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湖泊底泥中磷与重金属污染评价及其植物修复

滑丽萍  
【摘要】:白洋淀是华北地区最大的淡水湖泊,也是以水著称的旅游景点,由于外源和内源的双重污染,造成白洋淀水质恶化,生态环境退化。该课题把水质污染的内源—底泥作为主要研究对象,探索在芦苇生长植物效应下,底泥中水质富营养化主要影响因子磷及其形态和生物毒性较大的重金属Cu、Zn、Pb、Cd浓度的变化规律,试图寻找白洋淀底泥污染芦苇修复方法的可行性依据,旨在为底泥修复和水体生态环境治理提供参考。 取白洋淀底泥制成三种不同厚度处理的基质种植芦苇进行野外小区试验,另外设置麦地土壤和旱地芦苇土壤做对比试验,定期对不同处理的基质进行采样,测定供试底泥和土壤中磷及其形态(水可溶性磷、铁磷、钙磷、酸可提取性有机磷、碱可提取性有机磷和残余态磷)和重金属Cu、Cd、Pb、Zn浓度并进行比较分析与评价。同时对芦苇进行同期采样,测定根系、茎和叶中总磷和重金属浓度,分析芦苇对底泥污染物的富集和吸收能力。 试验表明,供试底泥和土壤中总磷浓度分别达到794.86~878.97mg/kg和451.49~641.17mg/kg,厚度越大的底泥中磷浓度越高,麦地土壤中磷浓度高于旱地芦苇土壤中磷浓度;底泥中各种磷形态均以钙磷和有机磷为主,两种磷形态占到总磷中的70%以上;铁磷在总磷中百分比低于10%,水可溶性磷浓度最小,大多在1%以下;其余为残余态。与1995年相比,底泥中总磷的平均含量上升,钙磷浓度降低,有机磷浓度明显升高。在芦苇植物效应下供试表层基质中大量的磷及其形态浓度降低不明显,某个阶段却呈明显上升趋势,表明芦苇对表层底泥磷污染修复作用不明显。 供试底泥及土壤均受到重金属Cu、Zn、Pb、Cd不同程度的污染,总体上,底泥重金属污染程度重于土壤;Cd污染最为严重,达到重度污染,其潜在生态危害程度极强,其次为Pb和Zn属偏中度污染,最后为Cu,属轻微污染或尚未构成污染。在芦苇生长植物效应下,除Pb外,底泥中的重金属浓度呈现不同程度降低的趋势,Cd浓度降低最为明显,其次为Cu和Zn。芦苇富集重金属主要在根系中,茎叶中较少,对生物有效性较高的Cd的吸收能力最强,其次为Cu和Zn,对Pb的吸收能力最弱。表明利用芦苇修复Cd污染严重的白洋淀底泥是一种较可行的方法。


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