东江中下游河网密集区水体有机物污染调查分析及其底泥沉积物对菲的吸附、解吸特性研究

摘要

东江是珠江流域三大水系之一,位于广东省中部靠东的区域。它地处亚热带气候,四季分明。作为一条饮用水水源地保护河流,东江除了向本流域内提供生产和生活用水外还担负着向流域外特别是深圳、香港等经济发达地区供水的任务。近几年,随着东江流域周围经济的蓬勃发展,城市化速度的加快,流域沿岸的工业废水和周边生活污水大量排入东江河道,加上农业和船舶以及周围大大小小不合理的乡镇企业等造成的面源污染,使得流域面临着严重的水环境污染威胁。因此,针对东江流域的水环境污染状况,本论文对东江中下游河网密集区域水体、沉积物以及悬浮物中有机污染物的种类和含量水平进行了筛查分析,旨在对该流域的有机物污染状况有一个初步的了解；并在此基础上,以多环芳烃菲为代表,研究了其在河流底泥沉积物上的吸附解吸行为,探讨了溶解性有机质(DOM)对菲在沉积物上吸附与解吸迟滞性的影响。
　　 对东江河网密集区61个河流水样以及6个排污口水样进行了分析,实验结果表明,东江河流水体中共检测出26种有机污染物,7种为优先控制污染物；排污口水样中共检测出44种有机物质,其中含6种优先控制污染物,18种毒性较大的有机物,尤其是排污口23污染比较严重,含有以上全部的44种有机物。东江流域沉积物样品主要检测出25种有机污染物,其中优先控制的污染物有10种；而悬浮物中则主要检测出29种有机污染物,其中优先控制的污染物有11种。以上样品中筛查出的有机污染物种类比较繁多,主要包括多环芳烃类、烷烃类、烯烃类、苯系物、酞酸酯类、含氮杂环等。
　　 对菲在东江及凉水河两种河流底泥沉积物上的吸附、解吸实验研究结果表明,溶解性有机质(DOMs)能明显抑制菲在沉积物上的吸附,在试验浓度范围内(0～110 mg／L)菲在沉积物上的吸附量与DOC浓度之间呈显著的负线性相关关系(rD=-0.99873,rL=-0.9987),引入的DOC浓度越高,对吸附作用的抑制越显著。在溶解性有机质存在条件下,菲在两种沉积物上的吸附均呈现线性吸附特征,Kd值的大小随加入沉积物浸出液DOC浓度的减小呈增大的趋势。菲在两种沉积物上的解吸过程均呈现一定的迟滞性,其解吸迟滞性可用热力学指数TII来描述。随着菲初始浓度的增加,TII值呈先减小后增加的变化趋势,其变化可以用吸附在高低位点上的菲分子的比例以及菲分子是否能够被禁锢在吸附剂微孔内部来加以解释；溶解性有机质的存在,能促进菲从沉积物上的解吸,从而使菲的解吸滞后性减弱。增强其在水体环境介质中的迁移与传输能力。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 水环境污染形势概况

1.2 水环境中的有机物污染

1.3 沉积物污染概述

1.4 有机污染物在沉积物上的吸附解吸概述

1.4.1 吸附的定义

1.4.2 沉积物的组成

1.4.3 吸附动力学

1.4.4 沉积物对有机污染物吸附模式的研究进展

1.4.5 吸附等温线方程

1.4.6 有机污染物在沉积物上吸附/解吸的滞后性

1.5 有机污染物在沉积物上吸附/解吸的影响因素

1.5.1 复合污染对吸附行为的影响

1.5.2 环境因素对吸附解吸行为的影响

1.5.3 溶解性有机质(DOM)对吸附行为的影响

1.6 论文的研究内容和意义

第二章 东江流域水环境概况

2.1 东江流域地理和水文概况

2.2 东江流域的社会经济概况

2.3 东江流域水污染概况

第三章 实验材料和方法

3.1 样点的分布和样品采集

3.1.1 样点的位置

3.1.2 样品的采集与存放

3.2 东江流域水体及沉积物中有机物的分析

3.2.1 实验仪器与材料

3.2.2 东江样品的前处理

3.2.3 东江样品的检测和分析方法

3.3 菲在沉积物上的吸附解吸实验

3.3.1 菲的性质

3.3.2 实验材料与仪器

3.3.3 药剂的配制

3.3.4 沉积物的理化性质

3.3.5 菲在沉积物上的吸附/解吸实验

3.3.6 数据的计算与分析

第四章 东江中下游河网密集区水体水质监测及有机物筛查分析结果

4.1 引言

4.2 水质现场检测及分析

4.2.1 温度

4.2.2 电导率

4.2.3 pH

4.2.4 氧化还原电位

4.2.5 溶解氧

4.2.6 Cl-值

4.2.7 氨氮

4.2.8 硝态氮

4.3 东江水样中有机物的分析

4.4 东江中下游水体沉积物中有机物的分析

4.5 悬浮物中的有机物分析

4.6 结论

第五章 溶解性有机质(DOM)对菲在沉积物上的吸附与解吸性能的影响

5.1 引言

5.2 沉积物的理化性能的表征

5.2.1 沉积物基本理化参数

5.2.2 沉积物中溶解性有机质的三维荧光光谱分析

5.2.3 沉积物的矿物组成

5.3 菲的标准曲线测定

5.4 菲在沉积物上的吸附动力学

5.5 溶解性有机质对菲吸附量的影响

5.6 溶解性有机质对菲吸附等温线的影响

5.7 溶解性有机质对菲从沉积物上解吸性能的影响

5.8 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的科研成果