巢湖塘西河河口湿地沉积物污染特征及环境质量评价

摘要

本文选择巢湖塘西河河口湿地为研究对象，在研究区域内布设了30个采样点，共采集30个沉积物柱样、88个沉积物样品。通过实验室分析，获得了Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、有机质、全磷和全氮等污染因子的含量数据。在此基础上，对研究区域内沉积物污染特征进行分析，并对湿地沉积物的环境质量和生态风险进行评价，主要成果概括如下： (1)从总体上看，有机质和全磷含量均随采样深度的增加而递减，即A层含量最高，C层最低。其中，全氮含量A层最高，B层最低；重金属Cu、Zn、Cd和Pb污染高值区主要集中在A层，Cr污染高值区则主要集中在B层。在垂岸分布和沿岸分布方面，各层沉积物中的污染物没有显著的相似性，其分布特征各呈现不同特点。 (2)由污染因子主成分分析结果可知，在A层，工业废水、生活污水和有机质降解是污染物的主要来源。在B层，有机质作为重金属离子结合物的重要性降低，但仍然是全氮、全磷最主要的污染来源。在C层，有机质降解作为污染来源的重要性明显降低，只是全氮的可能污染来源。 (3)建立了未确知C-均值聚类对应分析耦合模型(UC-CFA)，并将其应用于塘西河河口湿地沉积物污染特征分析。结果表明，湿地沉积物污染因子与采样点存在明显的4类对应关系，分别为高磷污染区、Cd-有机质联合污染区、Cu-Zn-Pb-Cr复合污染区和高氮污染区。 (4)采用基于模糊可变集理论的模糊可变识别方法，对研究区域沉积物环境质量进行评价，并与模糊综合评价所得结果进行比较。结果表明，河口湿地沉积物环境质量总体上属于警戒等级，处于尚清洁水平。 (5)利用Matlab编制了基于盲数的沉积物潜在生态风险评价程序，对该河口重金属的潜在生态风险状况进行评价。结果显示：河口沉积物总体上处于中污染状态，并属低潜在生态风险等级。从总体污染程度看，5种重金属污染程度大小排序依次为：Cu>Cd>Zn>Pb>Cr；从总体潜在环境风险看，5种重金属潜在生态风险大小排序依次为：Cd>Cu>Pb>Cr>Zn。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

致谢

第一章绪论

1.1研究目的和意义

1.2水体沉积物污染特征及评价方法研究进展

1.2.1水体沉积物营养盐污染特征研究进展

1.2.2水体沉积物重金属污染特征研究进展

1.2.3水体沉积物重金属污染评价方法研究进展

1.3研究内容和技术路线

第二章区域概况及样品采集与制备

2.1研究区域概况

2.1.1巢湖概况

2.2.2塘西河概况

2.2样品采集及制备

2.2.1采样点的布设

2.2.2样品采集

2.2.3样品制备

第三章样品分析测试及实验结果

3.1含水率测定

3.1.1方法原理

3.1.1实验仪器

3.1.2实验步骤

3.1.3测试结果与分析

3.2有机质的测定

3.2.1方法原理

3.2.2实验仪器与试剂

3.2.3实验步骤

3.2.4测试结果及分析

3.3全氮全磷的联合测定

3.3.1方法原理

3.3.2实验仪器与试剂

3.3.3实验步骤

3.3.4测试结果及分析

3.4重金属含量测定

3.4.1方法原理

3.4.2实验仪器与试剂

3.4.3实验步骤

3.4.3测试结果及分析

3.5本章小结

第四章沉积物污染特征分析

4.1沉积物污染分布特征

4.1.1营养元素污染分布特征

4.1.2重金属污染分布特征

4.2污染因子的主成分分析

4.2.1基本原理与步骤

4.2.2各分层污染因子的主成分分析

4.2.3讨论

4.3沉积物污染特征的未确知聚类对应分析

4.3.1未确知聚类基本原理

4.3.2未确知聚类-对应分析耦合模型(UC-CEA)

4.3.3污染特征对应分析

4.4本章小结

第五章河口湿地沉积物环境质量评价及潜在生态风险分析

5.1河口湿地沉积物环境质量评价

5.1.1模糊可变识别评价模型

5.1.2指标权重的确定

5.1.3模糊可变评价方法的求解步骤

5.1.4沉积物环境质量评价

5.2河口湿地沉积物重金属污染风险评价

5.2.1沉积物潜在生态风险评价盲数模型

5.2.2潜在生态风险评价与分析

5.3本章小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

附 录