新疆典型湖泊沉积物中重金属的形态分布及其环境污染评价

摘要

本研究以新疆乌伦古湖和玛纳斯湖为研究地点,采样点主要布设在排污口、河流入口以及距离生活区、农田的附近区域,以乌伦古湖和玛纳斯湖沉积物中的重金属含量、形态分布以及理化性质为研究对象;通过原子吸收分光光度计为测试手段,分析了沉积物中Cu、Pb、Ni、Cr、Zn和Cd六种重金属元素的含量,采用BCR三步连续提取法分析重金属元素的赋存形态;通过多元统计计算,分析重金属的来源以及各形态之间与理化性质的相互关系;采用内梅罗综合污染指数法和次生相与原生相比值法对湖泊沉积物中的重金属进行污染评价。主要研究结论如下:
　　(1)Cu、Pb、Ni、Cr、Zn和Cd六种重金属元素在玛纳斯湖沉积物中均检出。玛纳斯湖沉积物中Cd的含量略有富集现象,分布不均匀,其他五种重金属元素的含量均低于中国土壤中重金属的背景值;除了Cd外,其他元素主要以残渣态为主,弱酸提取态比例最低,而Cd却主要以弱酸提取态、可还原态和可氧化态为主。
　　(2)在乌伦古湖沉积物中 Cu、Pb、Ni、Cr、Zn和 Cd六种重金属元素均检出。Cd的平均含量水平是0.32μg/g,超过背景值的1.5倍;Ni和Cd的变异系数较大,说明受到人为活动的影响;Cu、Pb、Zn的形态主要以残渣态和可还原态为主,Cd的形态分布是:弱酸提取态>可还原态>可氧化态>残渣态。
　　(3)通过主成分分析可知,重金属元素被分为三个主分,Ni、Cr、Pb为第一成分,这些元素主要是自然来源;Cu、Zn为第二主成分,受到人类活动的影响;Cd为第三主分,主要来自农田灌溉,化肥农药的使用。
　　(4)使用内梅罗综合污染指数法和次生相与原生相比值法分别对两个湖泊进行污染评价。玛纳斯湖并未受到污染,而乌伦古湖受到了轻度污染。重金属元素Cd在两湖泊中是主要污染元素,且Cd具有较强的潜在危害。
　　(5)采用相关性分析的方法,对重金属的各形态与pH、粒度、有机质进行分析,结果可知:弱酸提取态与pH的有显著相关;还原态同时受pH、粒度、有机质的影响;可氧化态与有机质的相关性最为显著;残渣态与pH、粒度、有机质并无显著相关性。

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第一章 绪论

1.1 研究的背景及意义

1.2 湖泊沉积物重金属的研究概况

1.3 湖泊沉积物重金属的形态研究

1.4 沉积物中重金属的来源解析

1.5 沉积物中重金属的污染评价

1.6 沉积物中重金属形态分布的影响因素

1.7 研究目标、内容及技术路线

第二章 材料与方法

2.1 研究区域概况

2.2 实验材料

2.3 样品采集和处理

2.4 分析方法

2.5 质量保证与质量控制

第三章 玛纳斯湖沉积物重金属的含量及赋存形态

3.1 重金属的含量及空间分布

3.2 重金属形态分析及空间分布

3.3 不同季节的重金属对比

3.4 重金属的来源解析

3.5 本章小结

第四章 乌伦古湖沉积物重金属的含量水平及赋存形态

4.1 重金属的含量及空间分布

4.2 重金属形态分析及空间分布

4.3 不同季节的重金属对比

4.4 重金属的来源解析

4.5 本章小结

第五章 湖泊沉积物中重金属的污染评价

5.1 内梅罗综合污染指数法

5.2 次生相与原生相分布比值法（RSP比值法）

5.3 本章小结

第六章 湖泊沉积物中重金属形态分布的影响分析

6.1 弱酸提取态与理化性质的相关性

6.2 可还原态与理化性质的相关性

6.3 可氧化态与理化性质的相关性

6.4 残渣态与理化性质的相关性

6.5 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢

作 者 简 介