造纸废水灌溉对辽河口湿地重金属元素含量的研究与评价

发布时间：2018-06-27 14:24

本文选题：造纸废水 + 湿地　；参考：《沈阳农业大学》2017年硕士论文

【摘要】：辽河口湿地是亚洲地区第二大芦苇湿地,作为辽河入海的最后一道屏障,近年来,湿地水分补给条件差,天然降水不足。位于湿地附近的造纸厂废水排放量大,且大多沿河分布,可为土壤补给水分和养分,但也会造成土壤中重金属累积。因此全面客观评价废水灌溉对湿地影响具有十分重要的意义。目前,众多专家学者针对湿地重金属污染的综合评价方法进行了广泛的探讨与研究,也都取得了良好的评价结果。但每种方法都有各自的优势与不足。本文尝试构建基于集对分析的综合评价模型,对辽河口湿地在废水灌溉下的重金属污染进行综合评价,为后续研究提供新思路。本研究通过构建小试装置模拟辽河口湿地,选择表征造纸废水中重金属代表性元素Pb、Cd、Cu、Zn四项指标,研究不同浓度废水灌溉对土壤-芦苇系统中重金属的影响,主要结论如下:(1)废水灌溉使土壤-芦苇系统中重金属含量显著增加,不同浓度灌溉之间,土壤和芦苇中各自重金属含量差异显著。随着生长期的推移,土壤和芦苇中Pb、Cu、Cd、Zn的含量均增加。土壤重金属的总体垂直分布特征为:Pb和Cu元素在0-5cm 土层中含量最高,40-60cm土层中含量最低;Cd元素在0-5cm土层中含量最高,20-40cm土层中含量最低;Zn元素在20-40cm土层中含量最高,10-20cm土层中含量最低。芦苇吸收造纸废水中的重金属主要累积在根部。(2)通过对土壤-芦苇系统中重金属的富集和迁移研究表明:芦苇对4种重金属富集能力和迁移能力从强到弱顺序均为:CdZnCuPb。具体表现为:废水灌溉对芦苇体内Cd、Cu、Pb元素的富集起促进作用;低浓度的废水灌溉对芦苇体内Zn元素的富集起促进作用,高浓度废水灌溉起抑制作用。废水灌溉对芦苇体内Pb和Zn元素的运输起抑制作用;低浓度废水灌溉对芦苇体内Cd元素的迁移起促进作用,高浓度废水灌溉起抑制作用;芦苇体内Cu元素的迁移能力在CK时最强,高于灌溉组,但随着灌溉废水浓度的增加,Cu元素的迁移能力逐步增强。土壤与芦苇根部系统中,Pb和Cd为二次多项式迁移模型,Cu为指数迁移模型,Zn为对数迁移模型;芦苇根部与地上部分系统中,重金属Pb和Cd为指数迁移模型,Cu和Zn为二次多项式迁移模型。(3)通过构造广义集对分析与层次分析法耦合模型得出土壤表层Cd、Cu、Pb、Zn 4种重金属的综合权重分别为0.539,0.150,0.106,0.205,其中Cd是主要的污染贡献因子;通过集对分析和三角模糊数耦合的综合评价模型对造纸废水灌溉下,土壤重金属的生态污染进行评价,发现不同浓度的造纸废水灌溉对湿地造成的污染程度大小顺序为:CK50mg·L-1175mg·L-1300mg·L-1,污染等级为清洁到轻度污染。(4)潜在生态污染指数法与地累积指数法对不同浓度废水灌溉影响污染程度的大小顺序均与基于集对分析的综合评价法一致。潜在生态污染指数法评价综合污染程度属于轻微潜在生态污染;地累积指数法评价污染等级均为清洁。三种方法对比表明,集对分析与层次分析和三角模糊数进行耦合的综合评价模型可以有效解决集对分析中指标权重独立性和不确定性以及差异系数模糊性的问题,提高土壤重金属污染评价准确性。
[Abstract]:The main conclusions are as follows : ( 1 ) The content of heavy metals in soil - reed system is high , and the content of Pb , Cd , Cd , Zn in soil and reed is the lowest in recent years . ( 2 ) The research on the enrichment and migration of heavy metals in the soil - reed system showed that the concentration of Cd , Cu , Pb in reed was promoted by the concentration of Cd , Cu and Pb in reed . The pollution degree of Cd , Cu , Pb and Zn in reed was higher than that of irrigation group .
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X793;X820

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