梁灘河羅家壩橋斷面底泥重金屬Pb和Zn的吸附解吸規(guī)律研究及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià).pdf

1、重金屬進(jìn)入水體后能與多種陰離子和有機(jī)高分子等發(fā)生絡(luò)合、螯合作用,形成吸附性較強(qiáng)的配位絡(luò)合物和螯合物固定在底泥中,在水體環(huán)境發(fā)生變化時(shí),底泥顆粒表面積累的重金屬等易釋放到水體中,對(duì)水體環(huán)境造成二次污染。重金屬不能被生物降解,潛伏期長(zhǎng),會(huì)對(duì)人體和生物直接或間接造成危害。本研究主要在梁灘河羅家壩大橋斷面布設(shè)采樣點(diǎn),以該點(diǎn)的底泥為對(duì)象,研究底泥對(duì)重金屬Pb和Zn的吸附解吸規(guī)律、吸附解吸動(dòng)力學(xué)特性及在吸附解吸過(guò)程中的Pb和Zn形態(tài)變化,了解重金屬

2、元素污染狀況及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)特征。
　　首先對(duì)該采樣點(diǎn)底泥進(jìn)行了理化性質(zhì)測(cè)定,得到:底泥pH為6.86(土水比為1:2.5),略成酸性;主要含有Pb、Cr、Zn、As、Ba和Mn,而Cu、Cd和Hg的含量低于檢出限,其中Cr、Pb、Zn和Mn的含量均高出土壤背景值;有機(jī)質(zhì)含量為3.71％;陽(yáng)離子交換量為256.33mol/kg;重金屬Pb和Zn的殘?jiān)鼞B(tài)占比例均在70%以上,其次為有機(jī)結(jié)合態(tài),碳酸鹽結(jié)合態(tài)的含量最少。
　　經(jīng)過(guò)等溫吸

3、附解吸實(shí)驗(yàn),得到:底泥對(duì)重金屬Pb和Zn的等溫吸附均在低初始濃度范圍內(nèi)吸附量隨著溶液平衡濃度的增大成劇烈增加趨勢(shì),而在高初始濃度范圍內(nèi),吸附量隨著溶液平衡濃度的增加變化較為緩慢;底泥對(duì)Pb的吸附能力大于對(duì)Zn的吸附能力;Freundlich方程可以更好的描述底泥對(duì)鉛和鋅的等溫吸附情況,而Langmuir方程則不適宜描述鉛和鋅在底泥中的等溫吸附行為;底泥對(duì)重金屬Pb和Zn的解吸量均隨著其吸附量的增加而增大,當(dāng)吸附量較小時(shí)解吸量也較小且變化

4、緩慢,當(dāng)吸附量升高時(shí)解吸量迅速增加。底泥樣品對(duì)Pb的解吸率均小于對(duì)Zn的解吸率。
　　等溫吸附解吸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)則表明:底泥對(duì)重金屬Pb和Zn的等溫吸附動(dòng)力學(xué)曲線趨勢(shì)大致相同。吸附量在短時(shí)間內(nèi)迅速上升,隨著時(shí)間的延長(zhǎng)上升速度逐漸減緩。Elovich方程、雙常數(shù)方程、一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程和拋物線方程均可以用來(lái)擬合底泥對(duì)重金屬Pb和Zn的等溫吸附動(dòng)力學(xué)特性,且Elovich方程為最優(yōu)擬合方程;底泥中重金屬Pb和Zn的等溫解吸量隨時(shí)間變化的情況趨

5、于一致,在短時(shí)間內(nèi)解吸量均隨著時(shí)間的增加而迅速增大,到一定時(shí)間后解吸量隨時(shí)間變化不大認(rèn)為解吸到達(dá)平衡。
　　底泥中重金屬Pb和Zn在吸附前后的形態(tài)變化分析表明:陽(yáng)離子交換機(jī)理不是底泥吸附重金屬Pb和Zn的主要機(jī)制;底泥所吸附Pb和Zn很難轉(zhuǎn)變?yōu)闅堅(jiān)鼞B(tài);Pb較容易與底泥中的碳酸鹽形成沉淀或共沉淀,也易與鐵錳氧化物結(jié)合;而Zn則易與底泥中的有機(jī)物進(jìn)行結(jié)合。
　　采用潛在生態(tài)危害指數(shù)法評(píng)價(jià)得知,梁灘河羅家壩大橋斷面底泥中Hg、Cd

6、、As和Cr為輕度污染,Pb和Zn為中度污染;各重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子較小,基本無(wú)潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)地質(zhì)累積指數(shù)評(píng)價(jià)表明該處底泥受Pb的污染最嚴(yán)重,為偏中度污染,其次Zn輕度污染,而Hg、Cd、As、Cu和Cr可認(rèn)為無(wú)污染。采用污染負(fù)荷指數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)得知底泥受As、Pb、Cr和Zn污染情況為中等污染程度。而健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)得到結(jié)論為:七種重金屬經(jīng)皮膚攝入的非致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)均小于1,其中Pb產(chǎn)生的非致癌風(fēng)險(xiǎn)最大,其次為Cr;七種重金屬對(duì)成人和兒