渭河陕西段沉积物中重金属污染的时空变化研究及污染评价

发布时间：2017-06-28 10:10

  本文关键词：渭河陕西段沉积物中重金属污染的时空变化研究及污染评价，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着人类社会的发展和世界工农业水平、城市化进程的不断加快,由此产生的水环境污染问题越来越严重。在众多的污染物中,重金属由于其在环境中的持久性、生物地球化学可循环性以及潜在的生态威胁成为影响河流水质最为严重的污染物之一。而河道沉积物是重金属的主要载体,影响着重金属在水体中的迁移转化过程,一方面沉积物颗粒可以吸附多种重金属元素并在一定动力条件下沉积于河床底部或河漫滩上,在一定时间内减小了赋存于水体中的重金属总量,另一方面当化学动力等外部条件发生改变,吸附在沉积物颗粒上的重金属可能改变赋存状态,从吸附态固相转移到溶解态水相或者沉积在底泥中的重金属元素随着冲刷泥沙重新进入水体从而显著改变着上覆水体的化学构成,甚至造成水体的二次污染。因此研究沉积物中重金属污染状况对河流环境保护具有重要意义。本文以渭河陕西段及其支流为研究对象,通过野外调查、样品采集和检测分析,研究了渭河陕西段及其支流沉积物的基本理化性质,同时对2014年汛后,2015年内汛前、汛中、汛后不同时期的沉积物中元素Pb、Zn、Cr、Cu、Co、Ni的含量进行了测定,探讨了渭河陕西段沉积物重金属的沿程分布特征、垂向分布特征和时间变化特征,还通过相关性分析讨论了重金属之间的关系以及重金属元素与沉积物理化性质之间的关系,最终辨析了重金属的主要来源,还基于重金属地累积指数和潜在生态风险指数对渭河沉积物重金属污染状况进行了污染评价,以期为合理开发和利用渭河的水资源,制订污染防治措施以及流域治理规划等提供科学依据。本研究主要结论如下:1.渭河陕西段表层沉积物的各项理化指标分别为:pH平均值为7.37,电导率值平均值为364?s/cm,低频磁化率、高频磁化率分别为73.04、70.61m3/kg,渭河陕西段支流表层沉积物的各项理化指标分别为:pH平均值为7.45,电导率值平均值为347.34?s/cm,低频磁化率、高频磁化率分别为64.27、62.75m3/kg,粒度分析结果显示,渭河陕西段河段及其支流沉积物主要是以粉粒、沙粒为主的沉积物。2.从渭河六种重金属元素的含量来看,六种元素的平均值与陕西省土壤背景值相比较,六种元素的平均值不同程度的超出了背景值,Zn的含量最高,超出背景值最多,但是以Co超出背景值的的比例最高,人为积累量大,富集程度高,已形成不同程度的污染;Pb、Cr、Cu、Ni的平均值略高于环境背景值,六种元素在不同区域的富集程度存在较大的差异。3.从渭河重金属元素的沿程分布来看,六种元素在宝鸡的卧龙寺桥、虢镇桥的富集程度最高,其次是咸阳处,均为离城市较近的区域,而在耿镇桥、沙王渡、树园处元素富集程度最低,在支流灞河和清姜河入渭处元素的富集程度很高,泾河以及涝河入渭处,重金属元素含量很低,说明渭河宝鸡段、咸阳段以及灞河入渭、清姜河入渭处受到的人为扰动较大。4.从渭河陕西段沉积物中重金属在2015年汛前、汛中、汛后的含量来看,重金属元素在汛后的含量最高,其次是汛中,汛前含量最低。对比渭河2014年汛后和2015年汛后重金属元素的含量,可以发现2015年的重金属元素Pb、Zn、Cr、Cu、Ni的含量是高于2014年的,说明2014年-2015年的一年当中,渭河的重金属元素富集程度加重,渭河仍在受到持续的污染。5.通过对渭河陕西段及其支流沉积物重金属元素进行地累积指数及潜在生态风险评价,渭河的所有采样断面的地累积指数均小于1,人为扰动程度小;单项潜在污染指数和潜在生态风险指数也具有较低水平,说明渭河沉积物中Co、Zn、Cu、Pb、Ni、Cr六种元素在各个断面都有较低的潜在生态风险。
【关键词】：渭河 沉积物 重金属 地累积指数 潜在生态风险
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X522;X824
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 绪论12-17
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 国内外沉积物重金属污染研究综述13
• 1.3 渭河流域沉积物重金属污染研究进展13-14
• 1.4 重金属的生态环境危害性14-15
• 1.5 研究目的及意义15
• 1.6 研究内容及技术路线15-17
• 1.6.1 渭河陕西段重金属污染的时空变化15
• 1.6.2 表层沉积物中重金属的污染评价15-16
• 1.6.3 技术路线16-17
• 第二章 研究区域概况17-21
• 2.1 研究范围及自然地理条件17
• 2.2 气候与水文17-18
• 2.3 社会经济概况18
• 2.4 渭河流域生态环境概况18-20
• 2.4.1 水环境状况18-19
• 2.4.2 土壤与植被状况19-20
• 2.5 研究区工业企业分布概况20-21
• 第三章 材料和方法21-24
• 3.1 样品的采集与处理21-22
• 3.1.1 样品的采集与保存21-22
• 3.1.2 样品预处理22
• 3.2 样品的分析与测定22-23
• 3.2.1 样品pH值测定22
• 3.2.2 样品电导率的测定22-23
• 3.2.3 样品磁化率测定23
• 3.2.4 样品粒度测定23
• 3.2.5 样品重金属全量测定23
• 3.3 实验数据可靠性分析23-24
• 第四章 渭河陕西段沉积物的理化性质24-30
• 4.1 沉积物的PH24-25
• 4.2 沉积物的磁化率25-27
• 4.3 沉积物的电导率27-28
• 4.4 沉积物的粒度特征28-30
• 第五章 渭河陕西段及其支流沉积物中重金属分布特征30-39
• 5.1 表层沉积物重金属空间分布变化30-33
• 5.2 沉积物重金属的垂向分布特征33-35
• 5.3 沉积物重金属全量与理化指标相关性分析35-36
• 5.4 重金属元素之间相关性分析36-37
• 5.5 研究区重金属来源分析37-39
• 第六章 渭河陕西段重金属含量时间变化特征39-49
• 6.1 沉积物重金属含量在汛前、汛中、汛后的变化特征39-44
• 6.2 沉积物重金属含量在 2014 年和 2015 年的年际变化44-48
• 6.3 沉积物重金属含量时间变化原因辨析48-49
• 第七章 渭河陕西段沉积物重金属含量水平及其与其他研究的对比49-54
• 7.1 渭河陕西段及其支流表层沉积物重金属含量水平49
• 7.2 渭河陕西段沉积物重金属含量水平及其与其他研究的对比49-54
• 第八章 渭河陕西段沉积物重金属污染评价54-58
• 8.1 基于地累积指数的沉积物重金属污染评价54-55
• 8.1.1 地累积指数计算方法54
• 8.1.2 沉积物地累积指数的污染评价54-55
• 8.2 基于潜在生态危害指数的沉积物重金属污染评价55-58
• 8.2.1 潜在生态风险指数计算方法55-56
• 8.2.2 潜在生态风险指标及分级56
• 8.2.3 沉积物重金属污染程度的评价56-58
• 第九章 结论与展望58-60
• 9.1 主要结论58-59
• 9.2 研究不足与展望59-60
• 参考文献60-65
• 致谢65-66
• 作者简介66

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