重金属在冰—水—底泥多相环境介质中的迁移规律研究 ——以乌梁素海冰生长期与非冰封期为例
发布时间：2021-07-13 01:31
湖泊中重金属的迁移和归趋一直是国内外学者研究的热点。随着我国工农业和城市化的快速发展,重金属通过地表水输入、大气沉降、污水直接排放等方式进入湖泊系统,在湖泊水生态环境中重金属难以降解,环境行为主要表现为在不同环境相之间迁移和在某一环境相中相对富集,其迁移能力和最终归趋取决于湖泊的环境特征。乌梁素海地处我国北方高纬度寒冷地区,每年约有34个月的冰生长期以及78个月的非冰封期,两个期间的湖泊环境特征差异较大,在冰生长期,湖泊环境介质中不仅会增加冰介质固相,而且冰介质厚度逐渐增长,冰下液相（水体）深度逐渐减小。冰在冻结时具有排斥溶质析出,保持冰晶纯洁的本能,即溶质脱除作用,表现出湖泊中重金属在冰生长期与非冰封期中完全不同的环境行为。本研究选取重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Cr作为研究对象,针对寒区湖泊非冰封期和冰生长期的环境特征,通过试验和模拟方法,揭示重金属在湖泊这两个时期截然不同的迁移和归趋行为。试验测定分析了重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Cr在乌梁素海冰生长期和非冰封期湖泊各环境介质中的含量、形态和空间分布特征,并针对冰生长期和非冰封期湖泊特...
【文章来源】：内蒙古农业大学内蒙古自治区
【文章页数】：114 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
1.绪论
1.1 选题背景及依据
1.2 研究目的与意义
1.3 湖泊环境中重金属的迁移研究进展
1.3.1 大气中重金属的迁移研究进展
1.3.2 水环境中重金属的迁移研究进展
1.3.3 冰体中重金属的迁移研究进展
1.4 QWASI模型研究进展
1.5 研究目的、内容以及创新点
1.5.1 研究目的与内容
1.5.2 研究创新点
1.5.3 技术路线
2.研究区概况及材料与方法
2.1 研究区概况
2.1.1 研究区气候特征
2.1.2 流域灌排系统概况
2.1.3 社会经济状况
2.2 材料与方法
2.2.1 湖区采样点布设
2.2.2 试验、试样采集及方法
2.2.3 样品分析
3.QWASI模型的改进
3.1 模型简介
3.2 模型参数
3.2.1 逸度和等量浓度
3.2.2 逸度容量
3.2.3 迁移系数
3.3 模型构建
3.4 模型计算流程
3.5 迁移过程传输量M
3.6 模型输入参数
3.6.1 环境参数测定
3.6.2 假设的环境参数
3.7 模型所需参数
3.8 模型改进
3.8.1 非冰封期QWASI模型改进
3.8.2 冰生长期QWASI模型改进
3.9 本章小结
4.乌梁素海非冰封期与冰生长期多相介中重金属的含量及迁移规律
4.1 非冰封期与冰生长期水体中重金属的含量及迁移规律
4.1.1 水体理化性质特征分析
4.1.2 水体中重金属含量及分布特征
4.2 非冰封期与冰生长期沉积物中重金属的含量及迁移规律
4.2.1 沉积物理化性质特征分析
4.2.2 沉积物中重金属含量及分布特征
4.2.3 沉积物中重金属赋存形态
4.2.4 重金属在沉积物-孔隙水间分配系数
4.3 乌梁素海悬浮物中重金属赋存形态及可迁移性
4.3.1 悬浮物中重金属含量及形态基本统计
4.3.2 重金属在悬浮颗粒-水间分配系数
4.4 乌梁素海冰体中重金属含量及分布特征
4.5 沉积物再悬浮、悬浮微粒沉降试验
4.5.1 非冰封期沉积物再悬浮、悬浮微粒沉降试验
4.5.2 沉积物再悬浮、悬浮微粒沉降量和风速关系
4.5.3 冰生长期沉积物再悬浮、悬浮微粒沉降试验
4.6 重金属在冰-水间的迁移速率分析
4.6.1 乌梁素海冰生长期冰水体积和冰生长速率的计算
4.6.2 重金属在冰-水间的迁移速率分析
4.7 本章小结
5.乌梁素海非冰封期QWASI模型模拟
5.1 非冰封期重金属在水体相和沉积物相中的浓度
5.2 重金属迁移过程传输量
5.3 参数敏感度分析
5.4 本章小结
6.乌梁素海冰生长期QWASI模型模拟
6.1 冰生长期重金属在水体相和沉积物相中的浓度
6.2 冰生长期重金属在冰相中的浓度
6.3 重金属迁移过程传输量
6.4 参数灵敏度分析
6.5 本章小结
7.结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
致谢
参考文献
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]pH和溶解氧对上海蕴藻浜河道沉积物重金属的影响[J]. 袁时珏,张道方. 能源研究与信息. 2016(02)
[2]水体中重金属的来源及治理方法研究进展[J]. 王俊宏. 广东化工. 2014(17)
[3]三峡水库水环境中内分泌干扰物TBT的多介质迁移和归趋模拟[J]. 高俊敏,张科,周彬,金芬,郭劲松,欧阳文娟,赵纯. 环境科学学报. 2015(05)
[4]化学品多介质逸度模型软件研究进展[J]. 刘丹,张圣虎,刘济宁,丁洁,石利利,姚成. 环境化学. 2014(06)
[5]湖南洞庭湖水系重金属健康风险评价[J]. 张光贵,黄博. 水资源保护. 2014(01)
[6]乌梁素海湖泊冰生长过程中总氮的迁移规律[J]. 张岩,李畅游,SHEN Hung Tao,史小红,乔玲敏. 水科学进展. 2013(05)
[7]中国大气重金属污染研究进展与趋势[J]. 姚琳,廖欣峰,张海洋,凌晨,于志勇. 环境科学与管理. 2012(09)
[8]浅析我国水资源现状与问题[J]. 赵洪武. 才智. 2012(16)
[9]长江口大气重金属污染特征及沉降通量[J]. 战雯静,张艳,马蔚纯,卢士强,陈立民. 中国环境科学. 2012(05)
[10]大庆市大气干湿沉降重金属元素通量及来源[J]. 汤洁,李娜,李海毅,卞建民,李昭阳,崔玉军. 吉林大学学报(地球科学版). 2012(02)
博士论文
[1]中国流域典型新型有机污染物排放量估算、多介质归趋模拟及生态风险评估[D]. 张芊芊.中国科学院研究生院(广州地球化学研究所) 2015
[2]乌梁素海结冰过程中污染物迁移机理及其应用研究[D]. 张岩.内蒙古农业大学 2012
[3]鄱阳湖重金属污染特征研究及环境容量估算[D]. 李鸣.南昌大学 2010
[4]土壤—植物系统中重金属的生物有效性及其影响因素的研究[D]. 胡文.北京林业大学 2008
[5]乌梁素海营养元素及其存在形态的数值模拟分析[D]. 史小红.内蒙古农业大学 2007
本文编号：3281061
【文章来源】：内蒙古农业大学内蒙古自治区
【文章页数】：114 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
1.绪论
1.1 选题背景及依据
1.2 研究目的与意义
1.3 湖泊环境中重金属的迁移研究进展
1.3.1 大气中重金属的迁移研究进展
1.3.2 水环境中重金属的迁移研究进展
1.3.3 冰体中重金属的迁移研究进展
1.4 QWASI模型研究进展
1.5 研究目的、内容以及创新点
1.5.1 研究目的与内容
1.5.2 研究创新点
1.5.3 技术路线
2.研究区概况及材料与方法
2.1 研究区概况
2.1.1 研究区气候特征
2.1.2 流域灌排系统概况
2.1.3 社会经济状况
2.2 材料与方法
2.2.1 湖区采样点布设
2.2.2 试验、试样采集及方法
2.2.3 样品分析
3.QWASI模型的改进
3.1 模型简介
3.2 模型参数
3.2.1 逸度和等量浓度
3.2.2 逸度容量
3.2.3 迁移系数
3.3 模型构建
3.4 模型计算流程
3.5 迁移过程传输量M
3.6 模型输入参数
3.6.1 环境参数测定
3.6.2 假设的环境参数
3.7 模型所需参数
3.8 模型改进
3.8.1 非冰封期QWASI模型改进
3.8.2 冰生长期QWASI模型改进
3.9 本章小结
4.乌梁素海非冰封期与冰生长期多相介中重金属的含量及迁移规律
4.1 非冰封期与冰生长期水体中重金属的含量及迁移规律
4.1.1 水体理化性质特征分析
4.1.2 水体中重金属含量及分布特征
4.2 非冰封期与冰生长期沉积物中重金属的含量及迁移规律
4.2.1 沉积物理化性质特征分析
4.2.2 沉积物中重金属含量及分布特征
4.2.3 沉积物中重金属赋存形态
4.2.4 重金属在沉积物-孔隙水间分配系数
4.3 乌梁素海悬浮物中重金属赋存形态及可迁移性
4.3.1 悬浮物中重金属含量及形态基本统计
4.3.2 重金属在悬浮颗粒-水间分配系数
4.4 乌梁素海冰体中重金属含量及分布特征
4.5 沉积物再悬浮、悬浮微粒沉降试验
4.5.1 非冰封期沉积物再悬浮、悬浮微粒沉降试验
4.5.2 沉积物再悬浮、悬浮微粒沉降量和风速关系
4.5.3 冰生长期沉积物再悬浮、悬浮微粒沉降试验
4.6 重金属在冰-水间的迁移速率分析
4.6.1 乌梁素海冰生长期冰水体积和冰生长速率的计算
4.6.2 重金属在冰-水间的迁移速率分析
4.7 本章小结
5.乌梁素海非冰封期QWASI模型模拟
5.1 非冰封期重金属在水体相和沉积物相中的浓度
5.2 重金属迁移过程传输量
5.3 参数敏感度分析
5.4 本章小结
6.乌梁素海冰生长期QWASI模型模拟
6.1 冰生长期重金属在水体相和沉积物相中的浓度
6.2 冰生长期重金属在冰相中的浓度
6.3 重金属迁移过程传输量
6.4 参数灵敏度分析
6.5 本章小结
7.结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
致谢
参考文献
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]pH和溶解氧对上海蕴藻浜河道沉积物重金属的影响[J]. 袁时珏,张道方. 能源研究与信息. 2016(02)
[2]水体中重金属的来源及治理方法研究进展[J]. 王俊宏. 广东化工. 2014(17)
[3]三峡水库水环境中内分泌干扰物TBT的多介质迁移和归趋模拟[J]. 高俊敏,张科,周彬,金芬,郭劲松,欧阳文娟,赵纯. 环境科学学报. 2015(05)
[4]化学品多介质逸度模型软件研究进展[J]. 刘丹,张圣虎,刘济宁,丁洁,石利利,姚成. 环境化学. 2014(06)
[5]湖南洞庭湖水系重金属健康风险评价[J]. 张光贵,黄博. 水资源保护. 2014(01)
[6]乌梁素海湖泊冰生长过程中总氮的迁移规律[J]. 张岩,李畅游,SHEN Hung Tao,史小红,乔玲敏. 水科学进展. 2013(05)
[7]中国大气重金属污染研究进展与趋势[J]. 姚琳,廖欣峰,张海洋,凌晨,于志勇. 环境科学与管理. 2012(09)
[8]浅析我国水资源现状与问题[J]. 赵洪武. 才智. 2012(16)
[9]长江口大气重金属污染特征及沉降通量[J]. 战雯静,张艳,马蔚纯,卢士强,陈立民. 中国环境科学. 2012(05)
[10]大庆市大气干湿沉降重金属元素通量及来源[J]. 汤洁,李娜,李海毅,卞建民,李昭阳,崔玉军. 吉林大学学报(地球科学版). 2012(02)
博士论文
[1]中国流域典型新型有机污染物排放量估算、多介质归趋模拟及生态风险评估[D]. 张芊芊.中国科学院研究生院(广州地球化学研究所) 2015
[2]乌梁素海结冰过程中污染物迁移机理及其应用研究[D]. 张岩.内蒙古农业大学 2012
[3]鄱阳湖重金属污染特征研究及环境容量估算[D]. 李鸣.南昌大学 2010
[4]土壤—植物系统中重金属的生物有效性及其影响因素的研究[D]. 胡文.北京林业大学 2008
[5]乌梁素海营养元素及其存在形态的数值模拟分析[D]. 史小红.内蒙古农业大学 2007
本文编号：3281061
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