重污染感潮河道底泥重金属污染评价及释放规律研究

以珠江流域重污染感潮河道为研究对象,采用地累积指数、变异系数、相关性分析和潜在生态风险指数对底泥中重金属的污染状况进行了评价,并考察了静态条件和模拟感潮条件下重金属的释放规律.结果表明:河道底泥的重金属污染严重,Cu、Zn、Cr、Cd和Pb的平均含量分别为2083.96、1791.60、117.84、1662.92和3.71mg·kg-1,均大大超过广州市土壤背景值;各金属的富集程度为Cu>Zn>Cr>Cd>Pb,其中Cu的富集程度已经达到6级,为极强污染;各重金属元素在底泥中的变异系数较小,沿程分布比较平缓,Cu与Cr、Cd与Cr之间的相关性良好.以广州市土壤背景值为参比值进行评价,郭村涌底泥中的重金属生态危害顺序为Cd>Cu>Cr>Zn>Pb,总体表现为极强的生态危害程度.与静态释放相比,感潮作用可明显加速底泥重金属的释放,其平均释放速率提高了0.77～4.20倍,释放量增加了0.32～1.78倍,同时涨退潮过程低水位时段较之高水位时段底泥重金属释放平均速率增加0.48～3.33倍.

重污染感潮河道底泥释放特征及其控制技术研究

以珠江三角洲城市重污染感潮河道为对象,研究了底泥污染物（重金属、有机物和营养盐）在静态、潮汐作用影响及人工曝气扰动下的释放特征.在此基础上,采用曝气充氧、重金属化学固定、激活底泥土著微生物等联合技术对底泥释放进行控制,研究其控制效果.结果表明：①感潮作用加速了底泥污染物的释放,与静态释放相比,Cu、Zn、Pb、Cr、COD、NH＋4-N和TP的平均释放速率提高了1-4倍,释放量增加了0.3-1.8倍;底泥平均耗氧速率提高了1.28倍.②人工曝气扰动使底泥污染物局部急剧释放,并使泥水界面由弱碱性变成弱酸性;在有氧环境,NH^＋4-N、TP的释放得到有效抑制.③投加石灰调节pH至8-9,上覆水体Cu、Zn、Pb、Cr的去除率达到85%-98%,同时还可去除92%的TP和86%的浊度;在微碱性好氧条件下,Cu、Zn、Pb和Cr的释放量稳定在300μg·L^-1以下.④底泥土著微生物层对水体及底泥污染物有良好的降解作用,通过间歇曝气COD、NH^＋4-N、TP去除率分别可达到85%、92%和71%;但微生物层具有较高的耗氧速率,达到45g·m^-2·d^-1.

泥-水界面微孔曝气对底泥重金属释放潜力的影响

采用自行研发的泥-水界面精准布氧系统研究了微孔曝气对安徽省合肥市南淝河城市重污染河段底泥重金属形态分布以及释放规律的影响.结果表明,微孔曝气明显改变了泥-水界面物理化学环境,增加了上覆水溶解氧(DO)质量分数和pH值,特别是显著提高了表层底泥氧化还原电位(ORP).泥-水界面微孔曝气处理显著改变了表层底泥重金属形态分布特征,显著降低了酸提取态重金属质量分数,而残渣态重金属的质量分数比例均出现不同程度增加.特别是镍(Ni)的形态变化对微孔曝气反应更为敏感,曝气前后残渣态质量分数比例由39.5%上升到55.0%.与对照组相比,在试验初期,泥-水界面微孔曝气处理下底泥间隙水重金属质量分数有所增加,但随着处理时间延长,这种增加效应逐渐减弱,至曝气处理10d以后,底泥间隙水重金属质量分数较对照组均有明显下降,尤其Ni下降更为明显.泥-水界面微孔曝气导致表层底泥中酸可挥发性硫(AVS)减少,但并没有促进底泥中重金属的释放.泥-水界面微孔曝气对底泥重金属生物有效性和释放风险的抑制效应主要归功于上覆水和表层底泥DO质量分数、pH和ORP等理化环境的改变.