山西省农业水生态系统重金属污染实证研究——以汾河沉积物为研究对象

发布时间：2019-10-21 09:58

【摘要】：[目的]通过分析山西的汾河临汾段、太原市滨河湿地公园沉积物中重金属迁移转化规律,以期为山西生态农业中水生态系统的修复提供数据支持。[方法]对山西的汾河临汾段、太原市滨河湿地公园进行野外采样,试样分别进行好氧、厌氧、高度厌氧、好氧后厌氧等4个方式的培养处理,在室内设置试验所需的氧化还原环境,对比沉积物中重金属赋存形态,对经植被恢复后沉积物、未经植被恢复沉积物进行培养。模拟水生植物生长根际氧化状态,水生植物生长周期,研究山西省农业水生态系统的迁移转化规律。[结果]在不同处理条件下,沉积物迁移转化存在差异,其中好氧处理下汾河沉积物上清液含量呈现出先减小后增加的趋势,在培养过程中,上清液的Zn~(2+)含量比高度厌氧、厌氧处理的要高,与汾河相比较,在前16d,湿地公园上清液Zn~(2+)浓度变化幅度较小,汾河上清液Zn~(2+)浓度降低趋势显著;经厌氧处理的湿地公园和汾河的Fe~(2+)浓度则在后16d呈现快速增加趋势,好氧、高度厌氧的Fe~(2+)浓度变化趋势则比较稳定。在中度氧化还原环境中,Fe的释放更容易进行;在还原条件中,沉积物中可氧化态、可还原态Zn表现的是转移,不是释放,上清液中Zn~(2+)来自弱酸提取态的释放。[结论]利用微生物修复法、植物修复法对汾河水生态系统重金属污染治理,效果显著。
【图文】：

含量变化图,上清液,含量变化,厌氧

醚鹾笱嵫?++O→－O)6.623.2317汾河好氧(++O)6.667.42241厌氧(－O)6.561.01－55高度厌氧(－O)6.630.7941好氧后厌氧(++O→－O)6.291.7715培养结束后，对培养瓶中的上清液Eh值进行了测定，结果表明厌氧、高度厌氧、好氧后厌氧处理均处于氧化状态。厌氧处理后，上清液的Eh降到负值，比高度厌氧处理的值要低;好氧处理后，上清液的Eh最高，其中湿地公园的Eh值为233mv，汾河的Eh值为241mv，这说明经过厌氧处理后，两者的上清液氧化状态比较明显。2.2上清液Fe2+、Zn2+的含量2.2.1上清液Zn2+的含量图1为湿地公园和汾河的上清液Zn2+含量变化，其单位为mg/L，从图1可以看出，在培养期间，经不同处理，上清液Zn2+呈现不同变化。在湿地公园的样品处理中，好氧处理的Zn2+浓度变化趋势比较平稳，变化范围为0.035～0.037mg/L，厌氧、高度厌氧、好氧后厌氧的变化趋势较为相似，在培养初期，Zn2+浓度变化比较平稳，在培养中期，Zn2+浓度呈下降趋势，Zn2+浓度最大值分别为0.04mg/L、0.045mg/L、0.041mg/L，最小值分别为0.014mg/L、0.017mg/L、0.025mg/L;在培养后期，三者均呈增加趋势，其中好氧后厌氧的变化值均比厌氧、高度厌氧的变化值要大。在汾河的样品处理中，4种处理方式，Zn2+浓度变化趋势均呈先减小后增加的趋势，其中好氧后厌氧在从第16d开始，Zn2+浓度出现增加，其余3种处理方式则24d之后，Zn2+浓度开始增加在后期。总体来看，在培养过程中，通氧处理样品，上清液中的Zn2+含量比高度厌氧、厌氧处理的要高。与汾河相比较，在前16d，湿地公园上清液Zn2+浓度变化幅度较小，汾河上清液Zn2+浓度降低趋势显著。图1上清液Zn2+含量变化2.2.2上清液Fe2+的含量图2为湿地公园

变化图,上清液,汾河,百分比

图2上清液Fe2+含量变化0.5mg/L。2.3沉积物中Fe、Zn形态的变化2.3.1沉积物中Zn形态的变化图3为湿地公园、汾河沉积物中各形态Zn百分比，2个地区Zn各形态百分比表明，残渣态、可还原态、弱酸提取态的Zn是湿地公园和汾河Zn的主要形态，其中比例最低的是可氧化态。湿地公园的弱酸提取态Zn、还原态Zn百分比均高于汾河的含量，汾河弱酸提取态的Zn百分比为23.82%，湿地公园为30.42%，汾河还原态Zn百分比为20.85%，湿地公园为26.37%，汾河可氧化态Zn百分比要比湿地公园的高，两者百分比分别为9.09%、6.40%。与原土样CK比较，经培养以后，在湿地公园弱酸提取态Zn百分比出现增加趋势，汾河沉积物中则出现减小趋势。对弱酸提取态Zn影响最大的是好氧后厌氧的处理;在先通氧再厌氧处理中，湿地公园弱酸提取态Zn由原土样CK的30.42%增加到36.07%，汾河弱酸提取态Zn由原土样CK30.31%减小到29.01%。在经过4种方式的处理后，对于湿地公园来说，其中经过高度厌氧处理的可还原态Zn百分比最大，高达27.18%，对于汾河来说，最高百分比则为27.08%;在厌氧环境中，沉积物的可氧化态Zn百分比有不同程度增加，在高度厌氧条件下，湿地公园沉积物由原土样CK的6.40%增加到8.33%，汾河沉积物由11.55%增加到12.52%。在4种处理方式中沉积物的残渣态Zn百分比均有减小趋势。图3沉积物中各形态Zn百分比2.3.2沉积物中Fe形态的变化图4为湿地公园、汾河沉积物中各形态Fe百分比，湿地公园、汾河沉积物中的Fe以残渣态为主，所占百分比分别为80.64%、82.99%，其次是可还原态Fe，分别占16.74%、11.35%，，可氧化态Fe所占百144中国农业资源与区划2017年
【作者单位】：山西工程职业技术学院;
【基金】：国家自然科学基金青年基金“Gemini双季铵盐表面活性剂的合成及其在煤沥青分散体系中的应用规律研究”(21206103)
【分类号】：X52;X71

【参考文献】

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