黄河包头段沉积物重金属吸附机制及污染生态学研究

发布时间：2021-11-16 23:40

　　黄河包头段水体集高含沙水流水质环境和工业污染于一体，拥有宏大的沉积物群体比表面与周围水介质构成的微界面体系，具有独特的水动力学过程，同时包头市的工业污水排放使黄河包头段重金属污染严重。开展黄河包头段重金属在水-沉积物界面的吸附机制及其在环境中的时空分布、迁移转化和污染迭加等研究具有典型性和代表性。本研究以环境地球化学、生物地球化学、污染生态学及现代沉积学的理论和方法为指导，注重环境污染载体有关信息的综合获取及时空变化规律的对比，以重金属的地球化学特性及其吸附机制为主线，深入开展了黄河包头段沉积物粒径和水体常见离子对重金属吸附的影响、重金属间的竞争吸附及矿物组成对重金属形态分布的影响等一系列重金属吸附解吸机制研究，探讨了黄河包头段重金属的时空分布、迁移转化、污染迭加等动态过程；首次开展了黄河包头段天然鱼群及沿岸植物对重金属富集能力的研究，为重金属生物有效性、生物地球化学循环及生态风险评价积累了基础数据。本研究取得了如下主要成果和进展。1．推导了不同粒级沉积物的表面分形分维计算公式，计算了不同粒级沉积物的表面分形分维值、黄河包头段沉积物整体的表面分形分维值（1.91）和＜63μm沉积物的表... 

【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校

【文章页数】：123 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
目录
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 重金属概述
        1.1.1 重金属定义
        1.1.2 重金属的危害
        1.1.3 重金属污染的特点
        1.1.4 重金属研究的必要性
    1.2 水系沉积物重金属研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 重金属研究热点
    1.3 水系沉积物重金属研究的主要内容
        1.3.1 重金属吸附研究
        1.3.2 重金属形态研究
        1.3.3 重金属对水生生物的影响
    1.4 选题依据及意义
        1.4.1 黄河重金属研究现状
        1.4.2 选题依据及意义
    1.5 主要研究内容及技术路线
        1.5.1 主要研究内容
        1.5.2 技术路线
    参考文献
第二章 研究区域概况及研究方法
    2.1 研究区概况
        2.1.1 地理位置
        2.1.2 气候及气象条件
        2.1.3 黄河包头段的主要污染源
    2.2 研究方法
        2.2.1 样品采集
        2.2.2 样品分析
        2.2.3 实验仪器
    参考文献
第三章 黄河包头段不同粒径沉积物分形校正下重金属的吸附研究
    3.1 实验方法
    3.2 黄河包头段沉积物对重金属吸附动力学研究
    3.3 黄河包头段沉积物分形分维
        3.3.1 常见的经验粒径分布函数
        3.3.2 分粒级颗粒的表面分形分维计算公式推导
        3.3.3 黄河包头段沉积物低分维值原因分析
    3.4 分形校正模型对重金属吸附的研究
    3.5 粒径对吸附量的影响
    3.6 小结
    参考文献
第四章 黄河包头段水体主要离子对重金属在沉积物上吸附影响机制
    4.1 实验方法
    4.2 各种离子对重金属吸附的影响
        4.2.1 硝酸根对重金属吸附的影响
        4.2.2 各种离子对 Cu~(2+) 的吸附影响
        4.2.3 各种离子对 Pb~(2+) 吸附的影响
        4.2.4 各种离子对 Zn~(2+) 的吸附影响
        4.2.5 各种离子对 Cd~(2+) 的吸附影响
    4.3 黄河包头段水环境中离子对重金属的影响
    4.4 小结
    参考文献
第五章 黄河包头段水-沉积物界面重金属间竞争吸附机制研究
    5.1 实验方法
    5.2 Cu~(2+)、Pb~(2+)，Zn~、(Cd)~(2+)间正交竞争吸附作用
        5.2.1 Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+) 对 Cu~(2+) 的竞争吸附作用
        5.2.2 Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+) 对 Pb~(2+) 的竞争吸附作用
        5.2.3 Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+) 对 Zn~(2+) 的竞争吸附作用
        5.2.4 Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+) 对 Cd~(2+) 的竞争吸附作用
    5.3 小结
    参考文献
第六章 黄河包头段沉积物组成对重金属形态分布的影响研究
    6.1 实验材料与分析
    6.2 沉积物矿物组成对重金属形态分布的影响
        6.2.1 伊利石、绿泥石对形态分布的影响
        6.2.2 碳酸钙(方解石)对重金属形态的影响
        6.2.3 石英、正长石、斜长石及钠闪石对重金属形态的影响
    6.3 有机质对重金属形态的影响
    6.4 小结
    参考文献
第七章 黄河包头段沉积物重金属污染特征
    7.1 次生相中重金属含量的季节性变化
        7.1.1 次生相中 Cu 含量的季节变化
        7.1.2 次生相中 Pb 含量的季节变化
        7.1.3 次生相中 Zn 含量的季节变化
        7.1.4 次生相中 Cd 含量的季节变化
    7.2 黄河包头段重金属运移过程
    7.3 黄河包头段重金属次生相富集特征
        7.3.1 次生相富集系数
        7.3.2 黄河包头段沉积物次生相富集系数变化特征
    7.4 黄河包头段沉积物对重金属的运移和净化能力
    7.5 小结
    参考文献
第八章 重金属在黄河包头段生物体内的富集特征
    8.1 黄河包头段沿岸植物种及其生活习性
    8.2 黄河包头段天然鱼群种类及其形态特征描述
    8.3 生物富集系数及转移系数计算方法
        8.3.1 生物富集系数
        8.3.2 转移系数
    8.4 野生植物对重金属的富集能力
        8.4.1 富集能力的元素差异性
        8.4.2 富集能力的点位差异性
        8.4.3 富集能力的物种差异性
        8.4.4 富集能力营养部位差异性
    8.5 天然鱼群对重金属的富集能力
        8.5.1 富集能力元素差异性
        8.5.2 富集能力鱼龄差异性
        8.5.3 富集能力鱼种差异性
        8.5.4 富集能力营养部位差异性
    8.6 小结
    参考文献
第九章 结论
致谢
攻读博士学位期间发表论文
攻读博士学位期间参加的课题


【参考文献】：
期刊论文
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[9]沉积物颗粒表面分形特征的研究[J]. 王毅力,芦家娟,周岩梅,石宝友,王东升.  环境科学学报. 2005(04)
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本文编号：3499789