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达里诺尔湖重金属的环境地球化学研究

任丽敏  
【摘要】:我国长期的矿产开采、加工以及工业化进程中累积形成的重金属污染近年来开始逐渐显露,重金属重特大污染事件呈高发态势。重金属污染具有长期性、累积性、隐蔽性、潜伏性和不可逆性等特点,危害大、持续时间长、治理成本高,己对经济社会可持续发展、构建和谐社会形成了重大威胁。天然水体是受重金属污染的主要生态系统之一,受重金属污染的水体沉积物被喻为“化学定时炸弹”,沉积物是水环境重金属污染的指示剂。 达里诺尔湖是内蒙古四大湖泊之一,也是内蒙古自治区东部重要的渔业生产基地。赤峰市成矿地质条件优越,矿产资源丰富,特别是贵金属(金、银)、黑色金属(铁)、有色金属矿产等尤为突出。重金属较高的地质背景以及通过岩石侵蚀、风化等作用经地表径流、水土流失等方式进入到达里诺尔湖中的重金属不可忽视。 形态分析是生物可给性的基础,也是判识沉积物中重金属污染潜在危害的前提,基于形态的重金属迁移转化机制研究对揭示水体重金属的污染机理更具实际意义。采用AVS法,结合孔隙水中重金属浓度,综合判断达里诺尔湖水体重金属的生物有效性则有助于研究问题的系统解决。 从达里诺尔湖水体重金属污染的机理和效应着手,探讨重金属在达里诺尔湖水体中的迁移转化规律,揭示达里诺尔湖沉积物重金属形态分布与生物有效性及毒性的关系,预测达里诺尔湖沉移物中重金属的生物有效性和毒性,判识达里诺尔湖沉积物中重金属污染的潜在危害性,不仅可为达里诺尔湖水体重金属的污染防治提供对策和科学依据,同时也可为保护达里诺尔湖水质和水产品质量安全提供借鉴。 本研究以环境地球化学、生物地球化学、土壤学及现代沉积学的理论和方法为指导,以重金属的地球化学特性及其生物有效性为主线,以达里诺尔湖水-沉积物系统中Cu、Pb、Zn、Cd的形态及AVS-SEM的系统分析为基础,深入探讨了重金属在水体中的迁移转化规律及生物有效性,初步评价了达里诺尔湖沉积物中重金属潜在生态风险,初步建立了达里诺尔湖沉积物质量基准,旨在为达里诺尔湖重金属污染防治以及水产品安全评价提供基础数据。取得如下进展: 1.首次开展了高盐碱度环境下达里诺尔湖沉积物中AVS-SEM分布研究,为深入探讨蒙新湖区盐湖碱湖环境中重金属的环境地球化学行为积累了基础数据。 2.厘定了达里诺尔湖沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd生物有效态主导形态的差异性机制。研究表明,因其地球化学特性的差异,有机质、碳酸盐、湖水酸碱度分别成为Cu、Pb和Cd、Zn生物可给性的主控因素。 3.采用多种评价方法对达里诺尔湖沉积物进行了潜在生态风险评价,首次建立了达里诺尔湖沉积物质量基准,为达里诺尔湖水产品的安全评价提供了借鉴。 4.判识了水-沉积物界面重金属的迁移扩散趋势,沉积物为上覆水中Pb的汇,为部分湖区Cu的源,同时初步评价了达里诺尔湖的水环境质量。


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