本文利用DGT技術對南四湖污染程度不同的兩個湖區(qū)（微山湖和獨山湖）DGT有效態(tài)Cr,Mo和W的垂直分布特征以及沉積物-水界面元素的凈擴散通量進行研究。結果表明微山湖區(qū)Cr,Mo,W的垂直分布趨勢較為相似,呈現(xiàn)從上覆水向沉積物降低的趨勢,據(jù)相關性分析得出三種元素都受鐵錳氧化物的控制,三種元素的擴散通量分別為-14.31μg/m²·day,-0.88μg/m²·day和-0.38μg/m²·day,表明微山湖三種元素向上覆水釋放的風險較低。獨山湖區(qū)三種元素的濃度均呈現(xiàn)從上覆水向沉積物增加的趨勢,并在-12mm處出現(xiàn)峰值,三種元素的凈擴散通量為5.36μg/m²·day,-0.0025μg/m²·day和0.37μg/m²·day,這表明在獨山湖Cr和W存在一定的向上覆水體釋放的風險。 

【文章來源】：海洋湖沼通報. 2020,(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

微山湖鉻,鎢和鉬沿SWI的垂向分布

圖1 微山湖鉻,鎢和鉬沿SWI的垂向分布三種元素沿上覆水和沉積物剖面的變化趨勢較為一致,尤其是在沉積物中,三種元素均在-12mm處出現(xiàn)峰值,且三種元素均表現(xiàn)出沉積物中濃度低的趨勢。在沉積物中,元素可能會與鐵、錳氧化物吸附沉淀,與有機質(zhì)和其他化合物絡合。Cr,Mo,W三種元素為同一主族的元素,化學性質(zhì)較為相似,因此它們的遷移可能都是主要受鐵、錳氧化物的控制[13],馬等測定的微山湖區(qū)沉積物中的酸性還原條件也會誘導鐵、錳氧化物還原溶解[14],然后元素會釋放到間隙水中,圖2中為利用DGT技術測定的鐵、錳元素的垂向分布,該技術測定鐵錳均為+2價即還原態(tài)的。Cr,W,Mo,Fe,Mn五種元素的Pearson相關系數(shù)矩陣表見表1,結果顯示Cr,W,Mo三種元素之間均有顯著正相關性(r=0.875～0.899)(p<0.01),同時三種元素也表現(xiàn)出了與Fe和Mn元素較為顯著的正相關性(r=0.235～0.620),因此三種元素在沉積物中可能均受鐵、錳氧化物的控制。沉積物-水界面附近Cr,Mo,W的濃度梯度表現(xiàn)出與與Fe,Mn的不同趨勢,這與上覆水中三種元素較高的濃度有關,上覆水中較高的濃度導致界面處三種元素呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢。

獨山湖DGT-Cr,DGT-Mo,DGT-W隨深度的變化如圖3所示。獨山湖三種元素沿上覆水和沉積物的分布趨勢與微山湖不同,三種元素均未出現(xiàn)明顯“峰”和“谷”,但出現(xiàn)隨深度逐漸升高的趨勢。與微山湖區(qū)相比,DGT-Cr的整體含量比較低,上覆水中DGT-Cr的平均濃度為4μg/L,進入沉積物后DGT-Cr的濃度一直在3 μg/L—5 μg/L區(qū)間波動,直到在-60mm處DGT-Cr的濃度開始增加,到沉積物-100mm處時濃度增加至8.5μg/L。DGT-W的濃度一直處于波動狀態(tài),上覆水至沉積物-52mm處DGT-W的濃度一直在0.06μg/L—0.1 μg/L波動,-52mm后DGT-W突然減少到0.05μg/L,然后隨深度下降維持在該濃度直至-92mm處出現(xiàn)較大幅度的上升,濃度恢復至0.1 μg/L。與微山湖相比,獨山湖的DGT-Mo呈現(xiàn)較低的濃度水平,從上覆水到界面以下56mm,DGT-Mo一直在0.04μg/L,-56mm后DGT-Mo的濃度持續(xù)上升至0.08μg/L。W元素表現(xiàn)出與Cr和Mo不同的結果,這可能與W元素本身含量較低有關。Cr和Mo元素均表現(xiàn)出隨深度變化濃度逐漸升高的趨勢,與微山湖區(qū)的趨勢有所不同,獨山湖區(qū)Fe和Mn元素的濃度分布也不同,沒有明顯的峰值,造成此差異的原因可能是:與微山湖區(qū)不同,獨山湖區(qū)已進行疏浚清淤,疏浚能夠將湖泊中被污染的沉積物永久性的除去,有效減少沉積物中污染物的含量,在本次研究中獨山湖區(qū)沉積物中的Cr,Mo,W的含量整體略低于微山湖區(qū)(獨山湖區(qū):62.6、0.5、1.6 μg/g,微山湖區(qū):74.3、0.8、1.9 μg/g)[15]。獨山湖表層污染較重的沉積物已經(jīng)被移除,但是疏浚的效果有限,底層的沉積物中可能仍有污染物截留,因此Cr和Mo兩種元素均表現(xiàn)出底部濃度較高的趨勢,同時疏浚也影響了Fe和Mn的分布,導致獨山湖區(qū)Cr,Mo,W的分布趨勢與Fe和Mn的差異較大,Cr和Mo與Mn之間有一定的相關性(r=0.375,0.594)(p<0.01),W和Fe之間有一定的相關性(r=0.452)(p<0.01),其余元素之間沒有顯著的相關性。

【參考文獻】：
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本文編號：3415082