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随着工业化和城市化的加速推进,沉积物中内源污染已成为影响水资源和人类生活的重要环境问题之一。沉积物和水体间有着紧密剧烈的相互作用,对沉积物中内源污染物的分布状况、存在形态以及释放特点的研究,对于治理和减少污染有重要的实际意义。本研究在查阅大量国内外文献的基础上,通过长期实地监测和室内实验分析,运用静态模拟和多元统计分析等方法,对王圈水库营养物质及铁锰的污染特征、生态风险和释放规律进行了系统地研究。主要研究包括水库沉积物营养物质和铁锰的时空分布特征、各指标间的相关性;铁锰形态的分布特征以及生态风险评价;室内实验模拟,分析不同环境条件下的释放规律。本研究的主要结论如下:(1)从王圈水库整体来看,水库下游近大坝处断面的表层沉积物中营养元素(氮磷等)和铁锰平均含量略高于上游断面,中泓线处的污染较近岸处普遍要严重。季节分布上总磷和锰的含量随季节变化而变化,锰存在明显的季节性释放特征;总氮、有机质和铁的含量季节变动不大。(2)营养元素与重金属间的相关分析表明:铁和锰含量之间呈现出显著的线性关系;有机质与其他污染因子均有较强的相关关系;沉积物本身的平均粒径与TN、铁锰、含水量呈较好的负相关关系,而含水量与TP、TN、OM、Fe、Mn表现出极强的正相关关系。孔隙水中总氮、氨氮、锰的浓度与底泥中TN、铁锰的总量之间呈很好的正相关关系,而与底层水体的理化指标呈明显的负相关关系。(3)王圈水库表层沉积物中铁锰形态的季节分析结果显示:铁和锰的形态分别以残渣态和硫化物或有机结合态为主要赋存形态。不同季节碳酸盐结合态和硫化物-有机物结合态的含量变化与锰一致,枯水期前者减少而后者增加。铁锰可交换离子态的含量季节变化相反,锰B1态含量平水期较高,而铁B1态含量枯水期较高。(4)从铁锰总量和各形态含量的两个角度对三个水期采样数据进行重金属污染现状评价并进行比较,所有结果表明,王圈水库沉积物中锰的危害要大于铁。而RSP法与其他方法的部分评价结果相反,中泓线上锰的污染程度普遍不如近岸严重,且平水期中泓线上的点锰污染不如枯水期严重。(5)为了进一步阐明污染物在沉积物-水界面的交换作用,进行了静态模拟实验,在一定程度上反映了沉积物在环境条件改变时的释放情况。结果表明:铁锰和有机质在偏中性及厌氧条件下容易向上覆水释放,溶解氧浓度对锰的影响不明显;而磷的释放受到其存在形态的影响,偏碱性更能促进其释放;温度越高,底泥中铁、锰、磷的释放量越大。相比之下,高溶解氧、pH对铁释放的影响程度较大,而温度对锰释放的影响更为显著。