霞湾港底泥中锌和铅释放特性的研究

论文摘要

近年来，随着工农业的发展，越来越多的含有重金属离子的废水排入河流、湖泊等水体，使水体底泥受到重金属污染。重金属是环境中普遍存在的污染物之一，且具有毒性大、不易降解、易通过食物链富集等特点，从而危害人体健康和生态环境。本文以霞湾底泥中重金属锌和铅为研究对象，分析了锌和铅的含量及存在形态，研究了底泥中锌和铅释放的动力学特性，并探讨了pH值及有机酸对锌和铅释放的影响，为了解底泥中重金属的释放特性及制定防治措施提供了依据。本文采用连续提取法分析了重金属的形态，结果表明，采集的底泥样品中锌和铅的含量远高于土壤背景值，说明底泥已经受到严重的污染。锌含量分布范围为2000～6500mg/kg，铅含量分布范围为300～1040mg/kg。样品中锌和铅主要以铁锰氧化态的形式存在，而可交换离子态的含量均为最低。锌各形态含量的关系为：铁锰氧化物结合态>残渣态≈碳酸盐结合态>有机硫化态>可交换离子态；铅各形态含量的关系为：铁锰氧化态≈残渣态>有机硫化态>碳酸盐结合态>可交换离子态。本文采用静态摇瓶实验研究了底泥中重金属锌和铅释放的动力学过程（以KCl、KH2PO4和NaNO3溶液为支持电解质）及pH值、有机酸(苹果酸、柠檬酸和酒石酸)对锌和铅释放的影响。结果表明，指数方程、Elovich方程和二级反应动力学方程均可较好的描述底泥中锌、铅释放的动力学过程，对重金属释放的影响大小为：KCl>KH2PO4≈NaNO3。pH值、有机酸等对底泥中重金属释放的影响结果表明：介质pH值对底泥中锌、铅的释放有重要影响，锌、铅的释放量随pH值的降低而增加，即在酸性条件下，锌、铅更容易向环境释放，但它们因重金属和底泥类型的不同而存在较大的差异。三种低分子有机酸对供试污染底泥中锌、铅都有释放作用，对锌的释放能力大小为：柠檬酸>苹果酸>酒石酸；对铅释放能力大小为：柠檬酸>酒石酸>苹果酸。随着有机酸浓度的升高，底泥中锌、铅的释放量增大，而且释放能力和速率为：锌>铅。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 国内外底泥沉积物的重金属污染现状
• 1.1.1 概述
• 1.1.2 重金属污染的来源及危害
• 1.1.3 国内底泥污染现状
• 1.1.4 国外底泥污染现状
• 1.2 重金属释放的影响因素现状
• 1.2.1 盐度对重金属释放的影响
• 1.2.2 pH 值对重金属释放的影响
• 1.2.3 温度对重金属释放的影响
• 1.2.4 氧化还原条件对重金属释放的影响
• 1.2.5 有机络合剂对沉积物中重金属释放的影响
• 1.2.6 生物活动对重金属释放的而影响
• 1.2.7 悬浮物对重金属释放的影响
• 1.2.8 水流紊动及静态、动态模拟实验对重金属释放的影响
• 1.3 不同河流底泥重金属释放的研究
• 1.3.1 河口表层沉积物重金属的释放
• 1.3.2 天然江河底泥中重金属的释放
• 1.3.3 城市河流底泥中重金属的释放
• 1.4 研究区概况及研究现状
• 1.4.1 研究区概况
• 1.4.2 研究现状
• 1.5 研究内容及意义
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 研究意义
• 第2章 底泥中锌和铅的分布特征
• 2.1 引言
• 2.2 实验仪器及试剂
• 2.2.1 实验仪器
• 2.2.2 实验试剂
• 2.3 样品的采集方法
• 2.4 底泥特征参数的测定
• 2.4.1 底泥 pH 值测定
• 2.4.2 底泥含水率测定
• 2.4.3 烧失量测定
• 2.4.4 锌和铅全量的测定
• 2.4.5 锌和铅形态的测定
• 2.5 底泥中锌和铅的污染特征
• 2.5.1 底泥中锌和铅的含量水平
• 2.5.2 底泥中锌和铅沿河道变化特征
• 2.6 形态分析
• 2.7 讨论
• 2.8 本章小结
• 第3章 底泥中锌和铅释放特性的研究
• 3.1 引言
• 3.2 底泥中重金属锌和铅释放特性实验
• 3.2.1 底泥中锌和铅释放动力学实验
• 3.2.2 底泥中锌和铅释放特性的影响因素实验
• 3.3 污染底泥中重金属锌和铅的释放动力学研究
• 3.3.1 污染底泥中重金属释放动力学模型
• 3.3.2 KCl 对锌和铅释放的动力学研究
• 3.3.3 KH2PO4对锌和铅释放的动力学研究
• 3.3.4 NaNO3对锌和铅释放的动力学研究
• 3.3.5 动力学方程拟合
• 3.3.6 拟合方程结果分析
• 3.4 污染底泥中重金属的释放影响因素研究
• 3.4.1 pH 值对锌和铅释放的影响
• 3.4.2 有机酸浓度对锌和铅释放的影响
• 3.4.3 pH 值对有机酸释放锌和铅的影响
• 3.5 讨论
• 3.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录