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滇池底泥重金属释放机理分析及影响因素研究

作　者: 陈桂荣
导　师: 曾向东
学　校: 昆明理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 滇池底泥重金属释放腐殖酸
分类号: X524
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本论文首先通过滇池底泥中基础数据的研究,得到滇池底泥的污染特点,并主要结合潜在生态危害指数评价法及地质累积指数法比较有效地综合评价现代滇池底泥的污染程度；其次,利用改进的BCR分级提取方法分级提取滇池底泥中重金属存在的4种形态,并通过不同形态的分析来解释重金属释放的原理；接着,采用滇池底泥提取腐殖酸(HA),实验中通过加入不同浓度的HA溶液,分析HA对于重金属释放的影响；然后,采用雷磁数据采集软件,使用类似于络合滴定的方法,通过铜离子选择性电极测定溶液中铜离子的电导率来分析铜离子和HA之间的相互作用机理；最后,使用了与HA与铜离子络合相同的方法,简便快捷地得到滇池底泥对于Cu的络合数据。研究结果表明：(1)滇池底泥重金属污染依照潜在生态污染评价法计算,可以看出滇池底泥中重金属对于环境的潜在污染以Cd为最重,最轻的为Zn,并且北部比南部更易发生底泥重金属的二次污染。滇池底泥重金属污染按照地质累积指数方法计算,可以看出,Pb和Cd的污染比较严重。Cu与Zn的污染较轻。结合两种方法,可以得出,滇池底泥中,Cd是主要的污染问题,Cu、Zn和Pb的污染对于滇池的影响较小。(2)从滇池底泥中重金属BCR形态分布可以看出,滇池底泥从北至南,有效态(除残渣态以外的其他形态之和)逐渐减少,残渣态逐渐增加。有效态是在底泥中起到主要作用的部分,残渣态可以比较稳定的存在于底泥中,而有效态可以比较容易在环境中发生物理、化学、生物等作用。(3)实验研究表明,HA浓度的变化对于Pb的释放影响最大,滇池底泥中有机质含量较高,这种外在条件,有利于滇池底泥中Pb的释放。Cd的污染是滇池底泥重金属污染的主要问题。结合实验中HA浓度变化对于Cd的释放的影响发现,HA浓度的加大,.加强了底泥中Cd的释放能力,但从北至南,Cd的释放率降低,可能与底泥的.特性、采用的HA的性质有关。(4)HA的浓度变化对于重金属存在一定的影响。HA浓度增加,重金属释放量增加。同时,HA的浓度变化对于重金属释放的影响也根据研究地点的不同而不尽相同。(5)铜离子溶液与不同浓度HA溶液进行络合时,随着HA浓度增加,会使得铜离子的络合量增加,铜离子会稳定地与HA螯合。底泥与铜离子的络合实验中,有机质含量较高的草海中心铜离子的络合量最大,说明底泥中有机质含量越高,重金属的释放作用就越小。上述研究结果初步反映了滇池底泥中Cu、Zn、Pb、Cd等重金属的空间分布和含量分布状况,可为评估滇池底泥重金属污染提供依据；同时,以滇池底泥实际样品为对象,通过实验室条件实验,研究探讨了底泥中重金属释放的机理及主要影响因素,可以为治理滇池底泥重金属污染提供依据。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-7
图表清单  7-12
第一章前言  12-21
  1.1 研究背景及目的意义  12-13
  1.2 国内外湖泊底泥重金属释放研究进展  13-19
    1.2.1 湖泊底泥重金属释放的理论基础  13-18
    1.2.2 国内外湖泊底泥中重金属释放研究概况  18-19
  1.3 研究内容及主要创新点  19-21
    1.3.1 研究内容  19-20
    1.3.2 主要创新点  20-21
第二章研究内容及技术路线和方法  21-27
  2.1 研究内容  21-26
    2.1.1 采样方案的设计  21-23
    2.1.2 滇池底泥中重金属释放的影响因素研究  23-26
  2.2 技术路线  26
  2.3 主要研究方法  26-27
第三章滇池底泥污染特征  27-42
  3.1 样品采集  27
    3.1.1 水样的制备  27
    3.1.2 土样的制备  27
  3.2 样品分析  27-28
    3.2.1 pH的测定  27
    3.2.2 有机质的测定:重铬酸钾容量法—稀释热法  27-28
    3.2.3 重金属含量的测定  28
  3.3 数据整理  28-38
    3.3.1 pH的数据分析  28-29
    3.3.2 有机质含量的数据分析  29-31
    3.3.3 滇池重金属含量数据分析  31-38
  3.4 滇池底泥重金属污染评价  38-41
  3.5 小结  41-42
第四章 BCR分级提取法在重金属形态分析中的应用  42-52
  4.1 实验材料及仪器  43
  4.2 实验步骤  43-44
    4.2.1 醋酸可提取物  43
    4.2.2 可还原提取物  43
    4.2.3 可氧化提取物  43-44
    4.2.4 残渣态  44
  4.3 实验结果与分析  44-51
    4.3.1 滇池底泥中重金属元素形态BCR连续提取结果误差分析  44-45
    4.3.2 滇池底泥重金属形态分布  45-51
  4.4 小结  51-52
第五章腐殖酸对于重金属释放的影响  52-62
  5.1 腐殖酸  52-53
    5.1.1 土壤腐殖酸的性质  52-53
    5.1.2 土壤胶体  53
  5.2 HA的制备  53-54
    5.2.1 HA的提取与纯化  53-54
    5.2.2 HA的溶解  54
    5.2.3 不同浓度的HA溶液的制备  54
  5.3 HA对重金属释放的影响实验  54
  5.4 数据处理  54-61
    5.4.1 HA浓度的变化对于滇池底泥重金属的释放率  54-58
    5.4.2 同一重金属的释放规律  58-61
  5.5 小结  61-62
第六章不同浓度HA溶液及滇池底泥与铜的络合  62-70
  6.1 材料及仪器  62
    6.1.1 实验材料和条件  62
    6.1.2 实验仪器  62
  6.2 实验方法  62-64
    6.2.1 实验原理  62-63
    6.2.2 实验步骤  63-64
  6.3 实验结果  64-69
    6.3.1 铜的定量分析  64-65
    6.3.2 HA与铜离子络合分析  65-67
    6.3.3 滇池底泥与铜离子络合的数据分析  67-69
  6.4 讨论  69-70
第七章结论及建议  70-72
  7.1 结论  70-71
  7.2 存在的问题及建议  71-72
致谢  72-73
参考文献  73-79
附录A 攻读硕士学位期间发表的论文  79

滇池底泥重金属释放机理分析及影响因素研究

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