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贵州草海高原湿地系统湖泊水体重金属多源性研究

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目录

摘要

第一章 绪论

1.1水体重金属研究现状

1.2苔藓植物生物监测现状

1.3重金属的评价方法

1.3.1 地积累指数

1.3.2潜在生态危害指数法

1.3.3富集因子法

1.4草海湿地研究现状

1.4.1 草海特殊的生态功能价值

1.4.2 草海湿地环境功能退化

1.4.3 草海湖泊水体重金属污染趋势严重

1.5研究目的

1.6研究内容

1.6.1 草海湖泊水体重金属时空变化规律研究

1.6.2 草海水域重金属的大气沉降通量研究

1.6.3 草海流域重金属的地表径流通量

1.6.4 沉积物中重金属释放研究

1.7 技术路线

1.8数据处理

第二章 草海水域重金属的大气沉降通量研究

2.1材料与方法

2.1.1主要仪器与设备

2.1.2苔袋材料

2.1.3苔袋制作

2.1.4监测点选择

2.1.5干湿沉降的监测方法

2.1.6苔袋样品的分析方法

2.2结果与分析

2.2.1大气沉降通量的计算

2.2.2大气沉降重金属的来源分析

2.2.3大气沉降重金属污染评价

2.3小结

第三章 草海水体重金属时空变化规律研究

3.1材料与方法

3.1.1样品采集

3.1.2样品分析

3.2结果与讨论

3.2.1丰水期与枯水期上覆水重金属含量

3.2.2上覆水与孔隙水重金属含量比较

3.3小结

第四章 草海表层沉积物重金属释放的研究

4.1材料与方法

4.1.1主要仪器与设备

4.1.2样品采集

4.1.3样品前处理

4.1.4样品分析

4.2结果与分析

4.2.1沉积物重金属含量的研究

4.2.2草海沉积物重金属的来源分析

4.2.3草海沉积物重金属的风险评价

4.3沉积物重金属动静态释放研究

4.3.1沉积物重金属动态释放研究

4.3.2沉积物重金属静态释放研究

4.3.3草海流域地表径流重金属研究

4.4小结

第五章 结论与建议

5.1结论

5.2建议

5.3研究特色与创新点

参考文献

致谢

附录

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图表目录

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摘要

贵州省是由特殊地质喀斯特形成的,是我国极为典型的生态脆弱地区之一。草海湿地又是经过由碳酸盐发育而成的喀斯特盆地形成的,是贵州省内最大的天然高原淡水湖泊,是我国三大高原淡水湖泊之一,是我国亚热带高原湿地生态系统研究的重要基地,但水体重金属污染风险已然显现,然而目前并没有研究者对草海水体重金属在空间轴上源向性的研究。本文从垂直空间界面,将”大气-水体-沉积物”,多环境载体链接,研究草海水体重金属污染源,旨在了解草海湿地重金属污染发生的变化规律,揭示在重金属的高背景值以及频繁人类活动双重胁迫下,水体重金属污染源的状况,为草海湿地生态系统平衡和水环境质量保护措施的合理制定提供科学依据。 本研究通过采集草海的上覆水以及表层沉积物,研究不同水动力和温、热条件下,水体重金属的沉积物释放源规律,并且通过苔袋法(MossBag)收集大气沉降样品,探究草海湿地水环境重金属的大气源和地面源,主要以Cr、Cd、Pb、As、Cu、Zn、Hg7种重金属元素为主,利用主成分分析及相关性分析解析重金属的污染特征与来源,并且运用潜在生态危害指数法、地累积指数法、富集因子法作出了污染评价。 研究可知,草海每种元素大气沉降通量存在着明显的差异,Cu和Zn元素沉降通量远高于其他元素,占总沉降比重大。通过3种评价方法判断,Cd、Hg污染尤为严重。对比其他样品重金属含量发现:上覆水<孔隙水<沉积物。在丰水期水样中,以Zn、Cu两种元素含量较高且平均值Zn为12.86μg/L-1,Cu为4.02μg/L-1,而枯水期中以Zn、As两种元素含量较高且平均值分别为Zn为0.710μg/L-1,As为1.55μg/L-1,对比可知,其中枯水期与丰水期水样中,Zn与As元素为共同强度污染元素,其他元素差别较大,没有明显的规律,与GB3838-2002地表水环境质量标准ⅡII类对比,Hg元素超标,其他均在范围内;枯水期与丰水期沉积物中并没有明显的污染特征,在枯水期中Zn、Cr含量最高,分别达279.40mg/kg-1、161.13mg/kg-1,均较丰水期略高,其他元素各有不同,但均不含Cu污染,Pb污染水平相当,而Hg、Cd皆处于严重污染。通过研究不同温热以及动力学条件下,沉积物中重金属含量的变化发现,在相同条件下,经过不同温度以相同转速振荡,20℃可以被认为是重金属含量的一个转折点,表明在一定条件下沉积物中重金属会通过孔隙水向上覆水中扩散,对上覆水含量有一定程度的影响;而通过静态释放发现,随着时间变化Hg、As有浓度逐渐增加的趋势,Cr、Cd、Pb、Zn4种元素整体呈减小趋势,Cu并无明显变化,说明沉积物中的重金属主要是由人为活动带来的外源污染。通过采集草海湿地周边土壤发现,降雨、废水排放,甚至鸟类栖息带来的粪便都对草海流域重金属含量存在一定的影响。通过研究发现,在整个空间垂直系统中,以大气沉降为重金属运输通道,水为载体,沉积物为归趋的多环境链接中,Hg、Cd皆处于严重污染状况,说明在空间系统上污染有着一定的传输过程。

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