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鄱阳湖边缘地带沉积物-土壤重金属污染评价

刘佳伟

鄱阳湖边缘地带沉积物-土壤重金属污染评价

刘佳伟1
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作者信息

  • 1. 南昌大学
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摘要

以鄱阳湖边缘地带为研究区域,采集表层沉积物、剖面沉积物、稻田土壤、菜地土壤为研究对象,测定Cu、Pb、Zn、Cr、As、Cd、Hg7种重金属含量以及土壤pH、土壤有机质(SOM)、土壤氧化还原电位(Eh)和土壤颗粒组成等理化性质,分析鄱阳湖边缘地带沉积物-土壤重金属污染特征、差异和影响因素等;并分析沉积物、土壤对Cu2+的吸附行为,探究区域沉积物、土壤对Cu2+的吸附特性和影响因素,以期为鄱阳湖流域重金属污染防治提供参考依据。通过研究分析,得到以下结论: 鄱阳湖边缘地带沉积物中重金属Cu、Pb、Zn是主要累积元素,区域内重金属空间分布特征明显,信江、饶河区域是重金属含量高值区,其中信江区域重金属Cd含量尤为突出。沉积物垂直方向上重金属Cu的含量存在略微随深度的增加而增加的趋势,Hg的含量随深度变化呈明显锯齿状分布,其余重金属在垂直分布上无明显规律。区域内农用地土壤重金属累积程度很小;不同利用方式的土壤重金属含量存在一定影响,主要表现在重金属Cu、As、Zn、Cr的含量上。沉积物、土壤中重金属Hg累积程度相同,而其余六种重金属均是沉积物累积程度显著,显示周边土壤对湖泊沉积物重金属Hg的影响较大,而对Cu、Pb、Zn、Cr、As、Cd的影响较小,鄱阳湖沉积物重金属来源不仅仅是边缘地带,而是更大范围的流域。 重金属污染评价结果显示区域沉积物中7种重金属污染程度从大到小依次为Cu>Pb>Zn>Hg>Cr>As>Cd,而土壤中Cu、Hg污染最大。区域总体上重金属含量存在中等潜在生态风险性主要体现在区域沉积物中受到多种重金属的严重污染。相关性分析表明土壤pH、氧化还原电位(Eh)与重金属含量为负相关关系,土壤有机质(SOM)、颗粒组成与重金属含量呈正相关关系,Cu、Pb、Zn、Cr、As、Cd含量之间正相关性显著结合主成分分析结果显示研究区重金属来源主要为工业源。 吸附实验结果表明Elovich方程拟合的沉积物、土壤样品吸附Cu2+动力学曲线系数最高(为0.97),拟合结果最好,表明实验条件下样品对Cu2+吸附过程主要是以化学吸附为主。吸附等温曲线与Freundlich方程、Langmuir方程、Temkin方程均能较好地拟合,但从拟合系数来看,Temkin方程的拟合结果最好,Langmuir方程次之,Freundlich方程最差,显示实验条件下样品对Cu2+的吸附可能以不规则表面吸附为主。静置吸附与振荡吸附对比而言,吸附达到平衡的时间加长,吸附量较小,动力学曲线、吸附等温曲线与上述经验公式的拟合程度 较差。相关性分析表明沉积、土壤中重金属Cu含量与吸附动力学参数、吸附等温参数均为负相关,表明样品本身Cu含量对沉积物、土壤吸附Cu2+反应是抑制的,而有机质含量、pH、Eh为正相关关系,表明这些因素能促进沉积物、土壤吸附。

关键词

土壤污染/淡水湖/沉积物/重金属污染/评价体系

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授予学位

硕士

学科专业

环境科学与工程

导师

杨明生

学位年度

2021

学位授予单位

南昌大学

语种

中文

中图分类号

X5
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