港口矿石堆场重金属对渤海湾潜在污染风险评价

摘要

目前,天津港内的矿石以露天堆放为主,雨水的淋溶会导致其中的重金属溶出。已有的静态浸泡和动态淋溶实验发现,部分元素的溶出量严重超标。本研究在此基础上,围绕铅和镉建立微宇宙系统和多介质模型,分析和模拟港口水环境,探究典型重金属在水环境中的迁移行为,获取内在迁移规律;并开展对渤海湾近岸海域表层沉积物中重金属总量、各形态含量及其相关理化指标的检测工作,探讨港口矿石堆场对渤海湾的潜在影响,为渤海湾重金属污染的防治提供数据和理论支撑。
　　研究发现:
　　(1)微宇宙系统内,水相中镉和铅浓度的变化为先增大后减小,且铅下降相对较快;沉积物中镉的浓度在120h内缓慢增加,之后略有下降,而铅则在24h内迅速增加,之后略有波动。沉积物中镉含量的增加主要体现在可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态三种形态的含量的增加,而铅的增加主要体现在碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态以及有机物结合态含量的增加。
　　(2)模型数据和实验结果能够很好地吻合,表明逸度模型的适用性。通过比较模型中的迁移通量D值发现,进入系统中的镉大约有61％保留在沉积物中,剩下的基本被平流迁移带走,而进入系统中的铅却有99%保留在沉积物中,说明沉降是镉/铅的主要迁移过程,尤其是铅。
　　(3)渤海湾表层沉积物中重金属的含量分布表现为北高南低,从近岸向外海波动中减少;其中,铅污染最为严重,在所有采样站点都达到了中度或偏中度污染,而其他重金属(铁、铬、镍、铜和锌)则表现为轻度污染或清洁。通过综合分析渤海湾重金属污染分布特征、港口矿石堆场位置和矿石种类,发现港口矿石堆场可能是导致附近海域表层沉积物中铁、铬和镍等重金属含量较高的重要原因。

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第一章 绪论

1.1 研究的目的和意义

1.2 渤海湾表层沉积物重金属污染研究

1.3 多介质逸度模型的概述

1.4 研究内容和技术路线

第二章 港口矿石堆场重金属的迁移行为——实验研究

2.1 实验部分

2.2结果与讨论

2.3 本章小结

第三章 港口矿石堆场重金属的迁移行为——模型研究

3.1逸度容量Z值的计算

3.2 各过程的迁移参数D值的计算

3.3阶段Ⅰ和Ⅱ逸度模型的建立

3.4 实验结果与模型数据比较

3.5 镉/铅在微宇宙中的归趋

3.6 模型参数的敏感度分析

3.7 本章小结

第四章 渤海湾表层沉积物重金属污染及港口矿石堆场潜在污染风险

4.1 实验部分

4.2结果与讨论

4.3 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

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