深圳龙岗河重金属污染评价及铁粉对沉积物中重金属的影响试验

论文摘要

本课题依托于国家重大科技专项水污染控制与治理东江项目（编号为2008ZX07211）,对深圳龙岗河水体和表层沉积物中重金属含量、表层沉积物中重金属形态分布、毒性浸出和生物有效性浸出进行了研究,对龙岗河污染状况进行了评价,并且在避光和见光两种条件下试探了铁粉对沉积物中Cu、Ni、Cr和Cr6+的短期影响。研究成果能为龙岗河污染评估和底泥疏浚治理提供依据和指导。龙岗河水体和表层沉积物中重金属的测定结果显示龙岗河水体中Cr含量最高,为2.5-3.5 mg/L,其次是Ni、Pb和Cu;表层沉积物中Cu和Zn的含量最高,为5.27- 1865 mg/kg和198.4-1275 mg/kg,其次是Cr（54.39-908.7 mg/kg）、Ni（31.3-445.5 mg/kg）和Pb（11.63-814.9 mg/kg）,Hg只在新生村段沉积物中被检测到,含量为0.067 mg/kg。沉积物中各重金属的主要形态为:Cd的残余晶格态,Cr的铁/锰氧化态和残余晶格态,Cu的有机结合态和残余晶格态,Ni、Pb和Zn的铁/锰氧化态。沉积物中Ni和Cd的毒性浸出率较高,Cr和Ni的生物有效性浸出率较高。采用地表水环境质量标准GB3838-2002评价龙岗河河水质量,结果显示龙岗河河水和沉积物间隙水受Pb污染严重,部分沉积物间隙水中Pb浓度超过地表水V类标准。采用国家海洋沉积物质量标准、潜在生态风险指数法和地累积指数法综合评价龙岗河沉积物重金属污染状况,结果显示龙岗河表层沉积物中Cu和Cd的污染最严重,Hg的污染最轻,惠盐高速下、爱联村和坪西村河段的沉积物重金属污染状况比其它河段沉积物的严重。铁粉影响试验结果表明:不论见光还是避光,0-5%的铁粉对沉积物中Cu的影响很小,变化范围在1%以内。见光条件下投加2.5%或5%铁粉或避光条件下投加0.1%、0.5%、1.25%或5%铁粉,都可以改善沉积物中Cu的稳定性。铁粉对沉积物的Ni吸收率和Ni生物有效性浸出的影响也很小,但能提高Ni的稳定性,减小氧化还原条件变化的影响,见光条件下还能减小环境pH的影响。与Cu和Ni相比,沉积物的Cr吸收率明显低很多。在相同铁粉投加量下,避光的沉积物对Cr的吸收率比见光的高。避光的沉积物的Cr浸出毒性随着铁粉投加量的增大而逐渐减小,而Cr生物有效性浸出普遍比见光的低。投加铁粉也可以增强沉积物中Cr的稳定性。见光条件下沉积物的Cr6+吸收率普遍比避光条件下的大,加铁可以提高吸收率。在见光条件下,沉积物的Cr6+的生物有效性浸出比在避光条件下的低。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 重金属及其危害
• 1.1.1 Hg
• 1.1.2 Cd
• 1.1.3 Pb
• 1.1.4 As
• 1.1.5 Cr
• 1.1.6 Cu
• 1.1.7 Ni
• 1.1.8 Zn
• 1.2 沉积物中重金属的化学提取方法
• 1.2.1 沉积物的性质
• 1.2.2 沉积物中重金属的化学提取方法
• 1.3 沉积物中重金属污染的评价方法
• 1.3.1 潜在生态风险指数法
• 1.3.2 地累积指数法
• 1.3.3 次生相与原生相分布比值法
• 1.3.4 沉积物富集系数法
• 1.3.5 生物效应范围方法
• 1.4 沉积物中重金属污染修复的研究进展
• 1.5 研究内容和意义
• 第二章 实验材料与方法
• 2.1 采样点的布置
• 2.2 样品的采集和保存
• 2.3 重金属含量的测定方法
• 2.4 沉积物中重金属形态的提取方法
• 2.5 沉积物中重金属浸出毒性的测定方法
• 2.6 沉积物中重金属的生物有效性的测定方法
• 2.7 铁粉对沉积物中重金属的影响试验
• 第三章 龙岗河重金属污染分布
• 3.1 龙岗河表层沉积物的基本性状
• 3.2 水体和沉积物中重金属含量
• 3.3 沉积物中重金属形态分布
• 3.4 沉积物中重金属的浸出毒性
• 3.5 沉积物中重金属的生物有效性
• 3.6 小结
• 第四章 龙岗河表层沉积物重金属污染评价
• 4.1 国家海洋沉积物质量标准评价结果
• 4.2 潜在生态风险指数法评价结果
• 4.3 地累积指数法评价结果
• 4.4 小结
• 第五章 铁粉对表层沉积物中重金属的影响试验
• 5.1 铁粉对沉积物中Cu 的影响
• 5.1.1 铁粉对沉积物吸收Cu 的效果的影响
• 5.1.2 铁粉对沉积物中Cu 的浸出毒性的影响
• 5.1.3 铁粉对沉积物中Cu 的生物有效性的影响
• 5.1.4 铁粉对沉积物中Cu 的形态分布的影响
• 5.2 铁粉对沉积物中Ni 的影响
• 5.2.1 铁粉对沉积物吸收Ni 的效果的影响
• 5.2.2 铁粉对沉积物中Ni 的浸出毒性的影响
• 5.2.3 铁粉对沉积物中Ni 的生物有效性的影响
• 5.2.4 铁粉对沉积物中Ni 的形态分布的影响
• 5.3 铁粉对沉积物中Cr 的影响
• 5.3.1 铁粉对沉积物吸收Cr 的效果的影响
• 5.3.2 铁粉对沉积物中Cr 的浸出毒性的影响
• 5.3.3 铁粉对沉积物中Cr 的生物有效性的影响
• 5.3.4 铁粉对沉积物中Cr 的形态分布的影响
• 5.4 铁粉对沉积物中六价铬的影响
• 5.4.1 铁粉对沉积物吸收六价铬的效果的影响
• 5.4.2 铁粉对沉积物中六价铬的浸出毒性的影响
• 5.4.3 铁粉对沉积物中六价铬的生物有效性的影响
• 5.5 XRD 扫描分析结果
• 5.6 红外图谱分析结果
• 5.7 小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表论文情况