渭河陜西段沉積物中重金屬污染的時空變化研究及污染評價
本文關鍵詞:渭河陜西段沉積物中重金屬污染的時空變化研究及污染評價,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著人類社會的發(fā)展和世界工農(nóng)業(yè)水平、城市化進程的不斷加快,由此產(chǎn)生的水環(huán)境污染問題越來越嚴重。在眾多的污染物中,重金屬由于其在環(huán)境中的持久性、生物地球化學可循環(huán)性以及潛在的生態(tài)威脅成為影響河流水質最為嚴重的污染物之一。而河道沉積物是重金屬的主要載體,影響著重金屬在水體中的遷移轉化過程,一方面沉積物顆?梢晕蕉喾N重金屬元素并在一定動力條件下沉積于河床底部或河漫灘上,在一定時間內減小了賦存于水體中的重金屬總量,另一方面當化學動力等外部條件發(fā)生改變,吸附在沉積物顆粒上的重金屬可能改變賦存狀態(tài),從吸附態(tài)固相轉移到溶解態(tài)水相或者沉積在底泥中的重金屬元素隨著沖刷泥沙重新進入水體從而顯著改變著上覆水體的化學構成,甚至造成水體的二次污染。因此研究沉積物中重金屬污染狀況對河流環(huán)境保護具有重要意義。本文以渭河陜西段及其支流為研究對象,通過野外調查、樣品采集和檢測分析,研究了渭河陜西段及其支流沉積物的基本理化性質,同時對2014年汛后,2015年內汛前、汛中、汛后不同時期的沉積物中元素Pb、Zn、Cr、Cu、Co、Ni的含量進行了測定,探討了渭河陜西段沉積物重金屬的沿程分布特征、垂向分布特征和時間變化特征,還通過相關性分析討論了重金屬之間的關系以及重金屬元素與沉積物理化性質之間的關系,最終辨析了重金屬的主要來源,還基于重金屬地累積指數(shù)和潛在生態(tài)風險指數(shù)對渭河沉積物重金屬污染狀況進行了污染評價,以期為合理開發(fā)和利用渭河的水資源,制訂污染防治措施以及流域治理規(guī)劃等提供科學依據(jù)。本研究主要結論如下:1.渭河陜西段表層沉積物的各項理化指標分別為:pH平均值為7.37,電導率值平均值為364?s/cm,低頻磁化率、高頻磁化率分別為73.04、70.61m3/kg,渭河陜西段支流表層沉積物的各項理化指標分別為:pH平均值為7.45,電導率值平均值為347.34?s/cm,低頻磁化率、高頻磁化率分別為64.27、62.75m3/kg,粒度分析結果顯示,渭河陜西段河段及其支流沉積物主要是以粉粒、沙粒為主的沉積物。2.從渭河六種重金屬元素的含量來看,六種元素的平均值與陜西省土壤背景值相比較,六種元素的平均值不同程度的超出了背景值,Zn的含量最高,超出背景值最多,但是以Co超出背景值的的比例最高,人為積累量大,富集程度高,已形成不同程度的污染;Pb、Cr、Cu、Ni的平均值略高于環(huán)境背景值,六種元素在不同區(qū)域的富集程度存在較大的差異。3.從渭河重金屬元素的沿程分布來看,六種元素在寶雞的臥龍寺橋、虢鎮(zhèn)橋的富集程度最高,其次是咸陽處,均為離城市較近的區(qū)域,而在耿鎮(zhèn)橋、沙王渡、樹園處元素富集程度最低,在支流灞河和清姜河入渭處元素的富集程度很高,涇河以及澇河入渭處,重金屬元素含量很低,說明渭河寶雞段、咸陽段以及灞河入渭、清姜河入渭處受到的人為擾動較大。4.從渭河陜西段沉積物中重金屬在2015年汛前、汛中、汛后的含量來看,重金屬元素在汛后的含量最高,其次是汛中,汛前含量最低。對比渭河2014年汛后和2015年汛后重金屬元素的含量,可以發(fā)現(xiàn)2015年的重金屬元素Pb、Zn、Cr、Cu、Ni的含量是高于2014年的,說明2014年-2015年的一年當中,渭河的重金屬元素富集程度加重,渭河仍在受到持續(xù)的污染。5.通過對渭河陜西段及其支流沉積物重金屬元素進行地累積指數(shù)及潛在生態(tài)風險評價,渭河的所有采樣斷面的地累積指數(shù)均小于1,人為擾動程度小;單項潛在污染指數(shù)和潛在生態(tài)風險指數(shù)也具有較低水平,說明渭河沉積物中Co、Zn、Cu、Pb、Ni、Cr六種元素在各個斷面都有較低的潛在生態(tài)風險。
【關鍵詞】:渭河 沉積物 重金屬 地累積指數(shù) 潛在生態(tài)風險
【學位授予單位】:西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:X522;X824
【目錄】:
- 摘要6-8
- ABSTRACT8-12
- 第一章 緒論12-17
- 1.1 研究背景及意義12-13
- 1.2 國內外沉積物重金屬污染研究綜述13
- 1.3 渭河流域沉積物重金屬污染研究進展13-14
- 1.4 重金屬的生態(tài)環(huán)境危害性14-15
- 1.5 研究目的及意義15
- 1.6 研究內容及技術路線15-17
- 1.6.1 渭河陜西段重金屬污染的時空變化15
- 1.6.2 表層沉積物中重金屬的污染評價15-16
- 1.6.3 技術路線16-17
- 第二章 研究區(qū)域概況17-21
- 2.1 研究范圍及自然地理條件17
- 2.2 氣候與水文17-18
- 2.3 社會經(jīng)濟概況18
- 2.4 渭河流域生態(tài)環(huán)境概況18-20
- 2.4.1 水環(huán)境狀況18-19
- 2.4.2 土壤與植被狀況19-20
- 2.5 研究區(qū)工業(yè)企業(yè)分布概況20-21
- 第三章 材料和方法21-24
- 3.1 樣品的采集與處理21-22
- 3.1.1 樣品的采集與保存21-22
- 3.1.2 樣品預處理22
- 3.2 樣品的分析與測定22-23
- 3.2.1 樣品pH值測定22
- 3.2.2 樣品電導率的測定22-23
- 3.2.3 樣品磁化率測定23
- 3.2.4 樣品粒度測定23
- 3.2.5 樣品重金屬全量測定23
- 3.3 實驗數(shù)據(jù)可靠性分析23-24
- 第四章 渭河陜西段沉積物的理化性質24-30
- 4.1 沉積物的PH24-25
- 4.2 沉積物的磁化率25-27
- 4.3 沉積物的電導率27-28
- 4.4 沉積物的粒度特征28-30
- 第五章 渭河陜西段及其支流沉積物中重金屬分布特征30-39
- 5.1 表層沉積物重金屬空間分布變化30-33
- 5.2 沉積物重金屬的垂向分布特征33-35
- 5.3 沉積物重金屬全量與理化指標相關性分析35-36
- 5.4 重金屬元素之間相關性分析36-37
- 5.5 研究區(qū)重金屬來源分析37-39
- 第六章 渭河陜西段重金屬含量時間變化特征39-49
- 6.1 沉積物重金屬含量在汛前、汛中、汛后的變化特征39-44
- 6.2 沉積物重金屬含量在 2014 年和 2015 年的年際變化44-48
- 6.3 沉積物重金屬含量時間變化原因辨析48-49
- 第七章 渭河陜西段沉積物重金屬含量水平及其與其他研究的對比49-54
- 7.1 渭河陜西段及其支流表層沉積物重金屬含量水平49
- 7.2 渭河陜西段沉積物重金屬含量水平及其與其他研究的對比49-54
- 第八章 渭河陜西段沉積物重金屬污染評價54-58
- 8.1 基于地累積指數(shù)的沉積物重金屬污染評價54-55
- 8.1.1 地累積指數(shù)計算方法54
- 8.1.2 沉積物地累積指數(shù)的污染評價54-55
- 8.2 基于潛在生態(tài)危害指數(shù)的沉積物重金屬污染評價55-58
- 8.2.1 潛在生態(tài)風險指數(shù)計算方法55-56
- 8.2.2 潛在生態(tài)風險指標及分級56
- 8.2.3 沉積物重金屬污染程度的評價56-58
- 第九章 結論與展望58-60
- 9.1 主要結論58-59
- 9.2 研究不足與展望59-60
- 參考文獻60-65
- 致謝65-66
- 作者簡介66
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