黄河表层沉积物与稀土元素La~(3+)的交换吸附作用研究

采用现场采样及室内实验方法,研究了黄河表层沉积物与La^3 的交换吸附作用。结果表明,用Langmuir方程和Freundlich方程均能较好地反映La^3 在沉积物表面上的等温吸附过程,但以Langmuir方程拟合程度更好,黄河表层沉积物对La^3 的吸附强烈地受控于pH值在2-12这一宽广的pH范围内,La^3 黄河表层沉积物的交换吸附呈现随pH的增加而增大的总体趋势,在pH为2-7的范围内,随pH的增大,La^3 的吸附量逐渐增加,并在pH为6-7时达到最高值;当pH＞7时,随Ph的增大,La^3 的吸附量基本保持恒定,沉积物去除有机质后吸附能力下降了12.71%,与颗粒物中稀上元素有机物结合态所占比例相当.     

黄河包头段柱状沉积物中稀土元素的分布特征

采用室外现场采样及室内分析方法，研究了黄河包头段柱状沉积物中稀土元素的分布特征。结果表明，黄河包头段干流及支流柱状沉积物均以富集轻稀土元素为特征，分布模式的相近以及轻稀土元素的富集共同反映了干流与支流轻稀土元素的继承性和同源性。干流柱状沉积物中轻稀土元素的含量及非稳定态轻稀土元素的形态分布变化趋势均揭示，来自包头市工业废水的外源轻稀土元素对黄河包头段干流的叠加有递减之势。碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态同时是干流和支流柱状沉积物中非稳定态稀土元素的主导形态，干流与支流非稳定态稀土元素形态分布的主要差异表现在支流中稀土元素的可交换态和有机质结合态均明显高于干流。支流柱状沉积物中稀土元素的形态分布及含量仍然表明，其中的稀土，特别是轻稀土元素对黄河包头段干流具有一定的潜在叠加性。     

达里诺尔湖生物有效态重金属的形态分布及生态风险评价

以内蒙古赤峰市达里诺尔湖为研究对象,利用Tessier连续提取法,对表层沉积物及柱芯中Cu、Zn、Pb、Cd 4种重金属的形态进行了研究.基于形态及上覆水、过滤水和孔隙水中重金属的浓度,探讨了重金属在水-沉积物界面间的迁移转化规律,评价了湖泊沉积物重金属的污染状况.结果表明:达里诺尔湖的水体环境污染是以Cu、Pb和Zn为主的多金属复合污染,Pb有从上覆水向沉积物迁移的显著趋势,Cu有从孔隙水向上覆水迁移的微弱趋势;沉积物中4种重金属生物有效态主导形态因其元素地球化学性质的差异性而存在差异,表层沉积物中Cu、Pb、Zn和Cd生物有效态的主导形态分别为有机硫化物结合态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态,分别占总生物有效态的61.64％、60.72％、71.50％和53.59％;水平方向上,总生物有效态重金属含量表现出从南西向北东逐渐减小的趋势;沉积柱芯中4种金属有效态之和波动变化,但在40 cm以下均随深度的增大呈现增加趋势.沉积物中4种金属的综合污染指数(RI)为41.18～155.64,空间分布上表现从南西向北东逐渐减小的趋势.达里诺尔湖尚处于轻微生态危害,但南部湖区重金属污染应引起重视.     

南海湖表层沉积物对Cd2+的吸附-释放研究

通过吸附实验及释放实验,研究了包头市南海湖表层沉积物对Cd2+的吸附、释放作用.结果表明,Cd2+南海湖沉积物上的吸附既符合Langmuir型又符合Freundlich型,且以Langmuir型为最佳;Cd2+的吸附对pH值依赖程度较高,随pH值的增高而增强;温度的降低,离子强度和泥沙浓度的增加,均不利于南海湖沉积物对Cd2+的吸附.在6 h以内,cd2+的释放百分率随时间的增加而增大,并于6 h达到极值,6 h后急剧下降,并在10 h后趋于平稳;Cd2+的释放百分率随pH值的升高而降低.弱酸至碱性环境有利于Cd2+的吸附.酸性环境有利于Cd2+的释放.     

南海湖沉积物中生物有效态重金属含量及其空间分布

为判识湖泊沉积物中重金属的地球化学行为特征及其控制因素,以包头市南海湖为研究对象,采用连续提取法,系统开展了沉积物中生物有效态重金属的分布研究。结果表明,表层沉积物中重金属生物有效态（前4态之和）的平均比例序列为Cd〉Pb〉Zn〉Cu;Cu的生物有效态占总量的比例为23%,Pb为75%,Zn为42%,Cd为83%。总体而言,表层沉积物中Cd和Pb的潜在危害性最大。湖心区、西南和东北部湖区为表层沉积物中Cu、Pb和Zn的生物有效态含量高值区,Cd仅在西南湖区表现高值。有机物结合态为沉积物柱芯中Cu和Cd生物有效态的主导形态,铁锰氧化物结合态为Pb和Zn生物有效态的主导形态。强还原性条件下,沉积物中以铁锰氧化物结合态为主导形态的Pb、Zn、Cd有一定的潜在风险,Cu的潜在危害较小。与黄河沉积物重金属形态百分比的对比分析表明,南海湖沉积物对重金属的固定能力更强。     

乌梁素海沉积物中磷的形态分布特征

针对草型富营养化湖泊乌梁素海富营养化日趋严重和湿地面积逐渐萎缩的现实，采用连续提取法对乌梁素海表层沉积物和沉积物柱芯进行了磷形态的分级提取和测定，系统地研究了磷在表层沉积物与沉积柱芯中的形态分布特征与规律。结果表明，表层沉积物中各形态磷的空间分布均具有由湖心区向湖滨区升高的规律，且磷的形态含量存在较大的差异性，表层沉积物中活性磷（可交换态磷、铝磷、铁磷三者之和）含量仅占总提取磷的2%～7%，揭示乌梁素海表层沉积物中磷的生物可利用性较低，活性磷以可交换态磷和铁磷为主。沉积柱芯中，可交换态磷、铝磷和铁磷3种活性磷含量较低，基本上不高于20mg·kg^-1;闭蓄态磷、自生钙磷、碎屑钙磷和有机磷4种非活性磷在沉积剖面的含量分布较为稳定，且以闭蓄态磷的含量为最低。在表层沉积物与沉积柱芯中，磷均以碎屑钙磷和自生钙磷为主导形态。     

南海湖沉积物中生物有效态重金属含量及其空间分布

为判识湖泊沉积物中重金属的地球化学行为特征及其控制因素,以包头市南海湖为研究对象,采用连续提取法,系统开展了沉积物中生物有效态重金属的分布研究.结果表明,表层沉积物中重金属生物有效态(前4态之和)的平均比例序列为Cd>Pb>Zn>Cu;Cu的生物有效态占总量的比例为23%,Pb为75%,Zn为42%,Cd为83%.总体而言,表层沉积物中Cd和Ph的潜在危害性最大.湖心区、西南和东北部湖区为表层沉积物中Cu、Ph和Zn的生物有效态含量高值区,Cd仅在两南湖区表现高值.有机物结合态为沉积物柱芯中Cu和Cd生物有效态的主导形态,铁锰氧化物结合态为Pb和Zn生物有效态的主导形态.强还原性条件下,沉积物中以铁锰氧化物结合态为主导形态的Pb、Zn、Cd有一定的潜在风险,Cu的潜在危害较小.与黄河沉积物重金属形态百分比的对比分析表明,南海湖沉积物对重金属的固定能力更强.     

包头南海湖沉积物中AVS-SEM的分布规律研究

酸可挥发性硫化物（AVS）与同步提取的重金属（SEM）之间的比例关系是控制缺氧性沉积物中重金属生物有效性及毒性的主要因素。采用野外采样及室内测定方法，对包头市南海湖表层沉积物和柱状沉积物的AVS、SEM、[SEM]/[AVS]进行了作图和分析比较。结果表明，黄河补水的污染、历史及现有生活污水排放、城市径流以及游船排放均提高了南海湖的重金属含量，并形成重金属含量高值区。水深的增加和现有生活污水的排放以及挺水植物的影响形成南海湖下游区域AVS明显高于上游。南海湖AVS垂向分布出现极大值下移和多个极大值的现象，不同于一般淡水湖泊。南海湖表层和垂向沉积物中AVS含量均远高于SEM含量，初步评价得出南海湖沉积物重金属是安全的。     

黄河包头段沉积物组成对重金属形态分布的影响研究

通过黄河包头段打不素、昆都仑河及昆都仑河入黄河口下游断面沉积物分层柱状样中Cu、Pb、Zn和Cd等4种重金属的5种形态与矿物组成及有机质的聚类分析,结合腐植酸对Cu、Pb、Zn和Cd在黄河包头段沉积物中吸附影响实验,进行了黄河包头段沉积物组成对重金属形态分布的影响分析.结果表明,伊利石和绿泥石是黄河包头段水环境中颗粒物携带重金属的主要矿物成分.并对重金属次生相的4种形态均有重要影响;碳酸钙(方解石)通过对水环境中CO32-浓度的调节,间接对沉积物中重金属形态产生影响,并影响其他矿物对重金属的运移能力;石英、正长石、斜长石及钠闪石等4种矿物对水环境中重金属的固定作用较小,只对可交换态重金属产生影响;沉积物中有机质因易与水环境中的重金属结合及被沉积物矿物组分吸附,从而影响重金属有机质结合态含量.     

南海湖表层沉积物对Cd^2＋的吸附-释放研究

通过吸附实验及释放实验,研究了包头市南海湖表层沉积物对Cd^2＋的吸附、释放作用。结果表明,Cd^2＋在南海湖沉积物上的吸附既符合Langmuir型又符合Freundlich型,且以Langmuir型为最佳;Cd^2＋的吸附对pH值依赖程度较高,随pH值的增高而增强;温度的降低,离子强度和泥沙浓度的增加,均不利于南海湖沉积物对Cd^2＋的吸附。在6 h以内,Cd^2＋的释放百分率随时间的增加而增大,并于6 h达到极值,6 h后急剧下降,并在10 h后趋于平稳;Cd^2＋的释放百分率随pH值的升高而降低。弱酸至碱性环境有利于Cd^2＋的吸附,酸性环境有利于Cd^2＋的释放。