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随着工业的发展,大量污废水排入城市河流,导致城市中河流底泥的重金属污染不断加重。为了更深入地了解城市河流底泥中的重金属在水土界面上的吸附与解吸过程,选取了淮安市里运河的四个断面处的底泥进行实验研究。通过现场采样,分析样品中的重金属含量,用实验手段模拟底泥中的重金属在水土界面上的释放过程,并建立了简单的数学模型来模拟底泥重金属在水体中的释放过程。 本文主要研究结果: (1) 里运河底泥重金属污染严重:各测点镉的质量分数均超过淮安市土壤背景值中镉的质量分数,最大质量分数是背景值的15.73倍;砷和硫化物的质量分数呈沿程降低趋势,但引河路和造纸厂断面砷的平均质量分数超过了淮安市土壤环境中砷的质量分数,砷的最大质量分数为土壤三级标准中砷质量分数的2.45倍;硫化物在引河路断面污染突出,明显高于其他3个断面底泥的硫化物质量分数;重金属在垂向分布上表现为中部的黑泥层质量分数最高;在污染河段的同一断面,河岸的重金属污染程度一般比河中要高。 (2) 静置条件下,底泥中的重金属Cd在开始阶段向水体中的释放量先逐渐增大,达到峰值后又逐渐减小,最后趋于稳定;As和硫化物在开始阶段向水体中的释放量先逐渐增大,最后趋于稳定。底泥中重金属含量的增加、底泥粒径的减小、扰动强度的增大、温度的升高、水流速度的加大等等,均能使重金属释放速度增大。 (3) pH值和离子浓度对重金属的吸附解吸的影响较大;温度对吸附解吸也有影响,但影响程度较小。随着pH值的增大,吸附质中镉的质量浓度相应减少,溶液中镉的质量浓度增大;随着加入NaCl质量的增多,吸附质中镉的质量浓度相应减少,溶液中镉的质量浓度增大。 (4) 建立重金属在水土界面上的释放模型C=k1Q/V(k1+k2)+(C0-k1Q/V(k1+k2))e-(k1+k2)t,并得到了里运河底泥重金属镉的释放系数和吸附系数分别为0.015和0.429,该模型较好的验证了重金属向水体中释放的实验数据,但是该模型还有一些局限。 淮安市里运河底泥污染严重,在外界条件的变化下,会使里运河的水质重金属指标超标,需要对里运河底泥进行彻底清淤。