太湖水體中的膠體態(tài)痕量金屬及其影響因素研究.pdf

1、膠體是物質(zhì)的一種存在狀態(tài)，在天然水體中是普遍存在的，并有著極其重要的環(huán)境意義，近年來(lái)越來(lái)越受到環(huán)境學(xué)界的廣泛關(guān)注。本文利用目前國(guó)際上流行的切向流超濾(CFF)技術(shù)分離并獲取了太湖水體中的膠體濃縮液，在研究其膠體有機(jī)碳(COC,1kD～1μm)的基礎(chǔ)上對(duì)其水體中的膠體態(tài)痕量金屬(Cd、Cu、Pb、Fe、Mn和Zn，1kD～1μm)進(jìn)行了系統(tǒng)地、開(kāi)創(chuàng)性地研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下： 1探討了太湖典型湖區(qū)的COC含量及其季節(jié)

2、變化，揭示出：①作為淺水湖泊的太湖，其春季水體COC濃度為1.79 mg/L～2.05 mg/L，比河流低，但比海洋、海灣及河口等水體高。太湖水體中的COC在總?cè)芙庥袡C(jī)碳(DOC)中的比例較低，僅為8.11％～22.13％。②作為藻型湖區(qū)的梅梁灣，其COC含量夏季最高，秋季最低，而作為草型湖區(qū)的貢湖灣，其COC含量在秋季最高，冬夏季較低，季節(jié)變幅較小；春季梅梁灣和貢湖灣COC含量沒(méi)有大的差別，冬、夏季梅梁灣COC含量高于貢湖灣，秋季貢湖

3、灣COC含量又高于梅梁灣。③浮游生物尤其是浮游植物的生命活動(dòng)可能是太湖水體COC的主要來(lái)源。風(fēng)浪的擾動(dòng)作用對(duì)太湖表層水中的浮游生物現(xiàn)存量和懸浮物濃度有較大影響，進(jìn)而可對(duì)表層水中COC含量產(chǎn)生直接或間接影響，在風(fēng)速的衰減期，風(fēng)浪的擾動(dòng)作用和太湖表層水中COC含量存在一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系。 2探討了太湖典型湖區(qū)膠體態(tài)痕量金屬的含量及其季節(jié)變化，揭示出：①太湖春季水體中膠體態(tài)Cu、Zn、Pb、Fe、Mn和Cd的濃度分別為0.46～0.8

4、6μg/L、2.06～8.24μg/L、2.62～3.70 μg/L、3.48～24.79μg/L、0.31～1.62μg/L和6.71～17.94ng/L，比海洋、小的河流及瀉湖等水體高，但比大的河流低；平均分別占各自總?cè)芙鈶B(tài)的22.3％、26.3％、20.7％、58.9％、40.4％和59.2％；膠體態(tài)Cu、Pb、Fe、Mn和Cd平均分別占各自總量的17.4％、19.1％、55.1％、1.98％和52.8％，表明太湖水體中的膠體在痕

5、量金屬的生物地球化學(xué)循環(huán)中有著重要的意義。②太湖典型湖區(qū)水體中痕量金屬的膠體態(tài)含量以及不同湖區(qū)之間的差異有較大的季節(jié)變化。梅梁灣膠體Pb含量在春季最高，夏季最低，其余的元素Cd、Cu、Fe、Mn和Zn的膠體態(tài)含量一般都是春季較低，而秋冬季較高；貢湖中膠體Pb含量在春季最高，秋季最低，其余元素Cd、Cu、Fe、Mn和Zn的膠體態(tài)含量都是在冬季最高，其它季節(jié)較低；各季節(jié)中，作為藻型湖區(qū)的梅梁灣各痕量金屬的膠體態(tài)含量大都高于作為草型湖區(qū)的貢湖

6、灣，這可能和梅梁灣重金屬污染較重有關(guān)；并且梅梁灣中膠體Cd、Pb、Mn和Zn在各自總?cè)芙庀嗪涂偭恐械谋壤捕几哂谪暫?；除Zn外，兩湖區(qū)中其它元素的膠體態(tài)含量差異一般都是在春季較小。 3探討了太湖水體膠體態(tài)痕量金屬含量在一個(gè)風(fēng)浪過(guò)程中的變化，揭示出，太湖水體中膠體Mn、Cu和Pb的含量與風(fēng)浪擾動(dòng)強(qiáng)度呈正相關(guān)，膠體Zn含量和擾動(dòng)強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)；而膠體Fe含量主要取決于COC的含量，其次也和總Fe含量有關(guān)，根本上則受風(fēng)浪擾動(dòng)的影響，

7、但和風(fēng)浪擾動(dòng)無(wú)明顯直接關(guān)系；膠體Cd含量變化比較復(fù)雜，與COC含量、總Cd含量乃至風(fēng)浪擾動(dòng)強(qiáng)度無(wú)明顯關(guān)系。 4模擬研究了水動(dòng)力擾動(dòng)作用對(duì)太湖水體膠體態(tài)痕量金屬含量的影響，揭示出，擾動(dòng)開(kāi)始后上覆水中痕量金屬的膠體態(tài)含量都是持續(xù)增加，到擾動(dòng)22h時(shí)達(dá)到最高，此后，在擾動(dòng)末期和靜置過(guò)程中，除過(guò)膠體Zn，其它痕量金屬Cd、Cu、Pb、Fe和Mn的膠體態(tài)含量都呈波動(dòng)減少趨勢(shì)；上覆水中膠體Cd含量和水動(dòng)力擾動(dòng)作用存在一定的正相關(guān)關(guān)系，彌補(bǔ)

8、了野外觀(guān)測(cè)的不足；膠體Cu、Pb、Mn和水動(dòng)力擾動(dòng)作用也存在不同程度的正相關(guān)關(guān)系，而膠體Fe含量和水動(dòng)力擾動(dòng)作用沒(méi)有直接、明顯的相關(guān)關(guān)系，這些都印證了野外觀(guān)測(cè)的結(jié)果；野外觀(guān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)的膠體Zn含量和風(fēng)浪擾動(dòng)強(qiáng)度之間的負(fù)相關(guān)關(guān)系在模擬實(shí)驗(yàn)中也有所表現(xiàn)。 5探討了太湖水體膠體態(tài)痕量金屬含量的影響因素，揭示出，太湖水體中痕量金屬的膠體態(tài)含量和各自的總量存在顯著性或極顯著性正相關(guān)關(guān)系，表明太湖水體中痕量金屬的膠體態(tài)含量主要受制于其總量，