運(yùn)河(杭州段)沉積物污染特征、釋放規(guī)律及其環(huán)境效應(yīng)的研究.pdf

1、摘 要本文通過(guò)對(duì)十{ ：狀沉積物樣品的污染特征分析、沉積物中污染物釋放模擬試驗(yàn)、沉積物。f ：地投放的盆栽試驗(yàn)以及原狀十柱淋洗試驗(yàn)等方法，研究了運(yùn)河( 杭州段) 沉積物的污染特征、漪在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)、污染物釋放規(guī)律、十地投放中對(duì)蔬菜利花草生k 影響以及十地投放后N 、P 、C u 、Z n 等在土層中的下移規(guī)律。f 得到以卜．結(jié)論：運(yùn)河( 杭州段) 沉積物中z n 、c u 、c d 、有機(jī)質(zhì)、有效態(tài)磷的積累比較明顯·高1 ：沉積物

2、背景值4 ．5 倍以上。與I 5 年前的凋布結(jié)果相比，運(yùn)河( 杭州段) 沉積物中有機(jī)質(zhì)的含埔屆著增高，說(shuō)明1 5 年來(lái)的污染控制措施并未有效消除運(yùn)河的有機(jī)污染源。運(yùn)河( 杭州段) 沉積物中z n 的含量峰值及平均含量都顯著F 降。其余金屬元素盡管在峰值上有所r 臍，但平均值與1 5 年前無(wú)顯著差異。淤泥層有機(jī)質(zhì)的污染已經(jīng)明顯影I 晌劍沉積物的r 伏基底層，H g 由淤泥層向基底層的遷移也比較明顯。運(yùn)河( 杭州段) 的運(yùn)河一錢(qián)塘江溝通段、

3、生活商貿(mào)市區(qū)河段、，J ：業(yè)區(qū)河段及余杭農(nóng)村河段的四個(gè)河段中沉積物的污染特征顯著不同。從沉積物的滿(mǎn)在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子看，運(yùn)河( 杭卅f段) 沉積物中c d 的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)擐高，其次是H g 、c u 。四個(gè)河段中， l ：業(yè)區(qū)河段沉積物的綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)最高，運(yùn)河一錢(qián)塘江溝通段最低。運(yùn)河( 杭州段) 沉積物中c u 主要?dú)堅(jiān)鼞B(tài)存在，其次是還原提取態(tài)．z n 則主要以乙酸提取態(tài)為主。占沉積物中z n 總精的5 0 ％以上，具有較強(qiáng)的化學(xué)活性。運(yùn)河

4、( 杭州段) 沉積物c u 的釋放速率很快，在上覆水受到間歇性擾動(dòng)的情況F ，I ～2大就返到釋放最人值。不同河段的沉積物c u 的釋放漸力相著很人。提高上覆水的p H 值、投加F e ”類(lèi)鹽或提高上覆水的含氧最都顯著降低上覆水中c u 的釋放平衡濃度。沉積物釋放到上覆水體中的c u 可以通過(guò)換水清洗措施而有效地降低。沉積物釋放平衡后上覆水c u 濃度不超過(guò)二類(lèi)地表水的濃度限定值。沉積物z n 的釋放較緩慢，在2 I 天的模擬試驗(yàn)中，上

5、覆水z n 濃度因沉積物釋放而持續(xù)增加，但增加幅度越來(lái)越小。不同河段的沉積物z n 的釋放潛力相籌也很人，J ：業(yè)污染為主的東謝村河段沉積物釋放到上覆水中的z n 濃度比有機(jī)污染為主的人關(guān)橋河段沉積物高4 0 ％左右。提高上覆水的p H 值、投加F e ”類(lèi)鹽或提高上覆水的含氧量也都顯著降低了上覆水中z n 的平衡濃度。換水清洗降低了上覆水z n 濃度。但當(dāng)z n 濃度降至1 0 0 I _ t g 1 ．1以下后，換水清洗的效果已不明

6、顯。沉積物釋放平衡后上覆水z n 濃度也不超過(guò)二類(lèi)地表水的濃度限定值，但沉積物釋放導(dǎo)致上覆水C u 、Z n 的濃度均高山漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)倍。在間歇性擾動(dòng)情況下，沉積物耗氧物質(zhì)釋放的波動(dòng)性較人。有機(jī)污染為主的人關(guān)橋河段沉積物比l ：業(yè)污染為主的爾謝村河段的沉積物對(duì)上覆水C O D 的影響更人。提高上覆水p H 值，表觀上提高了上覆水透明度。但同時(shí)沉積物耗氧物質(zhì)的釋放量也顯著增加。F e ”類(lèi)鹽則既增加了水體透明度，又顯著降低了上覆水C O

7、 D 。水體曝氣由丁增加了對(duì)沉積物的擾動(dòng)，I 滅l 此對(duì)上A B S T R A C TI nt h i sp a p e r , p o l l u t i o nc h a r a c t e r i s t i c so ft h es e d i m e n t o f t h eH a n g z h o u s e c t i o no ft h eG r a n dC a n a l w a si n v e s t i

8、g a t e d ，t h e e c o l o g i c a l r i s k o f t h e s e d i m e n t w a s e v a l u a t e d w i t h p o t e n t i a le c o l o g i c a li n d e x ，a n dt h er e l e a s i n gm e c h a n i s m o fp o l l u t a n t sf r

9、 o mt h es e d i m e n t w a s s t u d i e dw i t hm o d e l i n g e x p e r i m e n t s M o r e o v e r , t h e e c o l o g i c a l t o x i c o l o g y o f t h e l a n d a p p l i c a t i o n o f t h es e d i m e n t f

10、r o mt h eH a n g z h o us e c t i o no ft h eG r a n dC a n a la n d t h ed o w n w a r dm o v e m e n t o ft h ep o l l u t a n t si ns o i ls y s t e m w e r e s t u d i e db y p o t e x p e r i m e n t sa n d s o i l

11、c o l u m n l e a c h i n ge x p e r i m e n t s ．I n v e s t i g a t i o no ft h ep o l l u t i o no ft h es e d i m e n ts h o w e dt h a t ，t h es e d i m e n t h a db e e np o l l u t e db yh e a v ym e t a l s ，m e

12、a nv a l u e so fC d ．Z n ，C u ．P b ．H g ．A sa n dC rw e r e6 ．5 0 ．64 6 ，4 ．6 0 ．28 1 。23 2 ．1 ．2 9 ．a(chǎn) n d1 ．1 7t i m e sh i g h e rt h a nt h eb a c k g r o u n dv a l u e s ，r e s p e c t i v e l y ．T h es e d i m e n

13、 ta l s oc o n t a i n e dp l e n t y o fn u t r i e n t s C o n c e n t r a t i o n so fo r g a n i cc a r b o n ( 0 C ．) ．a(chǎn) v a i l a b l e p h o s p h o r u s ，a v a i l a b l ep o t a s s i u ma n d t o t a ln i t r

14、o g e nw e r e1 1 3 ．5 ．4 ．33a n d 1 4 t i m e sh i g h e rt h a nt h ep a d d ys o i l n e a rt h ec a n a l ．r e s p e c t i v e l y , O w i n gt ot h ec o m p l e xp o l l u t i o ns o u r c e s 。a c c u m u l a t i n

15、 ge x t e n t so f t h ep o l l u t a n t si n t h es e d i m e n t v a r i e dd r a s t i c a l l yi nd i 仟e r e n ts e c t i o no ft h ec a n a l A l t h o u g ht h ec o n n e c t i n gs e c t i o nb e t w e e nt h ec

16、a n a la n dQ i a n t a n gR i v e r w a s n e w l yd u gs e c t i o n ．i t ss e d i m e n ta l s o b e e n p o l l u t e d o w i n g t o t h e b a c k - f l u x o f t h e p o l l u t e d w a t e r f r O m t h e d o w n

17、s t r e a mC o n c e n t r a t i o no fO ．C ．i nt h es e d i m e n to ft h ed o w n t o w ns e c t i o no ft h ec a n a lw a s s i g n i f i c a n t l yh i g h ，a n dt h ec o n c e n t r a t i o n o fZ n i ni n d u s t r

18、 i a ls e c t i o no f t h ec a n a l w a s a l s or e m a r k a b l y h i g h ．C o n c e n t r a t i o n o fO ．C w a ss i g n i f i c a n t l y h i g h e rt h a n t h a t i n v e s t i g a t e d a t 15 y e a r sa g o ，s

19、 h o w e dt h a tt h ep o l l u t i o na b a t e m e n t e n g i n e e r i n gw h i c ht a k e no ni n t h el a s tf i f t e e ny e a rh a d n 。te f f e c t i v e l yd e c r e a s e d t h eo r g a n i c p o l l u t i o n

20、s o u r c e s ．H o w e v e r ，c o m p a r e d w i t h t h e i n v e s t i g a t i o no f15y e a r s a g o ．t h ec o n c e n t r a t i o no fZ ni n t h es e d i m e n t s i g n i f i c a n t l yd e c r e a s e d ．O r g a

21、n i cp o l l u t i o ni nt h et o pl a y e rs e d i m e n th a ds e r i o u s l ya f f e c t e dt h eb o s o m l a y e r , a n dt h ed o w n w a r dm o v e m e n to fH g i nt h es e d i m e n t w a s a l s or e m a r k a

22、 b l e ．E c o l o g i c a l r i s k e v a l u a t i o n w i t h p o t e n t i a l e c o l o g i c a l r i s k i n d e x s h o w e d t h a t ．t h e m o s td a n g e r o u se c o l o g i c a lr i s kf a c t o ro ft h es e

23、d i m e n tw a sC d ．f o l l o w e dw i t hH ga n dC u ．E c o l o g i c a lr i s ko f d i f f e r e n ts e c t i o no f t h ec a n a l w a s a l s od r a s t i c a l l yv a r i e d ．T h em o s t e c o l o g i c a l l yd

24、a n g e r o u ss e d i m e n l w a s l h a tf r o mt h ei n d u s t r i a ls e c t i o no f t h ec a n a l F r a c t i o n a t i o no ft h eC ua n d Z n i nt h es e d i m e n ts h o w e dt h a t ．C ui nt h es e d i m e n

25、 tm a i n l yp r e s e n t e di n r e s i d u a lf r a c t i o n ．m o r et h a n5 0p e r c e n to ft h et o t a IC ui n t h es e d i m e n Ip r e s e n t e di n r e s i d u a lf r a c t i o n R e d u c i b l ef r a c t i

26、 o nw a sa n o t h e rm a j o r f r a c t i o no fC u ．M o r et h a n6 0p e r c e n t o fZ n i nt h es e d i m e n t w a s p r e s e n t e di na c i de x t r a c t a b l e f r a c t i o n P r i n c i p a l f a c t o r a