表层沉积物中重金属各形态以B4态为主,沉积物中各形态重金属所占的平均比例顺序为:B4B3B2B1,沉积物风险评估指数显示,Cd整体处于中度风险,部分样点存在低生态风险;Cu、Cr基本不存在风险;Ni、Pb整体属于低生态风险;Zn大部分处于低风险,个别样点区域存在中度生态风险。相关性分析表明,相关性分析表明,沉积物中B3态Cd、Ni、Pb和Zn与沉积物有机质含量呈正相关,同时Zn、Cd在P0.01水平上呈现显著相关。
【关键词】：独流减河流域 沉积物 重金属 多环芳烃 风险评价
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X52
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-20
• 1.1 课题背景11
• 1.1.1 课题来源11
• 1.1.2 研究背景11
• 1.2 多环芳烃概述11-15
• 1.2.1 多环芳烃的结构和物化性质11-13
• 1.2.2 多环芳烃的来源13-14
• 1.2.3 多环芳烃的危害14-15
• 1.2.4 多环芳烃的风险评价方法15
• 1.2.5 多环芳烃毒性评价15
• 1.3 重金属概述15-18
• 1.3.1 沉积物中重金属的定义15-16
• 1.3.2 重金属形态分析16-17
• 1.3.3 沉积物中重金属的来源17
• 1.3.4 重金属的危害17-18
• 1.3.5 沉积物中重金属的评价方法18
• 1.4 研究目的及意义18-19
• 1.4.1 研究意义18
• 1.4.2 研究目的18-19
• 1.5 研究内容及技术路线19-20
• 1.5.1 研究内容19
• 1.5.2 技术路线19-20
• 2 研究区域和研究方法20-32
• 2.1 研究区域概况20-22
• 2.1.1 地理位置20
• 2.1.2 气候特征20-21
• 2.1.3 水文水系21-22
• 2.1.4 独流减河流域污染状况22
• 2.1.5 流域人口和工业发展状况22
• 2.2 研究方法22-32
• 2.2.1 沉积物采集与分析方法22-24
• 2.2.2 多环芳烃分析24-26
• 2.2.3 多环芳烃的评价方法26-28
• 2.2.4 重金属的测定方法28
• 2.2.5 重金属评价方法28-30
• 2.2.6 重金属形态测定方法30
• 2.2.7 重金属形态评价方法30-32
• 3 独流减河流域表层沉积物多环芳烃污染特征32-40
• 3.1 引言32
• 3.2 结果与讨论32-39
• 3.2.1 PAHs的含量分布特征32-35
• 3.2.2 PAHs组成分析35
• 3.2.3 PAHs来源分析35-36
• 3.2.4 沉积物PAHs质量基准法36-37
• 3.2.5 沉积物PAHs质量标准法37-38
• 3.2.6 沉积物PAHs毒性评估38-39
• 3.3 本章小结39-40
• 4 独流减河流域表层沉积物重金属污染特征40-47
• 4.1 引言40
• 4.2 结果与讨论40-46
• 4.2.1 重金属含量及空间分布40-41
• 4.2.2 重金属富集系数研究41-42
• 4.2.3 重金属来源分析42-43
• 4.2.4 重金属地累积指数评价43-44
• 4.2.5 重金属潜在生态风险评价44-46
• 4.3 本章小结46-47
• 5 独流减河流域表层沉积物重金属形态特征47-52
• 5.1 引言47
• 5.2 结果与讨论47-50
• 5.2.1 表层沉积物中重金属主要赋存形态空间分布47-49
• 5.2.2 沉积物重金属形态风险评价49-50
• 5.2.3 相关性分析50
• 5.3 本章小结50-52
• 6 结论52-54
• 6.1 主要结论52-53
• 6.2 主要创新点53
• 6.3 研究展望53-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-61
• 攻读学位期间的科研成果目录61

【参考文献】

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本文编号：986980