工矿绿洲排污渠沉积物重金属的释放与黄土钝化研究

发布时间：2021-07-19 18:45

　　本文以干旱区工矿绿洲城郊排污渠沉积物为研究对象,通过野外调查实验考察了白银市东、西大沟排污渠沉积物中重金属（Cu、Zn、Cd、Pb、Ni、Cr）的分布特征,并对其污染状况进行了评估;在此基础上,通过释放实验研究了沉积物重金属在不同水环境条件下的环境效应;利用黄土对受重金属（Cu、Zn、Cd、Pb）污染严重的东大沟排污渠沉积物进行钝化修复,并通过Tessier形态分析实验、解吸实验、TCLP毒性浸出实验、室内土柱淋溶模拟实验和盆栽试验研究了经黄土钝化后沉积物中重金属的形态变化机制、纵向迁移规律及生物有效性。主要研究结果如下:（1）东、西大沟排污渠沉积物中重金属含量除Cr外,均明显高于甘肃省土壤背景值。东大沟沉积物中Cu、Zn、Cd、Pb和西大沟沉积物中Cd平均含量超过国家土壤环境质量二级标准,且Cd污染最为严重。形态分析表明,东大沟沉积物中Zn、Ni、Cr以残渣态为主,Cu、Cd以有机结合态为主,Pb以铁锰氧化物结合态为主;西大沟沉积物中Pb以铁锰氧化物结合态为主,其余元素均以残渣态为主。富集因子法（EF）评价表明,东、西大沟沉积物中Cd富集较为严重,达极强污染水平。风险评价编码法（RA... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：149 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 沉积物重金属污染研究现状
        1.2.1 沉积物重金属污染的来源
        1.2.2 沉积物重金属的空间分布
        1.2.3 沉积物重金属的赋存形态研究
        1.2.4 沉积物重金属污染风险评价
    1.3 沉积物重金属的释放
        1.3.1 重金属在沉积物-水界面的行为
        1.3.2 沉积物重金属的释放机制及其影响因素
    1.4 污染沉积物重金属的修复
        1.4.1 沉积物重金属的修复方法
        1.4.2 污染沉积物中重金属的稳定固定化技术
        1.4.3 黄土用于重金属污染沉积物修复的可行性
    1.5 沉积物重金属的生物有效性
        1.5.1 生物有效性的定义
        1.5.2 沉积物重金属生物有效性的研究方法
        1.5.3 影响沉积物重金属生物有效性的因素
    1.6 主要存在的问题
    1.7 研究内容及方案
        1.7.1 研究内容
        1.7.2 研究目标
        1.7.3 拟解决的关键科学问题
        1.7.4 研究方案
        1.7.5 创新点
        1.7.6 技术路线
第二章 研究区概况
    2.1 地理位置
    2.2 自然概况
        2.2.1 地形地貌
        2.2.2 气候水文
        2.2.3 矿藏资源
        2.2.4 土壤植被
    2.3 排污渠水体-沉积物系统重金属污染状况
    2.4 农田土壤-作物系统重金属污染状况
第三章 排污渠沉积物重金属分布特征及其评价
    3.1 材料与方法
        3.1.1 样品采集与制备
        3.1.2 分析测定方法
        3.1.3 质量控制与保证
        3.1.4 数据分析
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 沉积物理化性质及重金属含量
        3.2.2 沉积物重金属的空间分布特征
        3.2.3 沉积物重金属的形态分布特征
        3.2.4 沉积物重金属环境风险评价
    3.3 小结
第四章 排污渠沉积物重金属的释放行为研究
    4.1 材料与方法
        4.1.1 样品采集与制备
        4.1.2 分析测定方法
        4.1.3 实验设计
        4.1.4 质量控制与保证
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 不同pH变化条件下沉积物重金属的释放
        4.2.2 不同离子强度变化条件下沉积物重金属的释放
    4.3 小结
第五章 黄土钝化沉积物重金属的形态变化及释放特征
    5.1 材料与方法
        5.1.1 样品采集与制备
        5.1.2 分析测定方法
        5.1.3 实验设计
        5.1.4 VisualMINTEQ模型
        5.1.5 质量控制与保证
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 沉积物和黄土的理化性质
        5.2.2 黄土钝化沉积物重金属的形态变化规律
        5.2.3 黄土钝化沉积物重金属的解吸特征
        5.2.4 黄土钝化沉积物重金属的TCLP评估研究
    5.3 小结
第六章 黄土钝化沉积物重金属的纵向迁移规律研究
    6.1 材料与方法
        6.1.1 样品采集与制备
        6.1.2 分析测定方法
        6.1.3 实验设计
        6.1.4 质量控制与保证
    6.2 结果与讨论
        6.2.1 沉积物、黄土、灰钙土的理化性质
        6.2.2 淋滤液中Cu的分布特征
        6.2.3 淋滤液中pH、EC变化特征
        6.2.4 淋滤前后土柱剖面重金属分布特征
        6.2.5 淋滤前后土柱剖面理化性质分布特征
        6.2.6 土柱淋滤实验的环境意义
    6.3 小结
第七章 黄土钝化沉积物重金属的生物有效性研究
    7.1 材料与方法
        7.1.1 样品采集与制备
        7.1.2 分析测定方法
        7.1.3 实验设计
        7.1.4 质量控制与保证
    7.2 结果与讨论
        7.2.1 黄土钝化沉积物对玉米生长的影响
        7.2.2 玉米对黄土钝化沉积物中重金属的吸收特征
        7.2.3 黄土钝化沉积物重金属在玉米中的富集迁移特征
    7.3 小结
第八章 结论与展望
    8.1 主要结论
    8.2 研究展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]白银市土地利用结构分析[J]. 崔艳琳.  甘肃科技. 2016(21)
[2]东平湖表层沉积物重金属的空间分布及污染评价[J]. 张菊,何振芳,董杰,邓焕广,鲁长娟,郭娜.  生态环境学报. 2016(10)
[3]资源枯竭型城市的产业布局策略——以甘肃省白银市为例[J]. 陈晶莹.  中国林业产业. 2016(06)
[4]白银市东大沟流域重金属污染的防控治理对策研究[J]. 倪鼎文.  甘肃科技. 2015(24)
[5]洞庭湖典型水域表层沉积物中重金属空间分布特征及其潜在生态风险评价[J]. 张光贵,谢意南,莫永涛.  环境科学研究. 2015(10)
[6]农田灰钙土中有机质和碳酸钙对Zn吸附-解吸行为的影响[J]. 李虎,贺婧,刘冲,武文飞,杨超,南忠仁.  中国环境科学. 2015(06)
[7]土壤重金属生物有效性研究进展[J]. 周国华.  物探与化探. 2014(06)
[8]白银市无公害枸杞栽培技术[J]. 申培增,关参政,张乾元.  甘肃农业科技. 2013(10)
[9]Effect of sediment size on bioleaching of heavy metals from contaminated sediments of Izmir Inner Bay[J]. Duyusen E.Guven,Gorkem Akinci.  Journal of Environmental Sciences. 2013(09)
[10]太湖竺山湾沉积物重金属形态分析及风险评价[J]. 陈春霄,姜霞,郑丙辉,赵铮,战玉柱.  环境科学与技术. 2013(06)

硕士论文
[1]渤海典型海域沉积物重金属Cu～（2+）、Pb～（2+）释放的研究[D]. 王继纲.中国海洋大学 2006



本文编号：3291229