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饶河乐安江段及入鄱阳湖口处沉积物中重金属的空间变化和污染特征

曾凡萍

   环境污染问题是二十一世纪全球面临的重大问题之一,其中重金属污染因其具有的持久性、生物富集和毒性而倍受关注,一直是国际环境科学界的热点研究课题之一。我国湖泊众多,其中鄱阳湖是我国最大的淡水湖,很具有代表性。鄱阳湖上承赣江、抚河、信江、饶河、修水五大河流。其中饶河两大支流之一的乐安河中下游有着我国最大的铜矿——江西德兴铜矿,其矿山酸性废水对饶河和鄱阳湖的生态造成了很大影响。所以本课题以饶河乐安江段和入鄱阳湖口处为典型地区,选择几种主要的重金属元素Cu、Pb、Zn等为研究对象,分析在受自然和高强度人类活动综合作用下的河流与湖口潮滩生态系统中,重金属元素在沉积物中的分布、累积、迁移和转化规律及其生态效应,探讨乐安江和入湖口处重金属的主要来源及其输入途径,最后对整个乐安江和饶河入鄱阳湖口处底质中的重金属进行环境质量及生态风险评价,为鄱阳湖资源合理开发利用和环境保护提供科学依据。 2005年10月,我们沿乐安江的干流及支流共采取了35个采样点的河水、悬浮颗粒物(SS)、表层沉积物、河滩表层土及漫滩区表层土优势植物--稗草(barnyard grass),并在其最大的支流--洎水河安排了4个点。但有几个点的河床多石而未能采取到沉积物。又于2006年7月份,在饶河入鄱阳湖口处系统地采集了柱状沉积物样品。采用原子吸收分光光度法(AAS)和石墨炉原子吸收分光光度法(GFAAS)对所有样品中的Cu、Pb、Zn等重金属元素及其形态进行了测定,并用SPSS统计软件对测定结果进行了分析与评价,研究结果表明: 一、乐安江流域的河水水化学性质和重金属分布类型可大致分为4组。乐安江中游SO_4~(2-)和重金属含量较高,向下游其含量明显降低。乐安江中的Cu显示出了两个明显的污染源(德兴铜矿AMD污染的大坞河、银山铅锌矿AMD污染了的洎水河),Pb和Zn只有一个污染源(洎水河)。河水中硫同位素组成明显表明了乐安江中游SO_4~(2-)主要来自于德兴铜矿和银山铅锌矿含硫矿物。 从总体上看,由于贫铜矿石(<0.3%)的高效利用,尽管两大矿山的日采矿能力增大了,但乐安江的重金属污染并没有相对应的增加,在下游甚至有所降低,表明这些河段的生态环境状况得到了改善。 二、3条支流的表层土和稗草中含有较高浓度的Cd(洎水河)、Cu(大坞河和洎水河)、Pb(洎水河)和Zn(体泉河和洎水河)。而其他11个支流的表层土和稗草中的重金属含量则较低。 就整个乐安江来讲,表层土中重金属富集因子和污染指数表明受到污染的表层土呈局部分布,与四个污染源(德兴铜矿、银山铅锌矿、火力发电站和捕鱼区、金属高炉)的位置相对应。污染源被处理10年后,其重金属污染物还能被发现。 稗草只对Cd表现了强大的吸收特征。尽管所有采样点中表层土和稗草中的Cd、Cu、Pb和Zn的含量都很高,但是在表层土中的含量和稗草中的含量并没有明显的相关性。 三、尽管与国家土壤环境质量相比,饶河入鄱阳湖口处采样点底泥中Cu、Pb、Zn的含量指标均符合三级标准。但与鄱阳湖流域底泥背景值相比,这3种金属元素的平均含量分别超过背景值的28.9倍8.3倍4.8倍。这表明了,由于受乐安江的影响,饶河入鄱阳湖口处沉积物中Cu、Pb、Zn的污染已相当严重。 所有重金属元素高值点都出现在龙口港(R2)附近,鄱阳湖内(R3)次之,饶河入湖河道口(R1)的反而最小。这一空间分布特点可能与河口水流相对较急,影响沉积物粒度空间的分布有关。 饶河入鄱阳湖口处沉积物中Cu、Pb、Zn主要是以有机态与残渣态(S4)为主,可交换态(S1)和碳结合态(S2)等生物有效性态相对较少。其中Pb的可交换态(S1)、碳结合态(S2)和铁锰氧化态(S3)较其他元素高,因此它的生物危害性较大。 研究结果表明鄱阳湖重金属污染主要为Cu污染。鄱阳湖重金属污染的主要来源是德兴铜矿,其中Cu当然是主要污染物,因此,研究结果与实际情况是吻合的;同时,不难得出结论:要治理鄱阳湖重金属污染必须首先治理德兴铜矿废水污染。作为Cu的伴生矿物,Zn污染同时存在是难免的,因此,在对污染源主要污染物治理时要同时考虑其他污染物。Pb污染除来自德兴铜矿、银山铅锌矿外,可能更多的来自工业和生活污水,且可能与湖区船舶染油有关。因此,今后鄱阳湖Pb污染的防治将是难点。……   
[关键词]:鄱阳湖;湿地;乐安江;沉积物;稗草;重金属;形态
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:南昌大学2007年
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