受污染武汉南湖底泥特征分析及其处置方法研究.pdf

分类号 u i ) c 劣j 蒺理歹 学位论 密缉 学校代码 ! q 垒2 z 题目鱼重盗盍垫壹塑盛婆壁堑盆堑盈甚缝量壅鎏盟塞 英文s t u d yo np o l l u t i o nc h a r a c t e r i s t i c sa n dd i s p o s a l 题 目一一塑曼尘q 盘q s 皇虫堡星煎i n 巡坌丛坠l 丛星q ! 迎坠h 垒垒堡i 鲤一 研究生姓名 魏明蓉 指导教师姓名兰遒叠l 一职称匮 l 学位苴_ 单位名称圭盔三猩鱼垄氢茔瞳邮编垒3 q q 2 垒 姓名 副指导教师单位名称 职称 邮编 申请学位级别盗学科专业名称壹堕兰猩 论文提交日期 2 0 1 2 0 6 论文答辩日期 学位授予单位盛丛垄三盘堂学位授予日期 2 0 1 2 0 6 0 8 答辩委员会主席扬亚评阅入奎垂 扬亚 2 0 1 2 年6 月 浮文 武汉理工大学学位论文独创性声明及使用授权书 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已 经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文 中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生( 签名) ：瑰闻镌、日期劢2 易c 7 f 学位论文使用授权书 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可 以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大 学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提伤- 。 ( 保密的论文在解密后应遵守j _ 旺定： - 研究生。签名) ：纛硐兹导师。签名，：玩 嘲 豳l 瞬 _ _ * 嚣豳 嘲目。 暖 霸罄| i 懿 麟爨 ， j 蠲j 目 目 武汉理工大学博+ 学位论文 摘要 1 l i i l l l111 1 1 1 1i l l1 1 1 11111111111111iiiiitllllliiiilil1ii邺 y 2 0 9 9 5 2 4 我国水体污染情况总体来说比较严重，底泥与其上覆水体之间存在物质交 换的动态平衡，研究底泥特征对水体治理具有重要的意义；水体治理中常采用 底泥疏浚的办法，疏浚出的底泥如何处置是个难题。本研究在南湖设置了1 2 个 表层底泥采样点、5 个柱状底泥采样点，通过样点中有机物、营养盐、重金属等 指标的含量及分布来研究南湖底泥的污染特征；利用湖底底泥进行批式和半连 续厌氧消化试验，研究底泥产能的可行性；同时利用底泥及厌氧消化以后的残 泥进行土地投放试验，研究其对植物生长和土壤性质的影响，分析其土地利用 的可行性。研究结论如下： ( 1 ) 表层底泥的有机质( o m ) 和总氮( t n ) 、总磷( t p ) 之间，各种氮 的形态之间，t n 和t p 之间都显著相关。从t o c t n 的值来看外源与内源污染对 南湖有机物污染贡献相差不大。o m 和大部分重金属元素显著相关，表层泥样各 项污染指标在空间的分布上都有强变异性。 ( 2 ) 柱状底泥基本呈现污染物含量随泥深而降低的规律，各样点的o m 和 t n 、o m 和t p 之间大都显著相关，但t n 和t p 之间大都没有显著相关关系。 底泥的各指标在垂直方向的变异性一般为中等或强变异。 ( 3 ) 通过对间隙水和上覆水氮磷含量分析，发现南湖底泥会向上覆水体释 放氮元素，而释磷的可能性不大。上覆水、间隙水和底泥的氮、磷之间存在一 定相关关系。 ( 4 ) 采用有机氮评价法和有机指数评价法判定南湖的有机污染情况，结果 表明南湖有机污染比较严重。用地积累指数法和潜在生态危害指数法评价重金 属污染，结果表明：除c d 属中度污染以外，其余元素( h g 、a s 、c u 、p b 、c r 、 z n ) 均为轻度污染；所有元素潜在生态危害均属轻微。 ( 5 ) 进行了批式厌氧发酵的正交试验，结果表明：温度、碳氮比、固体浓 度都对产气量影响非常显著，接种比率对产气影响不显著。按影响程度大小对 四个因素进行排序为：温度 碳氮比 固体浓度 接种比率。最佳的工艺参数组合 是：温度5 5 ，c n 为2 0 ：1 ，t s 为1 0 ，接种比率按v s ( 基) 为l ：1 。 ( 6 ) 在中温条件下进行半连续厌氧消化试验，反应器运行正常。容积负荷 对产气率、排泥v s t s 含量以及甲烷含量都有一定影响，在1 9 6g v s ( l d ) 时 武汉理工大学博士学位论文 消化效果最好。根据厌氧消化产气的动力学模型，得到有机物的理论产气率和 动力学参数分别为2 7 8 6 m l g v s 和0 1 6 6 d “ 1 。 ( 7 ) 将南湖的原始底泥和厌氧消化后的残泥投放于红壤，结果表明：加入 底泥后，容重、孔隙度都保持在土壤正常范围以内，但引起p h 值升高：底泥投 放促进了作物生长，作物重金属c d 含量也未超过农产品和食品的相关标准陧值； 土壤养分含量显著提高，c d 含量也有升高，但未超出土壤环境质量标准；加入 粉煤灰或猪粪可对c d 起到一定的钝化作用，还可提高土壤孔隙度，说明其在底 泥土地投放时可以起到辅助作用。 ( 8 ) 从容重、孔隙度、养分、重金属、阳离子含量、钾含量等各指标来分 析，南湖原始底泥或消化残泥均适于农用或绿化使用，但若用于种植食用农产 品应注意控制施用量( 尤其是在酸性或中性土壤条件下) 。 武汉理工大学博士学位论文 a b s t r a c t w a t e rp o l l u t i o ni nc h i n ai ss e r i o u s ，a n dt h e r ei sd y n a m i cb a l a n c eo fm a t e r i a l e x c h a n g eb e t w e e nt h es e d i m e n ta n di t s o v e r l y i n gw a t e r ；t h es t u d yo fs e d i m e n t c h a r a c t e r i s t i c si so fg r e a ts i g n i f i c a n c ef o ri m p r o v i n gq u a l i t yo fw a t e rb o d y ；s e d i m e n t d r e d g i n gi so f t e nu s e di ng o v e m a n c eo fw a t e r , b u th o wt od i s p o s ed r e d g e ds e d i m e n t i sap r o b l e m i nt h i ss t u d y , 12s u r f a c es e d i m e n ta n d5c y l i n d r i c a ls e d i m e n ts a m p l i n g p o i n t sw e r es e tu pi ns o u t hl a k eo fw u h a nc i t y , c o n t e n t so fo r g a n i cm a t t e r , n u t r i e n t s ， h e a v ym e t a l sa n do t h e ri n d i c a t o r si ns e d i m e n to fe v e r ys a m p l i n gp o i n tw e r e m e a s u r e d t o a n a l y s i st h ep o l l u t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fs e d i m e n ti ns o u t hl a k e ；b a t c ha n d s e m i c o n t i n u o u sa n a e r o b i cd i g e s t i o nt e s tw e r ec o n d u c t e dw i t hs e d i m e n tt os t u d yt h e f e a s i b i l i t yo fe n e r g yp r o d u c t i o n ；i n f l u e n c eo fl a n da p p l i c a t i o no fo r i g i n a ls e d i m e n t a n da n a e r o b i cd i g e s t i o nr e s i d u eo np l a n tg r o w t ha n ds o i lp r o p e r t i e sa n df e a s i b i l i t yo f l a n da p p l i c a t i o nw e r ea n a l y z e d t h ec o n c l u s i o n sa r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) f o rt h es u r f a c es e d i m e n t ，t h e s ec h a r a c t e r i s t i c sw e r ef o u n d ：o r g a n i cm a t t e r ( o m ) a n dt o t a ln i t r o g e n ( t n ) ，o ma n dt o t a lp h o s p h o r u s ( t p ) w e r es i g n i f i c a n t l y r e l a t e d ；t h et na n dt p , t h ev a r i o u sf o r m so fn i t r o g e nw e r es i g n i f i c a n t l yr e l a t e dt o o f r o mp o i n to fv i e wo ft o c | t n ，t h e r ew a ss i m i l a ri n f l u e n c ef r o me x t e r n a ls o u r c e a n di n t e r n a ls o u r c ep o l l u t i o no ns e d i m e n t o ma n dm o s to ft h eh e a v ym e t a l sw e r e s i g n i f i c a n t l yr e l a t e d t h e r ew a ss t r o n gv a r i a b i l i t yo fs p a t i a ld i s t r i b u t i o no fv a r i o u s p o l l u t a n t s ( 2 ) f o rt h es t a n c h i o nf o r ms e d i m e n t ：t h ec o n t e n t so fp o l l u t a n t sd e c r e a s ea l o n g d e p t h o ma n dt n ，o ma n dt pw e r es i g n i f i c a n t l yr e l a t e d ；t na n dt pw e r e n t s i g n i f i c a n tr e l a t e d t h e r ew e r es t r o n go rm o d e r a t ev a r i a b i l i t yo fv e r t i c a ld i s t r i b u t i o n o fv a r i o u sp o l l u t a n t s ( 3 ) b yc o m p a r i n gt h ec o n t e n t so fp o l l u t a n t so fp o r ew a t e ra n do v e r l y i n gw a t e r , n i t r o g e nm a yb er e l e a s e df r o ms e d i m e n t st oo v e r l y i n gw a t e rb u tp h o s p h o r u sm a yb e n o t t h e r ew e r e c e r t a i nc o r r e l a t i o no fn i t r o g e no rp h o s p h o r u sa m o n go v e r l y i n gw a t e r , p o r ew a t e ra n ds e d i m e n t ( 4 ) 1 1 1 eo r g a n i cp o l l u t i o ns t a t u so fs e d i m e n ti nn a n h ul a k ew e r ee v a l u a t e db y o r g a n i cn i t r o g e ne v a l u a t i o na n do r g a n i ci n d e xe v a l u a t i o n ，r e s u l t ss h o w e dt h a tt h e j 1 “ 武汉理工大学博士学位论文 o r g a n i cp o l l u t i o no fs e d i m e n ti nn a n h ul a k ei ss e r i o u s t w oa s s e s s m e n tm e t h o d s w e r eu s e dt oa s s e s st h ep o l l u t i o nd e g r e eo fh e a v ym e t a l so fs e d i m e n ti nn a n h ul a k e ， w h i c hw e r ei n d e xo fg e o a c c u m u l a t i o na n dp o t e n t i a le c o l o g i c a li u s ki n d e x t h e r e s u l t ss h o w e dt h a tf o rc a d m i u mt h ep o l l u t i o nd e g r e ew a sm o d e r a t e ；f o rm e r c u r y , a r s e n i c ，c o p p e r , l e a d ，c h r o m i u m ，z i n c ，t h ep o l l u t i o nd e g r e ew e r es l i g h t ；a n dp o t e n t i a l e c o l o g yr i s ko fa l le l e m e n tw e r es l i g h t ( 5 ) t h eo r t h o g o n a le x p e r i m e n to fb a t c ha n a e r o b i cd i g e s t i o nw a sc o n d u c t e d ，t h e r e s u l t ss h o w e dt h a t ：g a sy i e l dw a ss i g n i f i c a n t l yi m p a c t e db yt e m p e r a t u r e ，c a r b o na n d n i t r o g e nr a t i o ( c n ) ，t h es o l i dc o n c e n t r a t i o n ；a n dw e r ea f f e c t e di n d i s t i n c t i v e l yb y i n o c u l u m s u b s t r a t er a t i o ( i s r ) t h ei n f l u e n c eo r d e ro ft h ef o u rf a c t o r so nb i o g a s y i e l da r et e m p e r a t u r e c n s o l i dc o n c e n t r a t i o n i s r t h eb e s to p t i m u ma n a e r o b i c d i g e s t i o nc o n d i t i o n sa r e t h et e m p e r a t u r e i s 5 5 。c ，t h ec nv a l u ei s1 2 5 ：1 ，s o l i d c o n c e n t r a t i o ni s1 0 a n di s ri s1 ：1 ( 6 ) s e m i c o n t i n u o u sa n a e r o b i cd i g e s t i o ne x p e r i m e n t w a sc o n d u c t e do n m e s o p h i l i cc o n d i t i o n , t h er e a c t o rw a so p e r a t i n gn o r m a l l y v o l u m el o a dh a di n f l u e n c e o nb i o g a sy i e l d ，v s t so fd i s c h a r g e ds l u d g ea n dp e r c e n t a g eo fm e t h a n ei nb i o g a s ，t h e b e s td i g e s t i o ne f f i c i e n c yi si nt h ec o n d i t i o no f1 9 6g v s ( l d ) t h ea n a e r o b i c d i g e s t i o n k i n e t i c sm o d e lh a sb e e nd e d u c e dt h a tt h e o r e t i c a l g a sy i e l dw a s 2 7 8 6 m l g v sa n dt h er e a c t i o nr a t ec o n s t a n tw a so 1 6 6 d “ 1 ( 7 ) w h e na p p l y i n gs e d i m e n t sa n da n a e r o b i cd i g e s t i o nr e s i d u ef r o mn a n h ul a k e o nr e ds o i l ，t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ：b u l kd e n s i t ya n dp o r o s i t yw e r ew i t h i nt h en o r m a l r a n g eo fs o i l ，p hw a si n c r e a s e d ；c r o pg r o w t hw a sp r o m o t e d ，h e a v ym e t a l sc o n t e n t si n c r o pd i dn o te x c e e dt h er e l e v a n ts t a n d a r d so fa g r i c u l t u r a lp r o d u c t sa n df o o d ；n u t r i e n t c o n t e n t so fs o i lw e r es i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e d ；c o n t e n to fc di ns o i lw e r ea l s oi n c r e a s e d b u td i dn o to v e r t u r nt h es o i le n v i r o n m e n t a lq u a l i t ys t a n d a r d s ；a f t e rf l ya s ho rp i g m a n u r ew a sa d d e d ，a c t i v a t i o no fc dw a sd e c r e a s e d ，a v a i l a b l ec o n t e n to fc di ns o i l a n da b s o r p t i o no fc df o rc r o pw e r er e d u c e d ；s o i lp o r o s i t yi n c r e a s e d ；t h e r e f o r ef l ya s h a n dp i gm a n u r ec a np l a yas u p p o r t i n gr o l ei nl a n da p p l i c a t i o no fs e d i m e n t ( 8 ) f r o mv i e wo fb u l kd e n s i t y , p o r o s i t y , n u t r i e n t s ，h e a v ym e t a l s ，c a t i o ne x c h a n g e c a p a c i t ya n dp o t a s s i u m , s e d i m e n t so fn a n h ul a k ea r e s u i t a b l e f o ra 酣c u l t u r eo r g r e e n i n ga p p l i c a t i o n h o w e v e r , i ft h es e d i m e n t sa r eu s e dt op l a n te d i b l ea g r i c u l t u r a l p r o d u c t s ，a p p l i c a t i o na m o u n ts h o u l db ec o n t r o l l e d ，e s p e c i a l l yu n d e ra c i d i co rn e u t r a l 一 武汉理工大学博士学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 目录i 第1 章引言1 1 1 底泥污染及其危害：1 1 1 1 底泥的成因、组成及作用。1 1 1 2 底泥污染特征研究现状2 1 1 3 底泥对上覆水体的二次污染5 1 2 底泥的处理处置方法7 1 2 1 原位控制技术8 1 2 2 移位控制技术1o 1 3 厌氧消化工艺研究进展1 3 1 3 1 厌氧消化常用工艺1 3 1 3 2 厌氧消化影响因素研究进展1 5 1 4 课题研究的背景、目的和意义：2 0 1 4 1 课题研究的背景2 0 1 4 2 课题研究的目的和意义2 1 1 5 课题的研究内容、研究方法和技术路线2 1 1 5 1 课题研究的内容2 1 1 5 2 课题研究的方法2 2 1 5 3 课题研究的技术路线2 3 第2 章受污染南湖底泥特征分析2 4 2 1 材料和方法一2 4 2 1 1 取样方法和位置2 4 2 1 2 分析方法2 6 2 1 3 统计分析方法2 7 2 2 结果与讨论2 7 2 2 表层底泥污染特征_ 2 7 2 4 3 间隙水磷污染特征4 7 2 4 4 间隙水各污染指标统计分析4 8 2 5 底泥污染评价51 2 5 1 有机污染评价51 2 5 2 重金属污染评价5 2 2 6 本章小结。5 6 第3 章底泥批式厌氧发酵试验研究5 8 3 1 试验方案和测定方法5 8 3 1 1 试验装置5 8 3 1 2 试验方案j 。5 9 3 1 3 分析方法_ 。j ：6 1 3 1 4 统计分析方法：6 1 3 2 结果与讨论点6 1 3 2 1 正交试验结果：6 1 3 2 2 ，讨论：一6 1 3 3 加大固体浓度对厌氧发酵的影响6 5 3 3 r 试验设计：j ：6 5 3 3 ：2 试验结果分析_ 6 5 j 。： ：；，p ：。 。 i i ： ， ， ， ， i t 武汉理工大学博士学位论文 3 4 本章小节：6 7 第4 章底泥半连续厌氧消化试验研究6 8 4 1 材料与方法6 9 4 1 1 试验装置6 9 4 1 2 供试材料7 0 4 1 3 分析方法7 0 4 2 厌氧消化过程。7 1 4 2 1 试验的启动7 1 4 2 2 运行过程中各参数的变化情况7 1 4 2 3 容积负荷对厌氧消化的影响7 9 4 3 厌氧消化动力学模型8 2 4 3 1 动力学模型的基本假设8 2 4 3 2 动力学模型的建立8 3 ： 4 3 3 动力学参数的求解8 5 4 4 厌氧消化热能平衡分析8 7 4 4 1 厌氧消化耗热量分析：8 7 4 4 2 厌氧消化产热量分析8 8 4 4 3 厌氧消化热能平衡分析8 8 4 5 本章小结8 9 第5 章底泥土地投放试验研究9 1 5 1 底泥土地投放可行性分析。9 l 5 1 1 底泥土壤质地判别9 1 5 1 2 底泥的容重和孔隙度9 2 5 1 3 底泥主要养分含量9 3 5 1 4 底泥重金属含量9 4 5 1 5 其它影响土地投放的底泥指标含量9 4 5 1 6 底泥土地投放可行性总结9 5 5 2 材料与方法9 6 5 2 1 样品的采集9 6 5 2 2 试验设计9 6 5 2 3 分析方法9 7 5 2 4 统计分析方法9 8 5 3 5 5 5 5 5 4 5 5 4 2 底泥土地投放对土壤氮、磷含量影响10 7 5 4 3 底泥土地投放对土壤c d 含量的影响1 0 9 5 5 底泥土地投放对土壤理化性质的影响1 1 2 5 5 1 底泥土地投放对土壤容重的影响1 1 2 5 5 2 底泥土地投放对土壤p h 值的影响。11 4 5 5 3 底泥土地投放对土壤c n 的影响1 1 6 5 6 底泥的施用量和施用年限推算1 1 7 5 6 1 根据重金属含量确定底泥施用量1 1 7 5 6 2 根据含氮量确定底泥施用量1 1 9 5 6 3 底泥施用年限1 19 5 7 本章小结1 2 0 。1 2 2 1 2 2 1 2 3 1 2 5 1 2 6 论文13 4 1 1 底泥污染及其危害 1 1 1 底泥的成因、组成及作用 1 1 1 1 底泥的成因 水体附近一般人群比较集中，随着工农业的迅猛发展和人口的增加，大量 的工业废水和生活污水排入水体中，另外还有大气降水、禽畜废水等也可能排 入其中。通过沉淀、吸附等作用，许多污染物由水中转入底泥中。 1 ) 城市生活污水 生活污水是水体的主要污染源之一。近年来我国大量人群涌向城市，城市 人口迅速增长，生活污水排放量也随之迅速增加。生活污水中含有大量有机物、 氮磷等营养物以及重金属。污水中的有机物在降解过程中会消耗大量溶解氧， 污水中的病原菌和病毒会通过水体传播蔓延。水体除了接纳生活污水，还有污 水处理厂的排水，其中含有腐殖质、蛋白质还有多糖等有机物。 2 ) 工业废水 工业废水也是水体的主要污染源之一。不同生产工艺产生的废水种类不同， 工业废水种类繁多且排放量大，所含的污染物质种类多、组成复杂、毒性和污 染危害较严重，难以处理。 3 ) 雨水 雨水是大气降水淋洗、冲刷地表，汇集各种污染物所形成的面源污染，与 工业废水和生活污水等点源污染相比，因其进入水体的面积较大，更难对其进 行控制。有报道【l j 称：美国河流的污染成分有5 0 及以上来自各种径流；城市 下游水质有8 2 受地面径流影响；美国河流3 0 的长度受城市径流污染。 4 ) 禽畜废水 城郊的农场往往排放大量的禽畜废水，是一种污染物含量很高的面源污染， 也会对水体水质产生影响。据统计t 2 j 1 9 8 8 年以来上海市建成了4 0 0 多家大中型 的禽畜场，禽畜粪便达7 4 0 万吨，均未经有效处理便排入水体，因此形成了大 量的小河道，这些小河道常年黑臭，成为上海市的主要污染源之一，使黄浦江 上游的 可能会 1 1 1 2 水 组成。 土壤的 金属的氧化物、氢氧化物、硫酸盐、 成分，包括腐殖质、蛋白质、脂肪、 水【3 1 。 碳酸盐、硫化物和卤化物；第三种是有机 多糖和烃类物质等；第四种是流动相，即 1 1 1 3 底泥污染的危害 水体底泥是底栖生物生活的场所，也是水生生态系统中物质循环和能量循 环的重要环节。许多沉水植物如莲藕、茭草、芦苇、昌蒲等及很多经济价值较 高的底栖动物如虾、蟹、蚌、螺等都是依靠水体底泥生存。底泥对渔业生产也 有很重要的作用，几乎所有湖泊的鱼类都在这里繁衍生息。底泥如果受到污染， 赖其生存的沉水植物和底栖动物都将受到影响，底泥中有些毒性很强的污染物 甚至可能杀死这些动植物从而破坏整个水环境生态系统。有些污染物被这些动 植物吸收，形成了所谓的生物蓄积，这些有毒物质通过在食物链中传递会产生 生物放大作用，结果鱼类、贝类、水禽和哺乳动物都会被污染底泥所影响，当 这些物质通过食物链进入人体时，就会威胁到人类的健康。 1 1 2 底泥污染特征研究现状 当前我国国民经济快速发展，不达标的工业废水和生活污水源源不断的排 入河流湖泊等水体。2 0 1 0 年中国环境状况公报表明【4 】，全国化学需氧量和 二氧化硫排放量分别为1 2 3 8 1 万吨和2 1 8 5 1 万吨。由于国家对环境保护日益重 视，投资力度加大，近年来污染物排放总量减少，处理率提高，2 0 0 8 年全国城 镇污水的处理率提高到了6 6 g 但年代越往前处理率越低，历年来未经处理直 接排入水体的污染物总量非常可观。污染物进入水体后沉积到底泥中并逐渐富 集，使底泥受到污染；同时，底泥中的污染物也会向上层水体释放；污染物在 底泥和水体间存在吸收和释放的动态平衡，一旦水体中污染物含量减少，底泥 中污染物的释放就会增加，其对水体的二次污染也会增大。 2 武汉理工大学博士学位论文 1 1 2 1 有机物和氮磷污染 有机物和氮磷作为底泥中的重要组成成分，是水生生态系统中不可缺少的 营养物质，但浓度过高时，又会影响生态系统平衡，大量消耗水中的溶解氧， 加速水体的老化，污染水质。我国江湖河库众多，为了研究底泥对水质和生态 系统的影响，环保工作者对水体的底泥中的成分和分布进行过一系列取样测试， 并分析其污染特征。 在g i s 技术的支持下，王俊杰等【5 】利用( 地) 统计学方法分析了松嫩平原中西 部湖泊底泥营养盐的空间变异特征，松嫩平原湖泊t p 的平均水平为 5 5 5 7 9 m g k g ，t n 的平均水平为3 5 3 8 7 m g k g ，西南地区湖泊底泥营养盐低于北 部地区，北部地区的营养盐含量均超过全区的平均水平。 陈雷等【6 】根据洪泽湖近2 0 年的相关研究，对洪泽湖输沙量、底泥中各指标 的含量等数据进行了搜集和分析。结果表明洪泽湖底泥中有机质、氮、磷含量 较高，污染较重，入湖河流对洪泽湖营养盐影响较大，重金属污染属于重污染。 张建华等【7 j 研究了太湖底泥中有机质( o m ) 、总氮( t n ) 、总磷( t p ) 和重 金属的含量及垂直分布。整个太湖表层底泥中o m 含量为0 0 0 1 1 0 0 ，均值为 1 4 6 ；t n 含量为0 0 1 0 2 0 4 7 0 9 ，均值为0 0 7 6 7 ；t p 含量为0 0 1 5 0 3 3 3 ， 均值为0 0 4 9 。太湖底泥中t p 和o m 自上世纪8 0 年代以来均有较大幅度增加， 底泥污染在加重，且其成分受人为活动影响明显。 陈蕾等【8 】研究了产芝水库底泥及其间隙水中营养盐的含量及各指标间的相 关性。结果表明，底泥中含水率随深度增加而递减，o m 垂直方向变化规律不明 显；底泥中氮、磷浓度随深度增加而降低；间隙水中t n 浓度随深度增加而减少， 但n i - 1 4 + - n 浓度却随深度增加而增加。底泥中t n 和其间隙水中t n 、底泥中t p 和其间隙水中总溶解磷( ，n ) p ) 的相关系数达0 9 以上。 c o d 常用来衡量排入水体的有机污染物。大多数有机物易于吸附、水溶性 小并随悬浮物沉积在底泥中，有机物的性质在很大程度上决定了其最后的归宿。 如曾永掣9 】发现：苯系物、硝基苯类化合物及多环芳烃化合物易被颗粒物吸附后 归宿在底泥中；二氯甲烷、三氯甲烷等较少类有机物溶解度较大，主要归宿在 水中；易挥发有机物主要归宿在大气中。底泥中c o d 的含量在不同部位和深度 相差也很大，李勇等【1 0 】通过对里运河底泥中污染物质的含量分析，发现城区段 底泥中c o d 含量约为非城区段的2 倍，表层( o , 3 0 c m ) 和次表层o o c m 6 0 c m ) 底泥 污染较深层( 1 5 0 e r a 2 1 0 c m ) 污染严重，0 - 6 0 c m 底泥中的c o d 平均含量是深层底 泥的2 5 倍。 综上所述，我国地 城区河流底泥的污染物 性不强。在水体与底泥 易归于水体中。 1 1 2 2 重金属污染 近年来水体重金属 们对国内重要的河流和 小清河、上海的苏州河 污染方面的研究。结果 分河流、湖泊的底泥重 土壤环境质量标准 准【1 2 1 。 文军等【1 3 l 对内陆大型深水湖泊千岛湖底泥的h g 、c d 、a s 、c u 、p b 、z n 、 m n 等重金属进行了污染评价，结果表明由于工业发展过程中环境保护措施和管 理滞后，造成区域土壤污染，千岛湖底的底泥重金属严重超过标准，不同监测 点的多种重金属的生态危害指数( ) 均高于6 0 0 ，属于很强生态危害型。 余世清等【1 4 】对杭州城区的河道底泥进行采样，分析了p h 及h g 、c d 、a s 、 c u 、p b 、c r 、z n 、n i 等重金属含量，并进行重金属污染评价。结果表明，底泥 为中性偏碱性，重金属含量范围波动很大且分布不均匀，总体上底泥重金属潜 在生态风险顺序依次为h g c d p b c u a s z n n i c r ，h g 和c d 是主要的潜在 生态风险因子。 郭海涛等【1 5 】连续监测了长寿湖底泥重金属c d 、n i 、c u 、p b 、c r 、z n 的含 量在丰水期、平水期和枯水期的变化，并考察了重金属含量的影响因素。结果 表明底泥中重金属含量呈现明显的季节变化，主要采样点最大值均出现在丰水 期。此外，p h 与重金属含量有定的正相关关系。 陈书琴等【1 6 】采用m a p i n f o 专题地图制作技术和l a r sh a n k s o n 指数模型对破 罡湖底泥中c u 、c r 、z n 、c d 和p b 等5 种重金属污染的空间分布现状及潜在生 态危害进行了研究。结果表明，破罡湖底泥中c u 和c d 的平均含量超过土壤 环境质量标准二级标准；汽车尾气排铅是破罡湖底泥中铅的重要来源；破罡 湖底泥中c d 含量潜在生态危害极强，其余4 种重金属潜在生态危害轻微。 4 武汉理工大学博士学位论文 利用多元统计方法，刘晖等【l7 j 研究了梁子湖水体及底泥中1 2 种重金属和微 量元素的含量及分布，通过饮用水及地表水质量标准评价梁子湖水体水质，通 过地质累积指数评价其底泥重金属污染状况。结果表明，水体中的重金属分布 有较强的区域性，而底泥中重金属分布差别不大。相关分析表明，底泥中的重 金属元i 素之间相关性比水体中更强，可能有共同的来源。 胡利娜【1 8 】，弓晓峰【1 9 1 ，李鸣【2 0 】等对鄱阳湖水域底泥中重金属的浓度及分布 特征和迁移规律做了调查研究。c u 、m n 含量随年代变化呈锯齿型分布，c u 含 量1 9 6 4 年最高( 1 2 5 1 m g k g ) ，m n 含量1 9 9 0 年最高( 1 1 6 5 1 m g k g ) ，分别是背景 值的5 1 倍及3 5 倍，季节性变化明显，全湖底泥平均污染水平属偏重度污染， 三江口污染等级最高，污染最轻是湖口。 总体来说，中国水体底泥重金属污染程度非常不均匀，靠近工矿企业和人 类活动频繁区的水体底泥重金属基本上污染比较严重。在底泥的重金属中，c d 、 h g 和n i 等3 种污染比较严重，其次是c u 、z n 和p b ，污染程度最轻的是c r 和 a s 。 1 1 3 底泥对上覆水体的二次污染 污染物进入水体后，经过沉淀、吸附和生物吸收等多种途径沉积于底泥中 并逐渐积累，沉积的污染物在温度升高、p h 改变、扰动、电位改变时又会发生 解吸