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东洞庭湖沉积物中重金属吸附与释放规律研究

作　者: 郭娟
导　师: 胡旭跃；吴方同
学　校: 长沙理工大学
专　业: 市政工程
关键词: 东洞庭湖沉积物重金属污染评价赋存形态吸附释放
分类号: X524
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

选取东洞庭湖沉积物作为研究对象,分析了沉积物重金属的污染特性,探讨了沉积物重金属的吸附-释放规律,研究成果可为东洞庭湖湖体的污染控制及治理提供相应的科学依据。主要研究内容和成果如下:(1)通过对六个取样点沉积物以及间隙水中重金属含量的测定,得知对生态危害最为严重的是镉,其含量超过了国家三级土壤标准,湘江入东洞庭湖湖口污染最严重。铜含量在国家一级土壤标准内(汨罗江段除外);铅含量在国家一级土壤标准内;锌含量在国家三级土壤标准以上(岳阳县段除外)。(2)东洞庭湖镉主要以残渣态为主,可交换态、碳酸盐结合态含量也较高;铜主要以有机结合态和铁锰氧化态存在,残渣态也占有一定比例;铅主要以铁锰氧化态存在,残渣态次之;锌的残渣态和有机结合态比例都较大。(3)地累积指数法和潜在生态危害法对沉积物中重金属评价结果表明湘江入东洞庭湖湖口、岳阳市段、汨罗江段、新墙河段污染程度依次降低,扁山段与岳阳县段污染最小;沉积物中间隙水中重金属浓度均超过地表水Ⅴ类标准限值十倍以上。(4)单质吸附与竞争吸附中,重金属吸附随温度、pH、离子强度的影响变化趋势相似。温度条件对东洞庭湖沉积物吸附重金属的影响相对较小,25℃时的单质吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温模型,竞争吸附符合Langmuir吸附等温模型。pH值的变化对吸附量有较大的影响,随pH值的升高,金属离子吸附量都有明显增加,单质吸附中,四种金属离子的吸附量大小排序为:铅>铜>锌>镉;竞争吸附则是:铜>铅>镉>锌。随着离子强度的升高,沉积物对四种金属离子的吸附量有很大的影响,单质吸附中,吸附量变化最大的是锌,其次为镉,再次为铅、铜;竞争吸附中,沉积物对金属离子的吸附量均有下降,趋势与单质吸附一致。镉、铜、铅、锌的竞争吸附量比单质吸附量要少。(5)东洞庭湖岳阳市段沉积物中重金属释放动力学符合Elovich动力学模型。pH对沉积物中重金属再释放的影响中,四种重金属均在酸性环境中释放快,随着pH升高,释放速率逐渐变慢直至趋于平衡。四种金属离子受温度影响的大小排序为:铅>镉>铜>锌。随着离子强度的增加,四种金属的释放量都有所增加。从离子强度为0.01mol/L到0.1mol/L,受离子强度影响的大小排序为:镉>铜>锌>铅。

全文目录

摘要 5-6ABSTRACT 6-10第一章绪论 10-20 1.1 研究背景 10-12 1.1.1 问题的提出 10-12 1.1.2 洞庭湖的背景 12 1.2 国内外研究现状 12-14 1.3 重金属的吸附与释放的影响因素 14-16 1.4 沉积物中重金属污染评价 16-18 1.4.1 地累积指数法 17 1.4.2 潜在生态危害法 17-18 1.5 选题意义及研究内容 18-20 1.5.1 选题意义 18 1.5.2 研究内容 18 1.5.3 技术路线 18-20第二章实验材料与方法 20-25 2.1 样品的采集 20-21 2.1.1 采样点设置 20 2.1.2 样品的采集和制备方法 20-21 2.2 实验材料 21 2.2.1 实验所需仪器 21 2.2.2 实验所需试剂 21 2.3 分析测定方法 21-25 2.3.1 表层沉积物理化性质测定 21-22 2.3.2 间隙水中重金属总量的测定 22 2.3.3 沉积物重金属总量测定 22 2.3.4 沉积物重金属赋存形态测定 22-25第三章东洞庭湖沉积物重金属污染状况及评价 25-36 3.1 沉积物物化性质 25 3.2 沉积物与间隙水重金属含量 25-27 3.3 沉积物重金属含量分布分析 27-29 3.4 沉积物重金属赋存形态分布状况 29-31 3.5 沉积物重金属污染评价 31-34 3.5.1 地累积指数法 31-32 3.5.2 潜在生态危害法 32-34 3.6 本章小结 34-36第四章东洞庭湖沉积物重金属吸附规律研究 36-48 4.1 实验方案与计算公式 36-37 4.1.1 实验方案 36-37 4.1.2 计算公式 37 4.2 结果与讨论 37-46 4.2.1 温度对吸附的影响 37-42 4.2.2 pH 值对吸附的影响 42-44 4.2.3 离子强度对吸附的影响 44-46 4.3 本章小结 46-48第五章东洞庭湖沉积物重金属释放规律研究 48-57 5.1 实验方案与计算公式 48-49 5.1.1 实验方案 48-49 5.1.2 计算公式 49 5.2 结果与讨论 49-55 5.2.1 释放动力学 49-51 5.2.2 pH 值对重金属释放的影响 51-53 5.2.3 温度对重金属释放的影响 53-54 5.2.4 离子强度对重金属释放的影响 54-55 5.3 本章小结 55-57第六章结论与展望 57-59 6.1 结论 57-58 6.2 展望 58-59参考文献 59-64致谢 64-65附录 A (攻读学位期间发表论文目录) 65-66附录 B（攻读学位期间从事科研项目目录） 66-67详细摘要 67-76

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