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      王家崖供水水庫重金屬污染特征分析

      2015-12-30 09:20:20
      科技視界 2015年18期
      關(guān)鍵詞:庫中沉積物重金屬

      路 程

      (西安科技大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院,陜西 西安710054)

      重金屬物質(zhì)在自然界中廣泛存在,其在生物鏈中的富集作用呈不可逆性。Schutzle[1]研究得出由于人類活動排入環(huán)境中的重金屬,濃度很低時也會產(chǎn)生很強(qiáng)的毒性,通過一系列的富集,最后有可能進(jìn)入人體,危害人體健康。比如:汞、金、鉛等重金屬富集于人體時,可引起人體的自身免疫性疾病,破壞人體免疫系統(tǒng),使免疫系統(tǒng)失去識別自身與“外侵”細(xì)胞的功能,結(jié)果導(dǎo)致人體產(chǎn)生疾病[2]。對于某一區(qū)域,如果重金屬的含量遠(yuǎn)高于其環(huán)境背景值,會使其賦存環(huán)境受到嚴(yán)重危害,因此對于重金屬污染的分析研究成為國內(nèi)外關(guān)注的熱點。

      1 實驗材料及方法

      1.1 樣品的收集

      采集樣品:①時間:2014年10月,②方式:使用抓斗式取泥器抓取水庫表層沉積物,③處置:帶回實驗室保存于冰箱(4℃恒溫)。

      1.2 測定方式

      待保存的沉積物樣品冷凍干燥后,用瑪瑙研體研磨,后過100目尼龍篩,將過篩樣品保存?zhèn)溆谩?/p>

      重 金 屬 Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr的 含 量 利 用ICP-MS (型 號ELANDRC-e)測定;Hg測定:稱取0.2g樣品經(jīng)王水水?。?5℃)消解,加入氯化溴將各形態(tài)Hg氧化,由上清液中取出并測定Hg的含量,同時測量水系沉積物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW-07305(GSD-5),以保證測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

      2 實驗結(jié)果分析

      2.1 重金屬含量分析

      表1 各種重金屬含量分析 (mg/kg)

      如表1所示,9種重金屬的含量平均值均高于土壤背景值;且其有不同程度累計強(qiáng)度:其中Co、Cu、Mn、V的累計強(qiáng)度較高,達(dá)1.70以上;Zn、As的累計強(qiáng)度相對低,在1.50以下。由上可知,9種重金屬的

      含量已有不同程度的富集,應(yīng)引起相關(guān)部門的重視。

      2.2 重金屬含量空間分布分析

      對于重金屬含量在其空間分布上加以測定,主要方法:將水庫分為庫邊、庫中,庫邊分為庫邊左、庫邊右;庫中分為庫中上游、庫中下游。從而更全面的說明重金屬分布情況。

      由圖1可知,重金屬在水庫的4個分區(qū)呈現(xiàn)大致的V字分布,即庫中上游含量最低,庫邊和庫中下游含量相近;庫中含量分布情況是:庫中下游ffgt;庫中上游;庫邊含量分布情況是:As,Cr,Co,Cu,Mn,Ni和V的含量在庫邊西(左)大于庫邊東(右),Pb和Zn的含量在庫邊東(右)大于庫邊西(東)。

      2.3 重金屬空間區(qū)域賦存形態(tài)分析

      王家崖水庫庫中和庫邊重金屬賦存形態(tài)空間區(qū)域分布如圖2所示。

      圖1 重金屬含量空間區(qū)域分布

      圖2 王家崖水庫重金屬賦存形態(tài)空間區(qū)域分布圖

      由圖2可知,庫中沉積物乙酸提取態(tài)所占比例大小順序為:Mn(42.89%)ffgt;Cr(30.30%)ffgt;Pb(17.03%)ffgt;Ni(10.88%)ffgt;Co(6.40%)ffgt;Zn(3.59%)ffgt;Cu(2.49%),由此可知,沉積物中重金屬Mn極易釋放到水環(huán)境,Cr亦有較高的不穩(wěn)定性,容易擴(kuò)散到水環(huán)境中;重金屬以殘渣態(tài)形式存在的高低順序為:Cu(82.38%)ffgt;Zn(80.11%)ffgt;Ni(71.66%)ffgt;Co(60.05%)ffgt;Pb(49.65%)ffgt;Cr(47.62%)ffgt;Mn(36.21%),可見Cu和Zn在庫中以非常穩(wěn)定的形態(tài)存在,不易釋放出來。

      庫邊沉積物在乙酸提取態(tài)中所占比例大小順序為:Mn(47.50%)ffgt;Pb(25.07%)ffgt;Cr(24.81%)ffgt;Co(14.95%)ffgt;Zn(12.26%)ffgt;Ni(8.19%)ffgt;Cu(4.13%)可見Mn在庫邊極具不穩(wěn)定性,很容易釋放出來,Pb、Cr元素也不穩(wěn)定,容易釋放出來;重金屬以殘渣態(tài)形式存在的高低順序為:Cu(75.90%)ffgt;Ni(70.72%)ffgt;Co(64.14%)ffgt;Zn(55.59%)ffgt;Cr(54.10%)ffgt;Mn(35.96%)ffgt;Pb(35.32%),可見Cu在庫邊也是以非常穩(wěn)定的形態(tài)存在,Ni、Co、Zn、Cr也較穩(wěn)定,不易釋放出來。

      3 結(jié)論

      (1)9種重金屬的含量平均值均高于土壤背景值;且已有不同程度累計:其中Co、Cu、Mn、V的累計強(qiáng)度較高,達(dá)1.70以上;Zn、As的累計強(qiáng)度相對低,在1.50以下。

      (2)9種元素在水庫的4個分區(qū)呈現(xiàn)大致相似的V字分布:庫中上游含量最低;在庫邊的分布情況是:As,Cr,Co,Cu,Mn,Ni和V的含量在庫邊左大于庫邊右,Pb和Zn的含量在庫邊右大于庫邊左。

      (3)整個水庫中,Cu和Ni元素賦存形態(tài)較穩(wěn)定;Zn元素在庫中穩(wěn)定,庫邊相對不穩(wěn)定;Cr元素在庫邊相對穩(wěn)定,庫中較不穩(wěn)定,更易擴(kuò)散到水環(huán)境中;Mn元素在整個庫區(qū)均不穩(wěn)定,極易擴(kuò)散到水環(huán)境,污染水庫。

      [1]藍(lán)先洪.中國主要河口沉積物的重金屬地球化學(xué)研究[J].海洋地質(zhì)動態(tài),2004,20(12):1-4.

      [2]尚英男,倪師軍,張成江,等.成都市河流表層沉積物重金屬污染及潛在生態(tài)風(fēng)險評價[J].生態(tài)環(huán)境,2005,14(6):827-829.

      [3]王新偉,鐘寧寧,李朝生,等.黃河包頭段河流沉積物重金屬污染的多樣性與均勻性分析[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2007,31(4):14-17.

      [4]郁亞娟,黃宏,王曉棟,等.淮河沉積物中重金屬的測定和污染評價[J].環(huán)境科學(xué)研究,2003,16(6):26-28.

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