水体沉积物重金属分布影响因素研究的综合评述

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1、水体沉积物重金属分布影响因素研究的综合评述　　摘要：水体沉积物对环境重金属污染物具有“汇”和“源”的双重作用，其已成为全球性污染而受到广泛、热切关注。水体沉积物pH、有机质（OM）含量、微生物活动强弱等因素可直接改变重金属分布，氧化还原电势（ORP）主要以间接方式改变着重金属的分布，而温度、盐度和沉积物成分等则对重金属的分布影响较小。关键字：沉积物重金属；pH；OM;ORP中图分类号：TQ937文献标识码：A1.引言在我国，由于管理上的疏忽等原因，许多生活污水和工业废水都直接排入了河流湖泊，使河流湖泊被污染，致使排污河道底部的沉积物承载了很多污染物，重金属污染是无机有毒物质污染，难以被降解，还

2、会通过生物体或其他复合物富集在沉积物中。为了有效去除重金属污染物，必须先了解重金属在水体沉积物中的分布特点，因此对影响其在沉积物中的分布因素必须首先清楚了解。本文重点综合评述国内外有关此方面的现有研究结果，以期为后续研究提供清晰思路。2.重金属分布的影响因素2.1pH值的影响6研究发现[1]，沉积物中pH值减小会使H+和溶解态金属之间的配位体（OH-、CO32-、SO42-、Cl-和S2-等）竞争加剧，金属的吸附能力和生物活性随之减小，重金属的迁移率继而增大。沉积物中有机质（OM）的降解和可挥发性硫化物（AVS）的氧化使得沉积物的pH将从初期的中性降低到酸性，从而导致蓄持在沉积物中的某些金属重

3、新释进入上覆水体[2]。沉积物中不同种类的重金属对应有一个控制其活化迁移的极限pH值，在达到这个值时痕量金属才能发生释放[3]。2.2有机质（OM）的影响沉积物中有机化合物影响着重金属的吸附-解吸、络合及溶解-沉淀等化学行为，改变溶解态金属物质的浓度，从而改变重金属的迁移性[4]。研究发现[5]，在一些河流湖泊中，与有机物结合的重金属比例最大，金属离子与不溶性有机化合物络合可有效减小金属的迁移率，可溶金属与溶解性有机化合物结合会增加金属的迁移率。2.3氧化还原电势（ORP）的影响6当沉积物中ORP增加时，金属硫化物的氧化率和有机化合物的降解率会相应增加，两者都可以促进已吸附/络合态重金属的释放

4、，H+离子释放到孔隙水中会降低沉积物的pH值，导致重金属的二次释放。而部分释放物质会再次被吸附，而且容易被吸附到不稳定的结合态上。有研究发现，当沉积物的ORP增加时，与有机硫化物结合所形成的稳定态Cd含量将会从65%减少到30%，并形成一种易移动的形态[6]。2.4微生物活动的影响大量研究结果表明，细菌、真菌、藻类等微生物对重金属有很强的吸附能力。细菌作为重要的微生物，广泛分布于沉积物和水中。细菌吸附重金属过程分为两个阶段，第一个阶段是在细胞表面的物理吸附作用；第二个阶段为较慢的化学吸附，与微生物代谢活性有关[7]。被吸附的金属离子主要以键合方式存在在细菌的细胞壁上，控制这一吸附过程的是细胞壁

5、表面的酸/碱基官能团，以及某官能团对特定金属离子的键合程度。通常影响金属与细胞接触的主要有细菌的多聚糖和蛋白质、鞭毛和散毛以及水体的各种理化参数。2.5其他因素的影响其他因素如温度、盐度、金属种类和停留时间等也可以影响重金属的分布。研究表明，由于不同金属阳离子交换能力的不同，它们的迁移能力也会相应变化，通常排序为：Cs�Zn�Cd�Fe�Ag�Co�Mn[8]；当温度升高时，重金属的吸附能力经常逐渐降低；当孔隙水的盐度增加时，重金属的总吸附能力会因重金属和其它阳离子间的竞争而降低[9]。6沉积物的组成成分也会影响重金属的分布，沉积物中能吸附重金属的组分包括粘土、有机质、碳酸盐等，它们通常表面为

6、负电荷，吸附正电荷的重金属离子。因此，沉积物的组分以及每种组分的含量都影响着重金属的吸附。3.结论底泥，作为重金属最大的贮藏所和资源库，在金属转换中扮演着相当重要的角色。影响重金属分布众多因素中，pH、OM、微生物活动可以直接改变重金属的分布，ORP通过氧化金属硫化物改变pH值来间接改变重金属分布，还有一些其他环境因素如温度、盐度和沉积物组成成分等也可以影响重金属分布，但影响较小。参考文献：[1]李仁英，周志高，杨浩.上覆水pH对滇池沉积物重金属释放的影响[J].第四届全国农业环境科学学术研讨会论文集,2011,7:430-436.[2]K.Uta,W.Jens,Long-termeffect

7、softheAznalcóllarminespill―heavymetalcontentandmobilityinsoilsandsedimentsoftheGuadiamarrivervalley(SWSpain)[J].Sci.TotalEnviron,2006,367:855�871.[3]王晓蓉.金沙江重金属在颗粒物中的分布及基本特征[J].环境化学，1983，2(1).[4]吴耀国，惠林