山西汾河河流生态地球化学特征与重金属污染机制_硕士学位论文

山西汾河河流生态地球化学特征与重金属污染机制_硕士学位论文

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1、原创性声明本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名:多趁兰学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或

2、其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。作者魏纽丝新签名竺吼竺芷月二日吼彳中南大学博士学位论文摘要汾河流域是山西省工业集中、农业发达的地区,在山西省的经济发展中具有举足轻重的作用。近年来降雨偏少,且季节性明显,河流的生态功能已大为衰退。随着直接或间接排入汾河的污染物越来越多,由此带来的环境污染与事故日渐突出,严重威胁着人类健康。其中重金属因其自身的非降解性和通过食物链富集、毒性放大的特性,其污染问题备受关注。本文主要研究内容如下:对汾河进行了系

3、统的水体多介质(水、悬浮物、底泥)地球化学测量及河漫滩剖面测量;着重对八种重金属元素Hg、Cd、Pb、As、Cr、Cu、Ni、Zn进行了生态地球化学评价。尝试测定了汾河河漫滩沉积物的210Pb丰度。估算了汾河沉积物的沉积速率和重金属沉积通量;大致推导了重金属的主要污染时期。对重金属含量高的样品进行重金属形态分析,探讨了其生态危险性,并对重金属元素的来源及其迁移转化进行了探讨。论文主要成果与认识如下:(1)、汾河重金属在悬浮物中含量最低,在水中含量较高,在底泥中最高。从太原到河津,汾河重金属含量总体上趋于增加。黄河过滤水中重金属元素含量

4、均低于河津过滤水中含量,黄河临猗重金属高于黄河禹门口。汾河枯水期悬浮物中重金属元素浓度均低于丰水期。反映在丰水季节泥沙夹带了大量的污染组分进入河流。汾河底泥的污染程度高于黄河。总之,汾河水体对黄河有明显的重金属输入污染。(2)、汾河污染物主要在太原盆地和临汾盆地沉积物中,太原盆地沉积物重金属峰值集中在12----66厘米,临汾盆地重金属富集峰值的深度大致在88"--100厘米左右。推测重金属累积通量高值段出现在20世纪80年代初以后时期,为重金属人为负荷量输入高峰期。重金属浓度与其沉积通量分布呈正相关性,与南方河流不同。太原盆地和临汾

5、盆地是汾河的纳污库,将来有可能是黄河新的污染源。(3)、采用目前国内外主要的评价方法,全面、客观评价了汾河中南大学博士学位论文摘要水体及沉积物中重金属元素的污染程度。综合各种评价方法,认为汾河水体已受到重金属污染:Hg、Cr、Cd在河津为国家标准(GB3838-2002)V类水,六个监测断面上Hg的含量均属国家标准V类水。汾河水体中Pb、As、Zn、Cu和Ni含量较低,污染较轻。汾河河漫滩沉积物主要污染也是汞镉污染,其他重金属污染相对较轻。六个沉积柱重金属污染程度递降的顺序为,MHHl420副>MHHl419>MHHl418>MHHl

6、421>MHHl414>MHHl417,除MHHl418(介休)无重警样,其他沉积柱都出现了重金属污染严重现象,即生态系统服务功能严重退化,生态环境受到较大破坏,生态问题较大,生态灾害较多。(4)、对汾河河漫滩不同站位沉积物中Hg、Cd、Pb和Zn元素进行了形态分析,形态分析中各元素的“非稳态”含量可以反映不同站位人为因素的影响。Hg、Cd、Pb和Zn四种重金属中,Hg的迁移环境风险最低,Cd的环境风险最高,Pb和Zn存在潜在危害。当环境条件改变,沉积物中Cd最易活化释放到水体中,形成新的污染源,应引起足够重视。(5)、重金属来源研究

7、采用与流域岩石重金属含量对比,结合相关分析和因子分析法,并与汾河流域工业发展状况进行对照。自然的汞主要来自P。。、C。、C。、02f等沉积岩地层,岩浆岩和变质岩对汞污染的贡献很少。含镉偏高的地层主要是T。和C。。人为的汞镉污染主要与山西工业燃煤及采煤业有关。其他轻微或中等污染的重金属在沉积物中都显示不同程度的富集,除来自于流域岩石的自然风化和侵蚀外,也与流域内的人口激增和工商业蓬勃发展有关。此外,推测重金属富集的原因可能与汾河地堑的独特的地质构造有关,该结论有待进一步研究探讨。关键词重金属,地球化学特征,生态评价,汾河中南大学博士学位

8、论文ABSTRACTABSTRACTTheFenheRiverwatershediSaregionwheretheindustryandagriculturearedeveloped.TheFenheRiverwater

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