皖北河流沉积物环境质量研究

发布时间：2017-05-24 20:08

  本文关键词：皖北河流沉积物环境质量研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：皖北河流是指位于安徽省境内淮河干流以北诸河流,包括沙颍河、涡河、沱河等22条河流。由于经济的快速增长、人口剧增及工业化和城市化的发展,导致淮河水质不断下降。沉积物是污染物重要的源与汇,因此,研究皖北河流沉积物特征对了解淮河污染状况具有重要的环境意义。本文选题来源为十二·五淮河水专项,以皖北河流(淮河干流和22条支流)沉积物为研究对象,对135个样品沉积物的理化性质、重金属含量和细菌群落结构进行研究,并综合三方面指标的特征对皖北河流沉积物环境质量进行综合评价,结果表明：(1)不同河流沉积物pH差异较小,颗粒组成以粘土为主,受陆源输入的影响有机质含量较高,氨态氮是沉积物可交换态氮的主要形式,总磷含量受无机磷影响较大,且酸溶磷含量高于碱溶磷。(2)沉积物中8种重金属砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、镍(Ni)、铅(Pb)、锌(Zn)和汞(Hg)的平均含量除As外均在土壤二级标准限值内,重金属含量的空间分布特征主要为西部、东部高于中部,重金属的主要来源为岩石风化、生活污水和工业废水。皖北河流沉积物重金属生态风险状况为中等,重要贡献因子为Cd和Hg。基于地累积指数、污染负荷指数、生态风险指数这三种评价结果,污染较严重的河流是沱河、泉河和油河。(3)皖北河流沉积物中的细菌主要包括18个优势门,且细菌多样性高,均匀度较好。参与反硝化作用的三个主要功能基因丰度由大到小依次为nirS、nirK、 nosZ,且三者间呈极显著正相关。(4)沉积物理化性质、重金属与细菌群落多样性CCA分析(典型相关性分析)可知,与细菌群落结构相关的理化性质指标有pH、OM(有机质)、TN(总氮)、NaOH-P(碱溶磷)、Ni、Zn和Cd,且Cd、Zn与OM、TN、NaOH-P显著正相关,Ni与OM、NaOH-P显著正相关。(5)皖北河流沉积物SQCI(沉积物环境质量综合指数)的平均值为58.04,属中度污染等级,沉积物质量状况较差的河流为谷河、沱河和新濉河,沉积物环境质量表现为西南部地区采样点污染较为严重。(6)基于氮磷等理化指标、重金属含量及生态风险评价、沉积物环境质量评价结果分析可知,沱河是所有河流中污染最为严重的,尤其是位于矿区及城市周边的T3采样点表现尤为突出。
【关键词】：皖北 河流沉积物 重金属 细菌群落 环境质量评价
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X522
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-22
• 1.1 河流沉积物环境质量研究11-15
• 1.1.1 沉积物环境质量11-12
• 1.1.2 沉积物环境质量评价12-15
• 1.2 河流沉积物细菌群落结构与功能研究15-17
• 1.2.1 河流沉积物细菌群落结构研究15-17
• 1.2.2 河流沉积物细菌群落功能研究17
• 1.3 影响细菌群落结构和功能的主要因素17-19
• 1.3.1 影响沉积物中细菌群落结构与功能的主要因素17-18
• 1.3.2 影响沉积物中细菌反硝化作用的主要因素18-19
• 1.4 研究内容与技术路线19-22
• 1.4.1 研究目的与意义19-20
• 1.4.2 研究内容20-21
• 1.4.3 技术路线21-22
• 第二章 材料与方法22-31
• 2.1 研究区概况22-23
• 2.1.1 自然资源状况22
• 2.1.2 社会经济状况22-23
• 2.1.3 环境质量状况23
• 2.2 样本采集与预处理23-25
• 2.2.1 水系与河流23-24
• 2.2.2 样本采集24-25
• 2.2.3 样本预处理25
• 2.3 沉积物常规理化性质分析25-28
• 2.3.1 物理性质测定26
• 2.3.2 化学性质测定26-28
• 2.4 沉积物中重金属分析28
• 2.4.1 汞(Hg)的测定28
• 2.4.2 其他重金属测定28
• 2.5 沉积物微生物分析28-30
• 2.5.1 总DNA提取28-29
• 2.5.2 高通量测序29
• 2.5.3 细菌多样性分析29
• 2.5.4 反硝化功能基因丰度测定29-30
• 2.6 数据处理30-31
• 第三章 沉积物常规理化性质31-55
• 3.1 沉积物颗粒组成31-33
• 3.1.1 颗粒组成总体特征分析31-32
• 3.1.2 不同粒径组分特征32-33
• 3.2 沉积物pH值33-36
• 3.2.1 沉积物pH值总体特征33-34
• 3.2.2 不同河流沉积物pH特征34-36
• 3.3 沉积物有机质36-38
• 3.3.1 皖北河流沉积物有机质总体特征36-37
• 3.3.2 不同河流沉积物有机质特征37-38
• 3.4 沉积物氮素含量38-41
• 3.4.1 皖北河流沉积物总氮(TN)38-39
• 3.4.2 皖北河流沉积物可交换态氮(EN)39-41
• 3.5 沉积物磷形态41-46
• 3.5.1 总磷含量41-43
• 3.5.2 有机磷(OP)与无机磷(IP)43-45
• 3.5.3 酸溶磷(HCl-P)与碱溶磷(NaOH-P)45-46
• 3.6 理化性质间的相关性与营养状况综合评价46-54
• 3.6.1 相关分析与元素比例分析46-49
• 3.6.2 河流沉积物营养元素评价49-53
• 3.6.3 来源分析与讨论53-54
• 3.7 小结54-55
• 第四章 沉积物中的重金属55-71
• 4.1 重金属元素背景值的确定55-56
• 4.2 重金属含量及其空间分布56-58
• 4.2.1 重金属含量56-57
• 4.2.2 重金属空间分布57-58
• 4.3 重金属生态风险评价58-67
• 4.3.1 评价方法简介58-61
• 4.3.2 评价结果61-67
• 4.4 重金属与其他理化性质关系67-69
• 4.5 重金属来源分析69-70
• 4.5.1 相关分析69
• 4.5.2 主成分分析69-70
• 4.6 小结70-71
• 第五章 沉积物中细菌群落及反硝化细菌功能群71-79
• 5.1 沉积物中细菌多样性及群落结构71-75
• 5.1.1 细菌多样性指数与均匀度指数71
• 5.1.2 细菌优势口71-75
• 5.2 沉积物中反硝化细菌数量75-77
• 5.2.1 基于细菌群落数据75-77
• 5.2.2 基于主要功能基因77
• 5.3 理化性质与细菌群落结构关系77
• 5.4 理化性质与反硝化细菌关系77-78
• 5.5 小结78-79
• 第六章 皖北河流沉积物环境质量评价79-88
• 6.1 确定候选指标79
• 6.2 评价指标筛选79-84
• 6.2.1 主成分分析79-81
• 6.2.2 相关分析81-84
• 6.3 权重计算84-85
• 6.4 评价结果85-87
• 6.4.1 评价结果计算85-86
• 6.4.2 基于河流的沉积物环境质量特征86
• 6.4.3 沉积物环境质量综合指数空间分布特征86-87
• 6.5 小结87-88
• 第七章 结论与展望88-90
• 7.1 结论88-89
• 7.2 展望89-90
• 参考文献90-101
• 致谢101-102
• 攻读学位期间发表的学术论文102

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