收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

三峡库区消落带重金属迁移转化特征研究

王图锦  
【摘要】:三峡水库属于特大型水库,完全运行后,因汛前低水位,汛后高水位“蓄清排浑”的排沙方式,每年将产生垂直距离30m,面积440km~2的环库周期性水位消涨消落带。消落带作为水域与陆地环境系统的过度地带生态环境脆弱,对库区水质有潜在影响。重金属的环境污染问题一直受到人类极大关注。目前对三峡库区消落带重金属研究还主要集中于消落带土壤重金属的含量分布研究,对消落带重金属的迁移转化特征及机理缺乏深入研究。基于此,论文以库区涪陵至巴东段消落带作为研究区域,以生态环境风险较高的Cu、Pb、Cd、Cr 4种重金属作为研究对象,对消落带环境介质水、土壤、沉积物中重金属形态含量及变化特征进行分析,同时结合实验室模拟实验,探索消落带重金属迁移转化规律,主要研究结论为: ①论文对三峡库区不同时期消落带水环境条件及重金属含量进行分析,结果表明三峡水库各个时期水环境参数有所差异,汛期水体DO含量显著低于讯后水库高水位运行时,水体Eh和pH值在汛期含量大体低于高水位运行,汛期水体SS含量较高,汛后SS含量显著下降。在汛期水库低水位运行时期,研究江段消落带上覆水重金属含量普遍高于讯后高水位运行时,但浓度达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅰ类标准,消落带水体现阶段尚未受到重金属污染。在汛期江段4种重金属由上游向下游含量呈下降趋势。 ②论文对消落带沉积物中Cu、Pb、Cd和Cr重金属含量及形态分布特征进行分析,结果表明,沉积物中Cu、Pb、Cd和Cr平均含量分别为85.7, 56.0, 0.62, 95.3mg/kg,研究江段从上游向下游沉积物4种重金属含量具有沿江逐渐降低的趋势,I_(geo)分析表明重金属污染程度大小依次为:CdCuPbCr。沉积物中重金属形态依据Risk风险评价体系,生态风险依次为:CdPbCuCr。汛期沉积物出露,氧化还原环境发生变化,沉积物中4种重金属总量均有降低趋势,同时形态特征发生显著变化,出露沉积物中以有机物及硫化物结合态形式存在的Cu含量下降明显。碳酸盐结合态的Pb和Cd相对含量明显下降,Fe-Mn氧化物结合态则相对稳定。 ③消落带土壤中Cu、Pb、Cd和Cr平均含量分别为29.3, 37.2, 0.26, 63.3mg/kg。消落带土壤与沉积物中重金属含量对比分析可以看出,沉积物中4种重金属各个形态含量显著高于土壤中重金属。I_(geo)分析表明库区消落带土壤重金属污染程度大小依次为:CdPbCuCr,这表明土壤中Cd受人为影响最重。土壤Cu和Cr主要以残渣态存在,残渣态Cu和残渣态Cr平均达到86.95%和96.54%;Pb主要以残渣态和Fe-Mn氧化物结合态存在,Cd残渣态含量很低,主要以可交换态,碳酸盐结合态及Fe-Mn氧化物结合态存在,可提取态Cd平均为88.46%。土壤中Cu、Pb、Cd、Cr的RAC分析表明土壤Cu、Pb、Cr形态处于无风险至低风险,生态危害性较低。而Cd风险较高,潜在生态风险较大。 ④论文对消落带147米线出露土壤与淹水土壤理化性质与重金属含量变化进行分析,结果表明pH、CEC含量、有机质含量、机械组成变化较小,差异不显著,出露土壤Fe(Ⅱ)含量明显低于淹水土壤。4种重金属在淹水土壤和出露土壤中总量存在显著性差异,出露土壤相对于淹水土壤约有降低。147m消落带土壤和172m从未淹水土壤对比分析可以看出,Cu、Pb总量在147m消落带土壤和172m从未淹水土壤存在显著性差异,Cd、Cr总量差异不显著。147m消落带土壤重金属含量总体高于172m从未淹水土壤,成库后,干湿交替下消落带土壤重金属含量有增加趋势,增加值大小依次为:PbCuCrCd。 ⑤土壤淹水厌氧培养过程,水-土体系从氧化环境转入还原环境,Fe(Ⅱ)含量显著增加,铁活化趋势明显,水溶性重金属含量始终较低,较为稳定,紫色土、黄壤、黄棕壤3种土壤在淹水过程Cu和Cr两种重金属形态稳定,整体变化细微。Pb和Cd形态上有所变化,形态上向更为稳定的铁锰氧化物结合态转变。 ⑥无菌土壤培养实验证明淹水厌氧培养土壤中铁的异化还原主要是由微生物活动驱动的。较高温度可增强微生物生理代谢,从而促进铁的异化还原。Cu、Pb、Cd、Cr 4种重金属对土壤铁还原过程具有不同程度的抑制作用,且含量越高,对土壤中铁还原的抑制作用越强。微生物碳源一定程度提高土壤铁异化还原作用,加速铁的异化还原启动,提高异化还原Fe(Ⅱ)含量,且碳源添加量越高,对土壤中铁还原的促进作用越强。 ⑦论文对淹水还原性土壤和出露氧化性土壤进行重金属吸附解吸实验,结果表明,在平衡液Pb~(2+)、Cd~(2+)浓度较高时,还原性土壤对Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附量均比相应氧化性土壤吸附量高。同时氧化性土壤Pb~(2+)、Cd~(2+)的解吸量高于还原性土壤。外源Pb、Cd进入水-土体系后,Pb在土壤中形态转变主要是从可交换态和碳酸盐结合态Pb向铁锰氧化物结合态转变,Cd在紫色土中形态转变主要是从可交换态向碳酸盐结合态转变,而黄壤和黄棕壤主要是可交换态和碳酸盐结合态向铁锰氧化物结合态转变,至培养结束,紫色土可交换态Cd仍然高达44.80%,而黄壤和黄棕壤可交换态Cd分别为9.74%和8.10%,黄壤和黄棕壤比紫色土具有更好的Cd稳定性。土壤淹水还原过程有助于外源Pb、Cd在土壤中达到形态稳定,降低生态风险性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘信安,柳志祥;三峡库区消落带流域的生态重建技术分析[J];重庆师范大学学报(自然科学版);2004年02期
2 杜逢彬;陈继平;石金胡;;三峡库区消落带环境问题及生态环境评价治理[J];城市勘测;2009年02期
3 杜逢彬;陈继平;石金胡;;浅谈三峡库区消落带环境问题及生态环境评价治理[J];科技资讯;2009年05期
4 戴方喜;许文年;刘德富;陈方清;;对构建三峡库区消落带梯度生态修复模式的思考[J];中国水土保持;2006年01期
5 周学武;陈怡;;关于三峡水库消落带治理的思考——以重庆市开县为例[J];中南林业调查规划;2009年04期
6 陈婷;;三峡库区消落带存在的问题及其可持续发展研究[J];安徽农业科学;2009年19期
7 郭肃晋;;三峡库区消落带磷素源-汇转换机理研究述评[J];甘肃科技;2010年15期
8 袁辉;王里奥;詹艳慧;黄川;胡刚;;三峡库区消落带健康评价指标体系[J];长江流域资源与环境;2006年02期
9 袁辉;黄川;崔志强;胡刚;包亮;;三峡库区消落带与水环境响应关系预测[J];重庆大学学报(自然科学版);2007年09期
10 王勇;李鹏;穆军;白丹;;金沙江干热河谷水电站库区消落带生态修复对策研究[J];水土保持研究;2009年05期
11 张源焕;;关于治理水库消落带潜伏生态危机的设想[J];石家庄联合技术职业学院学术研究;2006年02期
12 熊俊;袁喜;梅朋森;张丽萍;许文年;黄应平;;三峡库区消落带环境治理和生态恢复的研究现状与进展[J];三峡大学学报(自然科学版);2011年02期
13 田兴勇;;三峡库区消落带生态分析与对策研究[J];沿海企业与科技;2006年11期
14 穆军;李占斌;李鹏;李强;胡琳;;金沙江干热河谷水电站库区消落带的生态重建技术初探[J];水土保持通报;2008年06期
15 谭淑端;王勇;张全发;;三峡水库消落带生态环境问题及综合防治[J];长江流域资源与环境;2008年S1期
16 张永祥;蔡德所;廖世纯;;桂林青狮潭水库消落带生态修复[J];广西水利水电;2009年02期
17 徐泉斌;孙璐;王春晓;谭波;;三峡库区消落带土地资源开发利用探讨[J];人民长江;2009年13期
18 吉芳英;黎司;虞丹尼;周光明;杨大成;王图锦;曹琳;;三峡库区消落带腐殖酸的表面增强拉曼光谱[J];环境化学;2011年04期
19 张艳敏;刘海;魏世强;江韬;刘丽琼;钱龙;刘翼;龚明艳;;三峡库区消落带不同垂直高程土壤重金属污染调查与评价[J];中国农学通报;2011年08期
20 袁辉;王里奥;黄川;刘莉;詹艳慧;;三峡库区消落带保护利用模式及生态健康评价[J];中国软科学;2006年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 幸娅;王艳;刘羽;石妍妍;;重金属迁移转化模型及应用[A];农业、生态水安全及寒区水科学——第八届中国水论坛摘要集[C];2010年
2 方卢秋;徐建华;;施用氮肥对环境激素铅在三峡库区消落带土壤中吸附-解吸的影响[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
3 王定勇;朱金山;马明;赵蕾;孙荣国;;三峡水库消落带水、土环境中的汞[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
4 涂建军;王小飞;;三峡库区消落带生态系统健康评价研究——以重庆开县为例[A];地理学核心问题与主线——中国地理学会2011年学术年会暨中国科学院新疆生态与地理研究所建所五十年庆典论文摘要集[C];2011年
5 黄飞;党志;易筱筠;顾若川;;基于TOXI模型对大宝山矿区污染水体中重金属迁移转化规律的研究[A];中国矿物岩石地球化学学会第12届学术年会论文集[C];2009年
6 齐代华;钟章成;;三峡库区消落带维管植物多样性研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(1)[C];2009年
7 周月敏;张磊;吴炳方;李伟萍;;基于HJ-A/B星CCD、SPOT5三峡消落带生态环境监测与分析[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(1)[C];2009年
8 晁俊姣;黄国鲜;周建军;;基于数字地面模型的三峡库区消落带分布规律研究[A];第二十届全国水动力学研讨会文集[C];2007年
9 许川;舒为群;曹佳;汪洋;;三峡库区消落带富营养化及其危害的预测和防治[A];重庆市预防医学会2005年学术交流会论文集[C];2005年
10 苏开君;;流溪河水库的水文特征研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王图锦;三峡库区消落带重金属迁移转化特征研究[D];重庆大学;2011年
2 康义;三峡库区消落带土壤理化性质和植被动态变化研究[D];中国林业科学研究院;2010年
3 王晓荣;三峡库区消落带土壤理化性质及种子库研究[D];中国林业科学研究院;2010年
4 黄川;三峡水库消落带生态重建模式及健康评价体系构建[D];重庆大学;2006年
5 韩勇;三峡库区消落带污染特性及水环境影响研究[D];重庆大学;2007年
6 朱金山;三峡库区消落带汞的形态转化与释放特征[D];西南大学;2012年
7 陈宏;三峡库区消落带土壤汞库及其风险评价[D];西南大学;2009年
8 杨慧敏;畜禽粪便中重金属的去除研究[D];中国矿业大学(北京);2010年
9 殷宪强;胶体对铅运移的影响及铅的生物效应[D];西北农林科技大学;2010年
10 金剑;水热法垃圾焚烧飞灰重金属稳定化处理及同步去除废水中重金属[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 牛司平;煤矿环境修复区土壤—植物系统重金属迁移转化特征研究[D];安徽理工大学;2011年
2 赵雨果;三峡库区消落带土地利用系统结构研究[D];西南大学;2010年
3 邓聪;三峡库区消落带景观格局特征及时空演变研究[D];西南大学;2010年
4 王虎;滨江消落带景观设计研究[D];重庆大学;2010年
5 王小飞;三峡库区(重庆开县)消落带生态系统健康评价研究[D];西南大学;2011年
6 张丽;基于压力—状态—响应模型的三峡库区消落带生态环境综合评价[D];兰州大学;2011年
7 樊修文;河(江)城市段消落带景观规划设计初探[D];华中科技大学;2010年
8 付倩;三峡库区消落带城镇区域滨水景观的设计与研究[D];湖北美术学院;2011年
9 卢德彬;三峡库区消落带生态系统服务功能价值研究[D];西南大学;2012年
10 吴玉源;三峡水库消落带新生湿地温室气体通量评估及碳汇初步研究[D];重庆大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 聂廷勇;三峡消落带初步测定[N];中国环境报;2003年
2 本报记者 张洁 戴娟 何清平;将消落带营造为绿色生态长廊[N];重庆日报;2009年
3 记者 张孺海 李新龙 通讯员 周兵 张世梅;弥合消落带的创伤[N];湖北日报;2010年
4 记者 向婧 通讯员 石体刚;武隆美国竹柳绿化芙蓉江消落带[N];重庆日报;2011年
5 本报记者 韩益;荷花“绽放”三峡库区消落带[N];中国花卉报;2011年
6 记者雷霞 秦勇;三峡库区消落带将造成严重环境污染[N];中国经济时报;2003年
7 程维;重庆酝酿“三峡后移民”计划[N];西部时报;2009年
8 ;世界级生态难题能否破解?[N];中国花卉报;2010年
9 田凤;重庆库区消落带湿地治理取得新突破[N];中国旅游报;2010年
10 本报记者 夏静潘剑凯 夏斐 谢文;绿化消落带:让青山碧水无间[N];光明日报;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978