西巢湖沉積物中重金屬含量的時(shí)空特征及環(huán)境效應(yīng).pdf

1、本文按季節(jié)采集巢湖以姥山-忠廟為界的西半部分入湖支流口和湖區(qū)的沉積柱，測(cè)定了其水體以及沉積柱中的Cu、Zn、Fe和Mn的總量，并通過泥樣的離心提取，分析了沉積柱的孔隙水中Cu、Pb、Cd、Cr、Fe和Mn的總量。在此基礎(chǔ)上，對(duì)西巢湖沉積物以及孔隙水中重金屬的水平分布、垂直分布、季節(jié)性變化特征進(jìn)行了研究分析，為西巢湖的治理提供了科學(xué)依據(jù)。 由于進(jìn)入巢湖7大水系中的4個(gè)水系(杭埠河-豐樂河、派河、南淝河-店埠河、柘皋河)都位于巢湖

2、西半部分，且該區(qū)分布有合肥市、肥西、肥東等幾個(gè)工業(yè)較發(fā)達(dá)的城鎮(zhèn)，因此，選取巢湖西半湖進(jìn)行重金屬污染調(diào)查，來了解目前巢湖的重金屬污染狀況和潛在威脅，為進(jìn)一步防治巢湖污染提供了科學(xué)依據(jù)。選取了西巢湖三個(gè)支流入湖口(S1新河、S2派河、S3南淝河)和兩個(gè)湖區(qū)(S4西半湖心、S5姥山-忠廟)五個(gè)采樣點(diǎn)，來研究和探討沉積物上覆水、孔隙水以及沉積物中重金屬的分布特征以及沉積物重金屬的環(huán)境效應(yīng)。 上覆水中重金屬濃度水平分布情況為，新河口的重

3、金屬Cu、Zn、Cr、Pb、Cd含量相對(duì)較高，其次是南淝河口，除Zn含量在所有的采樣點(diǎn)都為Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，其他重金屬含量都為I類標(biāo)準(zhǔn)，重金屬Cd含量在派河口、西半湖心、姥山-忠廟點(diǎn)均低于檢出限。因此，從水體重金屬污染狀況分析，西巢湖整體水質(zhì)比較清潔，大部分達(dá)到I類標(biāo)準(zhǔn)，儀Zn元素達(dá)II類標(biāo)準(zhǔn)。上覆水體重金屬垂直分布沒有一定的規(guī)律性可循，通過與表層沉積物孔隙水中重金屬含量比較可知，表層孔隙水中重金屬濃度一般為上覆水中重金屬濃度的2～3倍左右，西

4、半湖心、姥山-忠廟孔隙水中Fe、Mn元素濃度甚至達(dá)到上覆水中濃度的幾十倍，元素含量水平基本為Mn>Fe>Cr、Cu、Pb>Cd，由于采樣點(diǎn)的差異不同重金屬元素在沉積物孔隙水含量存在差異，導(dǎo)致孔隙水中重金屬的水平、垂直分布差異，且出現(xiàn)了春季含量低于冬季含量的季節(jié)性特征。水平分布特征為：孔隙水中Cu和Pb的濃度為在新河、派河較高；Cr濃度在各點(diǎn)的分布相對(duì)比較相近；Cd含量南淝河出現(xiàn)高值；Fe、Mn濃度在新河較高。而垂向分布特征由于不同的重金

5、屬元素其地球化學(xué)性質(zhì)的差異，因此垂向分布特征也出現(xiàn)了一定的差異性。西巢湖采樣點(diǎn)的沉積物中重金屬含量總體水平含量分布為Fe>Mn>Zn>Cu，F(xiàn)e與背景值38800ug·g-1相近，其他元素都高于背景值，其水平分布具有明顯的規(guī)律，即入湖口處南淝河、新河、派河到西半湖心再到忠廟-姥山逐漸降低，而垂向分布特征與各研究區(qū)的污染過程相一致，特別是在污染相對(duì)嚴(yán)重的南淝河口，沉積柱從表層到底層，重金屬含量呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，而新河、派河、西半湖

6、心與姥山-忠廟四個(gè)采樣點(diǎn)卻呈現(xiàn)出不斷降低的垂向分布特征，并沒有出現(xiàn)分層現(xiàn)象。這與該采樣點(diǎn)主要受到地表侵蝕、水土流失帶來的重金屬污染，且期間未進(jìn)行過污染治理有關(guān)。除了在不同采樣點(diǎn)出現(xiàn)不同的垂向分布特征，不同元素的垂向分布也出現(xiàn)了一定的差異。通過對(duì)沉積物四個(gè)季節(jié)的重金屬含量分布，發(fā)現(xiàn)在人為污染較嚴(yán)重的南淝河口，還出現(xiàn)了一定的季節(jié)性特征。具體表現(xiàn)為：1)不同重金屬元素季節(jié)性變化幅度存在差異，總體上呈現(xiàn)出Mn、Fe>Zn、Cu，反應(yīng)出季節(jié)性變化

7、幅度受控于元素的地球化學(xué)性質(zhì)及環(huán)境因素的影響(尤其是氧化還原)，2)隨著深度的增加，重金屬元素Mn、Fe總量在不同季節(jié)呈現(xiàn)出差異：I段0-10cm冬>夏季>秋、春季；II段10-20cm夏、秋季>春季，夏秋季Fe總量先保持穩(wěn)定，之后不斷降低。而重金屬元素變異系數(shù)分析，顯示了各重金屬元素不同的地球化學(xué)性質(zhì)。 通過本文研究不但可以評(píng)價(jià)西巢湖水體以及沉積物的重金屬污染程度，還可為日后巢湖水體污染治理、沉積物的疏浚以及處置方案提供了可