發(fā)布時(shí)間：2017-10-13 00:14

  本文關(guān)鍵詞：陽宗海重金屬元素近期變化及砷污染記錄研究

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【摘要】：工業(yè)的迅猛發(fā)展,在給人類帶來豐富物質(zhì)財(cái)富的同時(shí),也給人類社會(huì)帶來了巨大困擾,這就是日益嚴(yán)重的環(huán)境污染。作為環(huán)境污染中持續(xù)性最強(qiáng),影響最為嚴(yán)重的重金屬污染,其不僅對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害,同時(shí)還危及人類生命安全。湖泊作為重金屬污染物的一個(gè)重要儲(chǔ)存庫,對(duì)其重金屬元素變化規(guī)律的探尋,不僅有助于對(duì)污染過程、污染源、及其與周邊社會(huì)發(fā)展歷史的相關(guān)性研究,同時(shí)也有助于對(duì)周邊生態(tài)所存在的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及今后的產(chǎn)業(yè)布局和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。陽宗海是云南的9大高原湖泊之一,自上世紀(jì)60年代,隨著周邊工業(yè)的發(fā)展,其水體污染日益嚴(yán)重。尤其是2008年所爆發(fā)的砷污染事件以及后續(xù)的治理工程對(duì)湖泊的生態(tài)環(huán)境造成了較大的沖擊,使得陽宗海在過去幾十年內(nèi)經(jīng)歷了穩(wěn)定的和突發(fā)性的重金屬污染過程。湖泊沉積物可記錄湖泊重金屬的垂向分布變化規(guī)律,對(duì)其展開研究,不僅有助于闡析解湖泊流域內(nèi)的人類活動(dòng)與自然環(huán)境相互作用歷史,同時(shí)對(duì)環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)、環(huán)境污染演變的研究也具有重要意義。為此,本研究以2013年在陽宗海沉積較為穩(wěn)定的湖心處(24°54'24.21''N,103°00'19.99''E)所采集的一根長60厘米的巖芯沉積物為研究對(duì)象,通過元素測(cè)定,基于CRS模型建立了陽宗海100多年以來的年代學(xué)序列。希望以此來研究陽宗海一百多年的重金屬污染歷史以及周邊流域的人類活動(dòng)對(duì)湖泊造成的影響。具體結(jié)論為:(1)通過實(shí)驗(yàn)比較,優(yōu)化條件,確定了以電熱板加熱消解,以硝酸、鹽酸、高氯酸為消解體系,以精度高電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS)為分析手段的測(cè)定方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,七種重金屬元素的檢出限在0.01-0.03μg/kg之間,加標(biāo)回收率在95%-105%之間,所有平行樣的RDS不超過5%,確定了分析方法的可行性。(2)陽宗海沉積物記錄中的重金屬元素Cr、Co、Ni、Cu、As、Cd、Pb和Zn的濃度分別為33-116 mg/kg、10.89-69.30 mg/kg、20.19-69.30 mg/kg、86.46-223.19 mg/kg、35.44-479.12 mg/kg、3.04-10.47 mg/kg、32.61-147.72 mg/kg、112-523 mg/kg。(3)通過地質(zhì)累計(jì)指數(shù)方法,評(píng)估出陽宗海重金屬污染狀況,As污染最為嚴(yán)重,其次Pb、Zn、Cd污染也較嚴(yán)重,元素Cu,Cr,Ni,Co未出現(xiàn)污染跡象。(4)利用主成分(PCA)方法對(duì)元素來源、沉積階段進(jìn)行了解釋,結(jié)果表明陽宗海的沉積可分為穩(wěn)定、自然的沉積,穩(wěn)定、受人類活動(dòng)污染,不穩(wěn)定、受人類活動(dòng)及湖泊地球化學(xué)環(huán)境劇烈變化影響,三個(gè)沉積階段。(5)結(jié)合表層沉積物相關(guān)文獻(xiàn)、陽宗海流域狀況以及穩(wěn)定鉛同位素的分析,討論了陽宗海沉積物中的金屬來源,其中Cr主要來源于流域土壤的侵蝕,而類似的Co、Ni、Cu也來源于天然來源,但它們有不同的輸入途徑。湖泊附近的云南鋁廠和火電廠的煤炭和礦石消耗對(duì)沉積物中的元素Pb、Cu、Zn、Cd的污染有著一定貢獻(xiàn),元素Pb受到非點(diǎn)源污染,而大氣中的痕量金屬鉛來源被認(rèn)為是陽宗海中鉛的主要物質(zhì)來源。元素As主要受到了點(diǎn)源污染,非法的硫酸廠所生產(chǎn)含砷廢渣處理不及時(shí),經(jīng)過暴雨沖刷,通過徑流大量進(jìn)入湖泊造成砷污染事件。(5)As污染后,經(jīng)治理及相關(guān)保護(hù)管理措施,雖湖泊中重金屬元素的濃度已減少,陽宗海水質(zhì)已得到改善,但湖泊的地球化學(xué)環(huán)境以及生態(tài)環(huán)境的異常變化值得注意。因此,有必要建立一個(gè)完整的環(huán)境監(jiān)測(cè)保護(hù)系統(tǒng),以防止類似事件的發(fā)生,以及應(yīng)對(duì)處理類似事件,特別是當(dāng)自然生態(tài)系統(tǒng)遭受到強(qiáng)烈甚至毀滅性的重金屬污染時(shí)。
【關(guān)鍵詞】：重金屬 持久性污染物 湖泊 沉積物 污染歷史
【學(xué)位授予單位】：云南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X524
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 選題背景與研究意義12-13
• 1.2 文獻(xiàn)綜述13-21
• 1.2.1 環(huán)境中的重金屬研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1.1 常見重金屬元素及其化合物的毒理13-16
• 1.2.1.1 重金屬元素的污染來源16-17
• 1.2.2 湖泊沉積物中重金屬的研究現(xiàn)狀17-20
• 1.2.2.1 湖泊中重金屬污染的現(xiàn)狀17-19
• 1.2.2.2 湖泊沉積物記錄的研究現(xiàn)狀19-20
• 1.2.3 陽宗海重金屬污染的研究現(xiàn)狀20-21
• 1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線21-24
• 1.3.1 研究內(nèi)容與目的21
• 1.3.2 技術(shù)路線21-23
• 1.3.3 論文創(chuàng)新點(diǎn)23-24
• 第2章 樣品采集與分析方法24-38
• 2.1 研究區(qū)自然地理概況24-25
• 2.1.1 陽宗海自然地理概況24
• 2.1.2 陽宗海流域狀況24-25
• 2.2 樣品采集與預(yù)處理25-30
• 2.2.1 陽宗海沉積物鉆孔提取25-27
• 2.2.2 沉積物樣品分樣與保存27-28
• 2.2.3 沉積物樣品消解前處理28-30
• 2.2.3.1 消解方法與消解體系的選擇28-29
• 2.2.3.2 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑29
• 2.3.3.3 樣品消解預(yù)處理29-30
• 2.3 樣品分析30-35
• 2.3.1 沉積物樣品年代學(xué)測(cè)定30-32
• 2.3.2 重金屬元素濃度的測(cè)定32-34
• 2.3.2.1 測(cè)定方法的選擇32-33
• 2.3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑33
• 2.3.2.3 重金屬元素測(cè)量33-34
• 2.3.3 穩(wěn)定鉛同位素~(206)Pb、~(207)Pb測(cè)定（ICP-MS）34-35
• 2.4 數(shù)據(jù)分析方法35-38
• 2.4.1 地質(zhì)累積指數(shù)（I_(geo)）35-36
• 2.4.2 主成分分析36
• 2.4.3 鉛同位素分析36-38
• 第3章 結(jié)果與分析38-48
• 3.1 污染歷史和污染程度38-44
• 3.1.1 陽宗海沉積物重金屬元素濃度38-40
• 3.1.2 陽宗海重金屬污染程度40-41
• 3.1.3 陽宗海污染階段和歷史41-44
• 3.2 重金屬污染來源分析44-48
• 3.2.1 主成分分析結(jié)果44-45
• 3.2.2 元素的物質(zhì)和污染來源45-48
• 第4章 總結(jié)與展望48-50
• 4.1 總結(jié)48-49
• 4.2 展望與不足49-50
• 參考文獻(xiàn)50-58
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和主要參加的學(xué)術(shù)會(huì)議58-59
• 致謝59-60

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本文編號(hào)：1021737