典型岩溶湿地中微量元素配分及影响机制研究
发布时间：2020-10-19 23:30
湿地作为地球三大生态系统之一,虽然仅占地球6%,却孕育了地球上20%的已知物种,具有不可替代的生态功能,因此被称为“地球之肾”。虽然湿地是一个十分重要的生态系统,但其内部却是非常脆弱的,容易受污染物质的影响。作为湿地中污染物质之一的微量元素,其在湿地中具有长期持续并累积转化的潜在生态风险。尤其是近年来,由于人类的工业生产、农业施肥,地质背景及矿业活动,污水灌溉等因素,使湿地中的微量元素含量不断累积,导致微量元素污染日益加重,对湿地的生态功能造成了极大的损害。以往的研究往往只涉及微量元素本身,而忽略了水体中共存污染物对微量元素配分的影响,同时只考察微量元素的化学形态而忽略了微量元素的存在形态。因此本研究以云贵高原岩溶湿地—草海湿地为研究对象,综合研究草海湿地水化学环境,湿地水体、沉积物中微量元素的环境地球化学特征,以及水化学条件,共存污染物影响下微量元素的配分、存在形态的变化以及影响机制探讨,主要得出以下结论:(1)草海湿地水体受碳酸盐岩溶蚀的影响,水体中的主要的阳离子为Ca2+、Mg2+,主要的阴离子为HCO3-、SO42-。受制于湿地内的地球化学过程的影响,湿地水具有明显的季节性变化,丰水期湿地水水化学类型有Ca-HCO3、Ca-SO4、Mg-HCO3和Mg-SO4和型,相反到枯水期由于受水体蒸发作用影响,其化学类型主要为Ca-HCO3型。(2)丰水期微量元素浓度大于枯水期。对比其它淡水湿地,草海湿地明显出现Pb、Cu、Zn元素浓度较高以及部分点位Cd元素较高,结果分析可能与当地的矿业活动(土法炼锌)有关。综合污染指数和健康风险评价都指出草海湿地存在Hg、Cd元素污染。(3)参照国家沉积物质量标准,草海湿地沉积物中Hg污染严重,Cd、Zn次之。温度、氧化还原电位、水动力学条件、有机质、粒径、盐度等是不同水期湿地沉积物中微量元素分布差异的影响因素。而且,温度、水动力学条件、有机质以及沉积物颗粒的粒径对不同水期沉积物中Cd、Pb、Cr、Cu、Zn元素的分布影响较大,属于主控因素。氧化还原电位和盐度是沉积物中Hg和As元素的主控因素。通过主成分分析,可知Hg元素的来源有岩石风化、矿石燃烧和农业灌溉源,As元素主要源于农业灌溉,Cd元和Zn素主要源于岩石风化和矿业活动,Pb元素主要源于岩石风化和矿石燃烧,Cr元素和Cu元素主要为岩石风化。形态分析中指出草海湿地沉积物中Cd元素的可交换组份最高,同时其活性系数与迁移能力也最大,容易被生物所利用,当草海湿地的水环境发生变化时,Cd元素容易向湿地水体中迁移,从而对湖泊生态环境造成的潜在危害也最大。(4)利用PHREEQC软件对草海湿地微量元素主要存在形态进行模拟,分析温度、酸碱度和氧化还原电位对微量元素存在形态的影响发现:随着温度的改变,微量元素Hg、As、Cd、Pb、Cd、Cu、Zn的各种存在形态发生微小的改变,主要存在形态随着温度的升高,含量会发生一定的变化,但并不显著。值得注意的是,随着温度的升高,水体六价Cr元素的各形态含量逐渐增加。湿地水体中微量元素的主要存在形态受p H值影响较大,主要是p H值的变化改变了水体OH-离子的含量,从而使OH-与微量元素结合的量发生变化氧化还原电位值会影响As和Cu元素的主要存在形态变化,其原因是改变了元素的价态,影响其与阴离子的结合。
【学位单位】：贵州大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X171.1;X142
【部分图文】：
作为地球上三大系统之一的湿地，虽然仅占地球 6%，却为孕育了地球上 20%的已知物种，具有不可替代的生态功能，因此被称为“地球之肾”（Bassi et al.,2014；徐守国等，2006）。湿地生态系统属于水域生态系统，其生物群落由水生和陆生种类组成，物质循环、能量流动以及物种迁移与演变活跃，具有较高的生态多样性、物种多样性和生物生产力（Chaikumbung et al., 2016）。同时由于湿地物种种类异常丰富，又有非常高的生物生产力，湿地生物之间形成了复杂食物链、食物网，因此湿地也被称为“生命的摇篮”（Goldhaber et al., 2014）。除了南极洲，全球都可以找到湿地的踪迹（图 1-1）。根据世界自然保育监察中心估计，湿地占全球陆地面积的 6%，总面积约为 5.7 亿公顷（570 万平方公里），当中 2%为湖泊、30%为泥塘、26%为泥沼、20%为沼泽、15%为泛滥平原。随着经济社会的发展，全球湿地面积在逐渐减少，其中湿地损失最大的是亚洲，但欧洲的情况最为严重。截至 2009 年，全球至少有 33%的湿地已经消失，其中458 万 km2为非水湿地，264 万 km2为开放水域。
积的 5.58%（图 1-2）。但中国的湿地不断受到多种影响因素的严重威胁。自 1950年代以来，大量湿地遭到破坏和退化。在过去的几十年里，中国已经认识到湿地生态系统的重要性，并在湿地保护方面做出了许多努力。建立了 550 多个国家湿地自然保护区和 100 个国家湿地公园。然而，在这么多努力的背景下，每年湿地消失率仍接近 1%。
冲积主要为砂、砾及粘土。（三）地质构造草海及其周围地区的地质构造相当复杂，北西向构造线与北东向、北北东向构造线在草海西部交接，褶皱断层相互干扰切割，构成一个地质构造非常破碎的地带。由于地层收到强烈挤压，褶皱紧密，断层众多，纵横交错。很多褶皱被断层切断破坏。断层活动激烈，断距大，延伸远，并有明显的继承性和频繁的地震活动伴随。断层活动往往以断块升降运动为主要形式，主宰了晚近地壳活动的主流。
【参考文献】
本文编号：2847861
【学位单位】：贵州大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X171.1;X142
【部分图文】：
作为地球上三大系统之一的湿地，虽然仅占地球 6%，却为孕育了地球上 20%的已知物种，具有不可替代的生态功能，因此被称为“地球之肾”（Bassi et al.,2014；徐守国等，2006）。湿地生态系统属于水域生态系统，其生物群落由水生和陆生种类组成，物质循环、能量流动以及物种迁移与演变活跃，具有较高的生态多样性、物种多样性和生物生产力（Chaikumbung et al., 2016）。同时由于湿地物种种类异常丰富，又有非常高的生物生产力，湿地生物之间形成了复杂食物链、食物网，因此湿地也被称为“生命的摇篮”（Goldhaber et al., 2014）。除了南极洲，全球都可以找到湿地的踪迹（图 1-1）。根据世界自然保育监察中心估计，湿地占全球陆地面积的 6%，总面积约为 5.7 亿公顷（570 万平方公里），当中 2%为湖泊、30%为泥塘、26%为泥沼、20%为沼泽、15%为泛滥平原。随着经济社会的发展，全球湿地面积在逐渐减少，其中湿地损失最大的是亚洲，但欧洲的情况最为严重。截至 2009 年，全球至少有 33%的湿地已经消失，其中458 万 km2为非水湿地，264 万 km2为开放水域。
积的 5.58%（图 1-2）。但中国的湿地不断受到多种影响因素的严重威胁。自 1950年代以来，大量湿地遭到破坏和退化。在过去的几十年里，中国已经认识到湿地生态系统的重要性，并在湿地保护方面做出了许多努力。建立了 550 多个国家湿地自然保护区和 100 个国家湿地公园。然而，在这么多努力的背景下，每年湿地消失率仍接近 1%。
冲积主要为砂、砾及粘土。（三）地质构造草海及其周围地区的地质构造相当复杂，北西向构造线与北东向、北北东向构造线在草海西部交接，褶皱断层相互干扰切割，构成一个地质构造非常破碎的地带。由于地层收到强烈挤压，褶皱紧密，断层众多，纵横交错。很多褶皱被断层切断破坏。断层活动激烈，断距大，延伸远，并有明显的继承性和频繁的地震活动伴随。断层活动往往以断块升降运动为主要形式，主宰了晚近地壳活动的主流。
【参考文献】
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本文编号：2847861
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