黃河寧蒙段重金屬遷移模擬研究.pdf

1、重金屬作為一類毒性強(qiáng)、難降解的污染物，在環(huán)境中能夠長(zhǎng)期存留和累積，因此對(duì)其在環(huán)境中的遷移、歸趨行為的研究是環(huán)境領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。在自然界中，水體往往是眾多污染物的重要?dú)w趨，其中就包括重金屬污染物。進(jìn)入河流中的重金屬一部分則以水溶態(tài)的形態(tài)存在并隨水流長(zhǎng)距離遷移，影響范圍廣，對(duì)人類往往產(chǎn)生直接的危害作用。其余大部分重金屬通過泥沙等顆粒的吸附作用而成為吸附態(tài)重金屬，吸附態(tài)重金屬主要包括懸浮相吸附態(tài)和沉積相吸附態(tài)，并且吸附態(tài)和水溶態(tài)在外界條件發(fā)生

2、變化時(shí)能夠通過吸附、解吸作用而發(fā)生相互間的轉(zhuǎn)化。由此可見，水溶態(tài)重金屬隨水遷移行為以及重金屬的吸附、解吸行為是其在水體中遷移的兩個(gè)主要行為，是明確水體中重金屬遷移規(guī)律的重要環(huán)節(jié)。因此，定量化研究不同影響因素條件下水體中泥沙等顆粒物對(duì)重金屬的吸附效率能夠更清晰地了解重金屬的這一主要?dú)w趨行為。在應(yīng)對(duì)突發(fā)水污染事故時(shí)，模擬預(yù)測(cè)水溶態(tài)重金屬隨水遷移的行為將對(duì)突發(fā)污染預(yù)警具有重要意義。
　　 本文利用2011年7月現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)資料，分析了瑪曲

3、至包頭蹬口河段水溶態(tài)和吸附態(tài)重金屬的空間分布，對(duì)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià);通過理論及文獻(xiàn)數(shù)據(jù)分析，建立了重金屬吸附率綜合作用模型，并得到巴彥高勒至頭道拐河段的泥沙對(duì)重金屬綜合吸附率K計(jì)算公式;利用相關(guān)單位提供的2009年巴彥高勒至頭道拐河段水文地形數(shù)據(jù)，采用EFDC模型模擬研究了該河段的水動(dòng)力和突發(fā)污染條件下水溶態(tài)重金屬的遷移行為。
　　 主要結(jié)論如下:
　　 (1)對(duì)黃河寧蒙河段12個(gè)采樣點(diǎn)懸浮相及沉積相重金屬污染潛在生

4、態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，黃河寧蒙段吸附態(tài)（懸浮相和沉積相）中重金屬污染嚴(yán)重，其中Hg生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)最為嚴(yán)重。
　　 (2)各影響因素與泥沙對(duì)重金屬的吸附率作用關(guān)系為污染物初始濃度C0、泥沙粒級(jí)D、離子強(qiáng)度I值越大，K越低;泥沙含量CN越高，K越高，且存在最佳CN值;pH增大，K增高，曲線可劃分為快、平、快三階段;K隨溫度T的升高呈線性增長(zhǎng)。
　　 (3)根據(jù)以上分析，建立了重金屬吸附率綜合作用模型，利用實(shí)測(cè)及收集的數(shù)據(jù)資料建立并

5、率定了巴彥高勒至頭道拐河段泥沙吸附重金屬的吸附率綜合作用公式。計(jì)算得到巴彥高勒斷面K值在1～12月份分別為0.621，0.628，0.786，0.744，0.663，0.645，0.644，0.812，0.753,0.723,0.792,0.753。
　　 (4)巴彥高勒至頭道拐區(qū)段EFDC模型水動(dòng)力計(jì)算結(jié)果顯示水位計(jì)算值和實(shí)測(cè)值具有高度的一致性，反映了本模型的可靠性和有效性。
　　 (5)巴彥高勒至頭道拐區(qū)段EFDC模

6、型水溶態(tài)重金屬遷移模擬結(jié)果顯示降解系數(shù)1.0×10-5s-1的降解程度最大。相同衰減系數(shù)時(shí)，污染物向下游遷移的過程中，自第15 d后衰減幅度逐漸降低，由于水流擴(kuò)散作用，污染帶的逐漸拉長(zhǎng)，污染物濃度梯度減小。并且河寬狹窄的河段，水流速度較大，污染物遷移速度快。
　　 (6)三湖河口斷面分析結(jié)果顯示，106～140 d、197～231 d、289～323d三個(gè)時(shí)段各自的模擬分析中，污染物在197～231 d時(shí)段前5d累計(jì)流量最小、到