独流减河流域表层沉积物典型有毒污染物分布特征及风险评价

摘要

天津位于海河流域的下游，在海河流域经济高速发展的背景下，大量工业农业废水和生活污水的排放，造成该地区水污染日益严重。独流减河流域上游工业污染物排放量以石化、冶金等行业居首，其排放的废水中通常含有有毒有害污染物质。其中石化行业排放污染物通常含有难降解有机化合物，传统水处理工艺处理难度较大，出水水质达标困难。在上游来水水质较差的情况下，独流减河流域内污染物排放严重，且来源较为复杂，既受到常规污染物的影响，又存在高风险污染源的威胁，水环境污染整体态势较为严峻。水系沉积物作为有机物的“汇”，对该区域有机物分布状况报道甚少。本文针对独流减河流域16条河流为研究区域，并拟定沉积物中16种多环芳烃和重金属Cd、Cr、V、Cu、Ni、Pb、Zn、Sn、As、Mo为主要研究对象，分析独流减河流域沉积物中持久性有毒污染物的污染特征，分布规律，来源解析，评价其生态风险。主要得出以下结论：
　　（1）独流减河流域表层沉积物中多环芳烃总浓度的范围是296～1094 ng/g干重，平均值为561ng/g，总体为轻度污染水平，通过采用 PAHs组成分析和特征比值法对该区域表层沉积物当中 PAHs来源进行分析，结果表明，本研究区域表层沉积物中 PAHs主要由中、低环组成，5、6环只占到10％左右。其来源主要为煤等生物质燃料的不完全燃烧，其次为石油源污染。通过PAHs质量基准法评估，独流减河流域表层沉积物 PAHs处于低生态风险等级，同时毒害评估也相对较低。但有一定的毒害性。
　　（2）独流减河流域沉积物重金属与天津水系沉积物重金属背景值相比，除 V、Cr外，其它8种重金属元素超标1.0~7.1倍。富集系数分析与主成分显示沉积物中重金属V、Cr和Ni均未发生富集（富集系数小于1.5），且主要来源于自然源。而Cu、Zn、Cd、Pb、As、Mo和Sn平均富集系数分别为5.36、1.49、7.29、1.54、7.67、8.03和2.91，均存在不同程度的富集，Cr、As、Pb、Sn和Cd主要来源于工业废水的排放。独流减河流域表层沉积物重金属潜在生态风险指数RI值范围为115~445，平均值为313，总体属于强生态风险等级。空间分布上，独流减河流域静海县西部、津南区北部以及大港南部表层沉积物重金属表现出较高的生态风险，独流减河周边表层沉积物表现为相对较低的风险。
　　（3）独流减河流域表层沉积物中重金属各形态以B4态为主，沉积物中各形态重金属所占的平均比例顺序为：B4>B3>B2>B1，沉积物风险评估指数显示，Cd整体处于中度风险，部分样点存在低生态风险；Cu、Cr基本不存在风险；Ni、 Pb整体属于低生态风险；Zn大部分处于低风险，个别样点区域存在中度生态风险。相关性分析表明，相关性分析表明，沉积物中B3态Cd、Ni、Pb和Zn与沉积物有机质含量呈正相关，同时Zn、Cd在P<0.01水平上呈现显著相关。

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1绪 论

1.1课题背景

1.2多环芳烃概述

1.3重金属概述

1.4研究目的及意义

1.5研究内容及技术路线

2 研究区域和研究方法

2.1研究区域概况

2.2研究方法

3 独流减河流域表层沉积物多环芳烃污染特征

3.1引言

3.2结果与讨论

3.3本章小结

4 独流减河流域表层沉积物重金属污染特征

4.1引言

4.2结果与讨论

4.3本章小结

5 独流减河流域表层沉积物重金属形态特征

5.1引言

5.2结果与讨论

5.3本章小结

6 结论

6.1主要结论

6.2主要创新点

6.3研究展望

致谢

参考文献

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