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本文选取南京内秦淮河沉积物进行实验研究,分析了沉积物重金属的污染特征,揭示了沉积物中重金属的吸附与释放规律,研究成果可为内秦淮河的污染控制及治理提供科学依据。
(1)Pb是内秦淮河水体的主要污染物,除文正桥断面外,其余断面Pb含量都超过GB3838-2002的V类标准。间隙水中重金属含量自上而下呈“S”型曲线分布,随着深度的减小,有从间隙水向上覆水体扩散的趋势。沉积物中重金属总量除Cr外均已超出土壤背景值,Zn、As、Cd属于重度污染。地累积指数法对沉积物评价结果表明,各断面重金属污染程度的次序为:竹桥>文正桥>逸仙桥>朝天宫>浮桥。潜在生态风险法的评价结果表明:朝天宫与逸仙桥断面属于重度污染,竹桥与文正桥断面属于中度污染,浮桥断面属于轻度污染。
(2)随着pH值的增大,沉积物中的重金属释放量减小,其中Cd、Pb、Zn在释放实验进行5h后,释放量均能达到最大值,随后下降,总体呈“M”型曲线形式,而Cu达到最大释放量的时间达20h。Cu、CA、Pb、Zn各形态释放贡献率均以碳酸盐结合态最大,基本都在90%以上,其次是可交换态,释放贡献率占5%左右,铁.锰氧化态与有机结合态的释放贡献率占4%左右,残渣态的释放贡献率仅占1%不到,可忽略不计。
(3)随着盐度值的增大,沉积物中的重金属释放量增大,其中Cu、Cd的这种影响趋势极为明显,而Pb、Zn较弱。在不同盐度值的影响下,Cu、Cd、Pb、Zn达最大释放量的时间基本相同,均要在实验进行20h后实现。随着盐度的增加,最大释放量与初期的释放率都有增大趋势,沉积物对重金属的吸附量减小,吸附后Zn、Cd、Pb、Cu的铁锰氧化态、有机结合态增幅均达5%左右。
(4)温度对沉积物吸附重金属Cu、Zn、Pb、Cd的影响,相对于其它影响因子来说不甚明显。内秦淮河沉积物对重金属的吸附能较好地用“L”型或“F”型等温线进行拟合。提高温度能促使重金属的可交换态、碳酸盐结合态在表层沉积物中的含量降低,致使水溶液中重金属含量增加。
(5)静置与曝气释放状态下,都是Zn释放量最大,Pb、Cu释放量次之,Cd释放量最小。沉积物经过曝气后,不仅发生了重金属的释放,重金属也由原来相对稳定的存在形态向生物易于吸收的形态转化,增加了重金属的生物毒性。