太湖水体中的胶体态痕量金属及其影响因素研究

论文摘要

胶体是物质的一种存在状态,在天然水体中是普遍存在的,并有着极其重要的环境意义,近年来越来越受到环境学界的广泛关注。本文利用目前国际上流行的切向流超滤(CFF)技术分离并获取了太湖水体中的胶体浓缩液,在研究其胶体有机碳(COC,1kD～1μm)的基础上对其水体中的胶体态痕量金属(Cd、Cu、Pb、Fe、Mn和Zn,1kD～1μm)进行了系统地、开创性地研究。本文的主要研究内容及结论如下: 1 探讨了太湖典型湖区的COC含量及其季节变化,揭示出:①作为浅水湖泊的太湖,其春季水体COC浓度为1.79mg/L～2.05m/L,比河流低,但比海洋、海湾及河口等水体高。太湖水体中的COC在总溶解有机碳(DOC)中的比例较低,仅为8.11%～22.13%。②作为藻型湖区的梅梁湾,其COC含量夏季最高,秋季最低,而作为草型湖区的贡湖湾,其COC含量在秋季最高,冬夏季较低,季节变幅较小;春季梅梁湾和贡湖湾COC含量没有大的差别,冬、夏季梅梁湾COC含量高于贡湖湾,秋季贡湖湾COC含量又高于梅梁湾。③浮游生物尤其是浮游植物的生命活动可能是太湖水体COC的主要来源。风浪的扰动作用对太湖表层水中的浮游生物现存量和悬浮物浓度有较大影响,进而可对表层水中COC含量产生直接或间接影响,在风速的衰减期,风浪的扰动作用和太湖表层水中COC含量存在一定的负相关关系。 2 探讨了太湖典型湖区胶体态痕量金属的含量及其季节变化,揭示出:①太湖春季水体中胶体态Cu、Zn、Pb、Fe、Mn和Cd的浓度分别为0.46～0.86μg/L、2.06～8.24μg/L、2.62～3.70μg/L、3.48～24.79μg/L、0.31～1.62μg/L和6.71～17.94ng/L,比海洋、小的河流及泻湖等水体高,但比大的河流低;平均分别占各自总溶解态的22.3%、26.3%、20.7%、58.9%、40.4%和59.2%;胶体态Cu、Pb、Fe、Mn和Cd平均分别占各自总量的17.4%、19.1%、55.1%、1.98%和52.8%,表明太湖水体中的胶体在痕量金属的生物地球化学循环中有着重要的意义。②太湖典型湖区水体中痕量金属的胶体态含量以及不同湖区之间的差异有较大的季节变化。梅梁湾胶体Pb含量在春季最高,夏季最低,其余的元素Cd、Cu、Fe、Mn和Zn的胶体态含量一般都是春季较低,而秋冬季较高:贡湖中胶体pb含量在春季最高,秋季最低,其余元素Cd、Cu、Fe、Mn和Zn的胶体态含量都是在冬季最高,其它

论文目录

• 1 绪论
• 1.1 立题依据
• 1.1.1 胶体科学正在受到前所未有的重视
• 1.1.2 胶体粒子在环境中具有独特的作用
• 1.1.3 湖泊尤其是大型浅水湖泊水体中胶体的研究近乎空白
• 1.2 国内外天然水体中胶体的研究现状
• 1.2.1 国外天然水体中胶体研究现状
• 1.2.2 国内天然水体中胶体研究现状
• 1.2.3 天然水体中胶体常用的分离技术和研究方法
• 1.2.3.1 分离技术
• 1.2.3.2 胶体性质的研究方法
• 1.3 研究区域概况
• 参考文献
• 2 太湖春季水体中的胶体有机碳含量及其影响因素分析
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 样品的采集与处理
• 2.1.2 样品的切向超滤（CFF）
• 2.1.3 分析方法
• 2.1.4 超滤系统有效性检验
• 2.1.5 统计方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 CFF系统空白及样品回收率
• 2.2.2 太湖水样中DOC的浓度分布
• 2.2.3 风浪扰动对太湖水样中COC含量的影响
• 2.2.4 梅梁湾和贡湖湾COC含量的比较
• 2.3 小结
• 参考文献
• 3 太湖典型湖区中胶体有机碳含量的季节变化
• 3.1 材料与方法
• 3.2 结果
• 3.2.1 不同季节梅梁湾和贡湖湾水体有关背景指标的含量
• 3.2.2 不同季节梅梁湾与贡湖湾水体中总溶解有机碳（DOC）的浓度分布
• 3.3 讨论
• 3.3.1 梅梁湾COC含量的季节变化
• 3.3.2 贡湖湾COC含量的季节变化
• 3.3.3 梅梁湾与贡湖湾COC含量的差异随季节的变化
• 3.3.4 COC含量和Chla的相关关系
• 3.4 小结
• 参考文献
• 4 太湖春季水体中的胶体态痕量金属含量研究
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 样品的采集与处理
• 4.1.2 样品的切向超滤（CFF）
• 4.1.3 分析方法
• 4.1.4 超滤系统有效性检验
• 4.2 结果
• 4.3 讨论
• 4.4 小结
• 参考文献
• 5 太湖典型湖区中胶体态痕量金属含量的季节变化
• 5.1 材料与方法
• 5.2 结果
• 5.2.1 梅梁湾水体中不同季节痕量金属的浓度分布
• 5.2.2 贡湖湾水体中不同季节痕量金属的浓度分布
• 5.3 讨论
• 5.3.1 梅梁湾水体胶体态痕量金属含量的季节变化
• 5.3.2 贡湖湾水体胶体态痕量金属含量的季节变化
• 5.3.3 梅梁湾与贡湖湾胶体态痕量金属含量的差异随季节的变化
• 5.3.4 胶体态痕量金属含量的影响因素分析
• 5.4 小结
• 参考文献
• 6 太湖水体中胶体态痕量金属含量对风浪扰动的响应
• 6.1 材料与方法
• 6.1.1 样品的采集与处理
• 6.1.2 样品的切向超滤（CFF）
• 6.1.3 分析方法
• 6.2 结果
• 6.2.1 太湖水体中有关背景指标的分析结果
• 6.2.2 太湖水体中痕量金属的浓度分布
• 6.3 讨论
• 6.3.1 太湖水体中有关背景指标在不同风速条件下的变化
• 6.3.2 太湖水体胶体态痕量金属含量随风浪扰动强度的变化
• 6.4 小结
• 参考文献
• 7 水动力作用对太湖水体胶体态痕量金属含量影响的模拟研究
• 7.1 材料与方法
• 7.1.1 实验材料
• 7.1.1.1 沉积物样品的采集
• 7.1.1.2 模拟用水
• 7.1.2 实验方法
• 7.1.3 分析方法
• 7.2 结果
• 7.2.1 模拟实验过程中上覆水中有关水质参数的变化
• 7.2.2 模拟实验过程中上覆水总溶解有机碳（DOC）的浓度分布
• 7.2.3 模拟实验过程中上覆水痕量金属的含量
• 7.3 讨论
• 7.3.1 关于本次水动力模拟实验的可靠性
• 7.3.2 模拟实验中胶体态痕量金属含量的变化
• 7.4 小结
• 参考文献
• 8 结论
• 致谢