河口重金屬污染 報(bào)告

1、河河口重金屬污染口重金屬污染2015.11.16河口水域是一個(gè)半封閉性近岸水體，它位于河流與海河口水域是一個(gè)半封閉性近岸水體，它位于河流與海洋的交界地帶，陸地徑流和海水在此處相互混合，內(nèi)洋的交界地帶，陸地徑流和海水在此處相互混合，內(nèi)與陸地徑流相連，外與外海相連。河口水域是陸地與與陸地徑流相連，外與外海相連。河口水域是陸地與海洋之間的緩沖地帶，它不僅是把陸源物質(zhì)輸送入海海洋之間的緩沖地帶，它不僅是把陸源物質(zhì)輸送入海的主要通道，也是陸源污染物質(zhì)和海岸侵蝕物質(zhì)的主的主要通道，也是陸源污染物質(zhì)和海岸侵蝕物質(zhì)的主要沉降區(qū)，是海洋環(huán)境中一個(gè)相對(duì)活躍的生態(tài)系統(tǒng)要沉降區(qū)，是海洋環(huán)境中一個(gè)相對(duì)活躍的生態(tài)系統(tǒng)。什

2、么是重金屬？ 所謂重金屬，一般是指比重大于 5 的金屬元素，此類元素大約有 45 種，在環(huán)境方面的研究中，主要的研究對(duì)象有銅、鉛、鋅、鎘、鉻、汞、錫等。此外，砷和硒類金屬元素雖然不是純粹的金屬元素，但它們的許多物理、化學(xué)性質(zhì)與金屬非常類似，因此通常也被列入重金屬研究的范疇。重金屬有何作用？ 有些重金屬元素是生物體必需的，如銅、鋅、鐵等，在生物體中，這些元素作為催化劑，激發(fā)或增強(qiáng)生物體中酶的活性，在一些非常特殊的金屬酶中，金屬與蛋白質(zhì)緊緊結(jié)合在一起，構(gòu)成生物細(xì)胞的活性中心。Cu多發(fā)性神經(jīng)炎神經(jīng)衰弱Pb損害造血心腦血管系統(tǒng)神經(jīng)系統(tǒng)和腎臟Zn降低人體的免疫系統(tǒng)，對(duì)疾病易感性增加過(guò)量重金屬的危害Cd引

3、起貧血和新陳代謝不良以及軟骨病Cr核酸和核蛋白等沉淀變性，喪失活性有致癌變、致畸變、致突變作用Hg引起腦萎縮、小腦平衡系統(tǒng)被破壞等多種危害As神經(jīng)系統(tǒng)、毛細(xì)血管通透性和新陳代謝，且對(duì)皮膚和粘膜有刺激作用重金屬來(lái)源自然地質(zhì)活動(dòng)輸入地殼巖石風(fēng)化產(chǎn)物海底的地質(zhì)活動(dòng)人類活動(dòng)輸入工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)排污和礦山、油井的開發(fā)溶解相沉積物懸浮顆粒物當(dāng)河流中的重金屬進(jìn)入河口時(shí)，隨著鹽度的增加、pH 的變化以及其它環(huán)境因素的改變，可能導(dǎo)致重金屬在各種形式之間的轉(zhuǎn)化。重金屬主要存在于溶解相、懸浮顆粒物和沉積物三部分中，并且重金屬在這三部分中的遷移轉(zhuǎn)化是可逆的。一般把水中不能透過(guò)一般把水中不能透過(guò) 0.45m 孔孔徑濾膜的部分

4、稱徑濾膜的部分稱“顆粒態(tài)顆粒態(tài)”，即，即為水中的懸浮顆粒為水中的懸浮顆粒物物；而而把能透過(guò)把能透過(guò) 0.45m 孔徑濾膜的孔徑濾膜的部分稱部分稱“溶解態(tài)溶解態(tài)”。 1.機(jī)械遷移機(jī)械遷移機(jī)械遷移是指重金屬離子以溶解態(tài)或顆粒態(tài)的形式隨著水體的流動(dòng)而進(jìn)行機(jī)械搬運(yùn)。2.物理化學(xué)遷移物理化學(xué)遷移物理化學(xué)遷移是指重金屬以簡(jiǎn)單離子、配離子或可溶性分子的形式在水環(huán)境中通過(guò)一系列物理化學(xué)作用而實(shí)現(xiàn)的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程，其結(jié)果決定了重金屬在水環(huán)境中的主要存在形式、富集狀況及其潛在危害程度。3.生物遷移生物遷移生物遷移是指重金屬伴隨生物體的新陳代謝、生長(zhǎng)、死亡等過(guò)程所進(jìn)行的遷移，是一種復(fù)雜的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程。重金屬在水環(huán)境中

5、的遷移轉(zhuǎn)化，按照物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的形式可分為機(jī)械遷移、物理化學(xué)遷移和生物遷移三種類型。1.鹽度2.水動(dòng)力條件3.有機(jī)質(zhì)4.pH 和氧化還原條件5.礦物組成6.粒徑和粒度7.生物作用8.其他影響河口區(qū)重金屬影響河口區(qū)重金屬含量的因素含量的因素1.鹽度鹽度：鹽鹽度的變化是河口混合的顯著特征之一，鹽度度的變化是河口混合的顯著特征之一，鹽度的變化不僅改變了重金屬離子的存在形式，而且改變了的變化不僅改變了重金屬離子的存在形式，而且改變了水體中的離子強(qiáng)度，從而影響了固水體中的離子強(qiáng)度，從而影響了固-液界面之間重金屬元液界面之間重金屬元素的遷入遷出平衡移動(dòng)，以致改變重金屬元素在溶解態(tài)素的遷入遷出平衡移動(dòng)，以致改變重

6、金屬元素在溶解態(tài)和顆粒態(tài)之間的分配和顆粒態(tài)之間的分配。2. 水動(dòng)力條件：處于咸淡水混合地帶的河口區(qū)，徑流、水動(dòng)力條件：處于咸淡水混合地帶的河口區(qū)，徑流、潮流、河寬及水深等地理?xiàng)l件各不相同，水動(dòng)力條件的潮流、河寬及水深等地理?xiàng)l件各不相同，水動(dòng)力條件的復(fù)雜多變性使河口區(qū)重金屬的研究更為復(fù)雜。徑流有豐復(fù)雜多變性使河口區(qū)重金屬的研究更為復(fù)雜。徑流有豐水期、枯水期和平水期以及月際、年際變化，潮汐有漲、水期、枯水期和平水期以及月際、年際變化，潮汐有漲、落潮和大、中、小潮的周期性變化。落潮和大、中、小潮的周期性變化。受徑流和潮流的作用，大量的懸浮顆粒物會(huì)在河口地區(qū)受徑流和潮流的作用，大量的懸浮顆粒物會(huì)在河口

7、地區(qū)發(fā)生沉降。在風(fēng)浪與潮汐的作用下，河底泥沙再懸浮進(jìn)發(fā)生沉降。在風(fēng)浪與潮汐的作用下，河底泥沙再懸浮進(jìn)入水體，導(dǎo)致河口區(qū)泥沙混合加劇，透明度降低，河口入水體，導(dǎo)致河口區(qū)泥沙混合加劇，透明度降低，河口含沙量增大，能直接引起溶解態(tài)重金屬的含量增含沙量增大，能直接引起溶解態(tài)重金屬的含量增大大。有機(jī)質(zhì)的含量與成分的變化是決定表層沉積物中重金屬分布的主要因子之一。顆粒物表面有機(jī)質(zhì)含量可以決定懸浮顆粒物的大小，且顆粒物表面的有機(jī)物是顆粒物吸附重金屬元素的主要渠道。溶解態(tài)或顆粒態(tài)的有機(jī)質(zhì)對(duì) Cu、Hg、Zn 等重金屬有較強(qiáng)的絡(luò)合能力，一些模擬實(shí)驗(yàn)也證明了有機(jī)物會(huì)加強(qiáng)對(duì)泥沙吸附重金屬的吸附效果，利于水體自凈。水

8、體中分布最廣的有機(jī)物是腐殖質(zhì)，含有許多活性基團(tuán)，諸如羥基、羧基和酚羥基等，它們?nèi)菀自趹腋☆w粒物表面與金屬離子形成“固體表面-有機(jī)物-金屬離子”三元絡(luò)合物，使金屬離子從水體中進(jìn)入到顆粒物中。pH 不僅影響泥沙的表面特性，也會(huì)通過(guò)影響水體中重金屬的水解沉淀作用制約重金屬元素在水體中的狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，pH 的升高會(huì)提高重金屬的吸附量，反之則降低。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，pH 的增大有利于泥沙顆粒對(duì)重金屬的吸附，Pb、Cd、Cu 在水體中存在一個(gè)臨界 pH 值，高于此值時(shí)由泥沙對(duì)重金屬的吸附增加，重金屬元素由水相向固相轉(zhuǎn)化。界面重金屬的吸附和解吸還常與 Eh 的變化有關(guān)，特別是元素的擴(kuò)散作用。通過(guò) pH 和 E

9、h 對(duì)沉積物中重金屬元素的影響條件實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)由中性還原介質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橹兴嵝匝趸橘|(zhì)時(shí)，Cd和 Zn 易在沉積物中發(fā)生解吸附過(guò)程。4.pH 和氧化還原條件5.礦礦物組成：物組成：在自然條件下，大部分重金在自然條件下，大部分重金屬元素存在于礦物晶格和顆粒物表面的屬元素存在于礦物晶格和顆粒物表面的鐵錳氧化物中，在受到污染后鐵錳氧化物中，在受到污染后，人，人為來(lái)為來(lái)源的重金屬元素則主要通過(guò)與顆粒物的源的重金屬元素則主要通過(guò)與顆粒物的有機(jī)質(zhì)結(jié)合存在于顆粒物表面。沉積物有機(jī)質(zhì)結(jié)合存在于顆粒物表面。沉積物中的鋁氧化物是影響重金屬含量的主要中的鋁氧化物是影響重金屬含量的主要因因素；素；以鐵錳氧化物和碳酸鹽形式存

10、在以鐵錳氧化物和碳酸鹽形式存在的重金屬含量受鹽度和的重金屬含量受鹽度和 pH 的控制。的控制。6.粒粒徑和粒度：徑和粒度：懸浮顆粒物中重金屬的含懸浮顆粒物中重金屬的含量隨顆粒物粒徑的減小而增大，其中超量隨顆粒物粒徑的減小而增大，其中超過(guò)過(guò)50%的重金屬吸附在的重金屬吸附在 4m 的細(xì)顆粒物的細(xì)顆粒物中中。7.生物作用 ：Cu 和 Zn 是生物體生長(zhǎng)的必需元素，能夠參與生物的物質(zhì)能量的循環(huán)，而Pb、Cd、Cr、As、Hg 雖然不是生物體的必需元素，但是會(huì)隨生物的生命活動(dòng)對(duì)海水環(huán)境造成影響，并隨食物鏈和食物網(wǎng)富集到高一級(jí)的生物體內(nèi)。隨生物體的排泄和消亡，這些碎屑經(jīng)微生物吸收降解，其中的重金屬元素又

11、重新進(jìn)入到水環(huán)境中去，因此重金屬元素在水體中的分布特征與該區(qū)域內(nèi)生物的生長(zhǎng)繁殖有密切的關(guān)系。8.其他：此外還有懸浮顆粒物的含量、比表面積乃至流域內(nèi)巖石的風(fēng)化產(chǎn)物等因素會(huì)影響河口重金屬的分布與遷移轉(zhuǎn)化。再是可以強(qiáng)化污染的治理工作，加強(qiáng)管理工農(nóng)業(yè)廢水的排放，建立強(qiáng)效大型的污水處理廠，及時(shí)處理污水；其次是推行清潔生產(chǎn)，改進(jìn)工藝以減輕重金屬污染物對(duì)人體健康和生態(tài)的危害；首先應(yīng)盡量調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，淘汰不符合產(chǎn)業(yè)政策或者符合但是污染排放治理后仍不合格的企業(yè)，在工業(yè)生產(chǎn)中盡量減少重金屬污染物的產(chǎn)生，努力實(shí)現(xiàn)零增長(zhǎng)；還可以改善內(nèi)源性環(huán)境，清除已污染的水系沉積物，以控制沉積物中的重金屬釋放到水體中以避免形成二次污染。1張亞南. 黃河口、長(zhǎng)江口、珠江口及其鄰近海域重金屬的河口過(guò)程和沉積物污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)D.國(guó)家海洋局第三海洋研究所,2013.2張曉琳. 長(zhǎng)江口、黃河口及鄰近海域重金屬的分布特征及影響因素研究D.中國(guó)海洋大學(xué),2013.3劉飛. 膠州灣李村河口沉積物中重金屬的賦存及其環(huán)境意義D.中國(guó)科學(xué)院研究生院（海洋研究所）,2005.4郭成久,周欣,蘇芳莉