长江口水体中重金属形态交换过程的研究

卷

期

环

境

科

学

长江口水体中重金属形态交换过程的研究邵秘华国家海洋局海洋环境保护研究所,

王正方大连,

国家海洋局第二海洋研究所

,

杭州

摘要研究了重金属在水体中溶解态和颗粒态的含量分布并以一个代表性水平剖面和垂直剖面分析了金属形。态交换过程其动态交换易重金属由颗粒态沿水平方向交换时向溶解化形态转化强度为。

重金琴的垂向文换过程都是被铁锰‘水合,氧化物,

孕

麟有机质吸附

,

,

向金属铁锰氧化物态转化。

,

形态转

化强度为

关键词

重金属溶解态,

,

,,

最后得出长江口海域

颗粒态

,

交换过程

终

污染程度及环境现状

似往对长江口及其邻近海域重金属奄积物耳

形态分离程序

和测定见表以内。

,

各态提取液重之间

一

海水界面固液过程的研究已有不少报道

一

。

而。

金属含量之和艺与消化所得金属总量

对水体溶解态和颗粒态重金属交换过程以及悬浮颗粒种化学相态间动态交换的研究甚少通过对长江口生物地球化学采

误差变化范围为士表样品级分可交换态碳酸盐态态粒颗一

梓调查

,

笔者系统,

样品形态分离程序和测定提取方法态

地对水体溶解态和颗粒态重金属的地理分布水平和垂直剖面。

种方向金属形态的动态交换

郊溶液萃取一

液萃取

和相态转化过程进行了研究据此得出了长江流域的悬移质的性质和行为及其重金属不同相态

氧化物态一

溶液一

。

萃取溶液萃取一

有机硫化物态残渣态

在水环境中搬移的动态转换和归宿从而为重,

‘一

消化消化

金属形态方法学和地球化学等过程的研究提供科学依据。

习态溶解海上采样,,

总量

一

一

现场于

级实验室过滤固定,于陆地实二萃取,

样品的采集与分析方法站位布设

水样将水样用验室用,

一

有机相再。

用酸反萃原子吸收光谱仪测定,

站位选择见图轴,

沿夏季长江冲淡水主,

水平剖面取。

个站位

垂直取号上用

,

锚系站

。

样品在海洋调查船向阳红器采集

采水

结果与讨论

‘

长江口及邻近海域水质特征’’一

飞、

飞。

由表口区、

水质要素特征参数可见,

,

长江近河

魂赢

河海交汇区和开阔海区的环境理

化条件从而呈现溶解态和颗粒态重金。

有着显然不同

》图、

彩

属的含量和分配比存在着差别

重金属形态沿水平方向的交换过程为了解溶解态和颗粒态金属间的交换长江近河口区溶解态和颗粒态金属化为,

把

采样站位

样品的处理分离与分析

溶解态

和颗粒态

川

种金属化学

收稿日期

一

一

环表站姚几凡位盐人》〕今

境

科

学

卷

期

各采样站位水质要素测定结果重金属陀,

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悬浮体

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。

…

。

。

。

艺

。

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灼

,

表近河口区元拌

水平方向落解态和扭粗态的盆金属形态转化含

河海交汇区绍,

海区滩,、

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,

。

。

。

几种重金属形态含量为平均值近河口区取祥站为,

、

、

和

,

河海交汇区为

,

、

和

,

海区为

站

。

一

关系及颗粒物中可交换态和其余恤,

幻系作用〔

其余几种金属都是从颗粒态向溶解由近河口区至河海交汇区形态转化强而海区时则。

种结合态化为进行比较化,,

一

,

将前者比值说明河水与,

态转化

参。

若

为恒值

,

度为为

海水交换混合只有稀释扩散理和化学转化的转化强弱。

若

值有变

就反映了交换时各形态间转化效应包括物,

悬浮颗粒物的可交换态和盐态,

种结合态碳酸,

变化大小反映了它们交换过程

铁锰氧化物态

,

有机硫化物态,

一

晶格态。

的水平方向迁移转化比值分别对,

见图

和表,

唯有即由

为了清楚说明长江重金属沿冲谈水主轴方向交换过程,

元素从结合态形式向可交换态转化

个区域之间金属形态转和表

化程度进行对比其结果见图

所示从

。

(舀更葺

洲

。吕 (丹、备

图

长江口海域重金属形态转化关系,

金属相态转换比值数据说明仅有,,

元素沿水图、

近河口区

平方向的迁移是稀释扩散且以颗粒态为主要存在形式它在整个迁移过程中受控碳酸盐体

仅

,

几一

,

,

卯

柯脚交汇区祥区’,,

站

悬浮顺粒物可交换态与给

合态转化关系

卷、二

期

环一,

境,

科

学

变为

说明,

悬浮颗粒物金属除主存形式,

外都是结合态为,

的富集能力及迁移能力强于其它元素颗粒态向海区迁移过程中逐渐吸附水相中溶解态锰〕。

呈水平方向交换时,

随颗粒物浓度

下降而金属含量降低因素控制石

受到稀释扩散和诸理化

表近河口区元素二,

水平剖面悬浮物可交换态与河海交汇区滩〕

种化学形态转化”“

拜

海区陀,

月

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,

,

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勺暇」〕,

…月

…只又。。

,

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取站位同表

,

为算术平均值

为碳酸盐

、

一

氧化物

、

有机硫化物态和晶格态金属含量之和、

一

悬浮物金属形态垂直方向的交换过程在河海交汇区布设锚系站,

中底样品进行、

种化学形态分析。

,

其重金属百

对采集表

分比例含量见图

站表层样

站中层样

站底层样

脚卿聊可交换鑫

破吸赴态图

姐翅

有机趁化物态

民溯薰

一匕川

残涟态

锚系站不同层次重金属形态百分比例

图

表明颗粒物中可交换态金属含量比,

,

长江口水体悬浮物质主要分为陆源组分和

例都是低值海水中而、

是由于该形态金属垂向运移时被、、

生物组分机质经基川,

。

经研究可知一一

,

悬移质中粘土能与有,

乒

、

日

一

等离子所交换图以公和

一

和

水合氧化物共沉淀,

这

氧化物态含量增加,。

。

两元

种硅铝盐和机械质作用圈。

氧化物都含有水合基和水化起着絮聚,

素为例,

一

变为一,

能够吸附和络合水体中金属又由于海区,。

,

,

一

变为“十

值为弱碱性

溶

说明在该海区中。

粘土有机质可发生和一

解氧含量高弱氧化环境属进入悬移颗粒相一,

从而吸附水相中金。

胶体部分胶溶当

二的离子

这种悬移物质的以等电点内河口段,,

沉积超过粘土矿物吸附。

。

的溶度积

,

胶体

被氧化物态

电位随水体盐度升高而改变宁一,

盐度,

,

故使重金属向

左右,

河海区,

宁,

转化几种金属。

态转化强度为

一

一

其泞电位为一,

左右这在少量电解

时悬浮胶体细颗粒吸附大量金属

重金属形态交换机制

质作用下快速聚沉转入沉积物中从而使水体

环

境

科

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期

得到净化

。

一

。

结论长江污染。

该河口中以

非残渣相结合的锰重金属口

海域未受溶解态和颗粒态金属,,

迁移主要以粘土及铁锰氧化物为主要载体而残渣态即晶格态晶格运移其、、、、

河中金属是以颗粒态形式向东海迁移。,

以结合矿物

水平方向是由颗粒态向溶解态转化强度为

形态转化

种金属各形态交换和转化主要受。

垂直方向形态转化强度为

,

水体诸理化因素控制参二

是由溶解态向颗粒态转化所研究的区域内

考

文而。

献,,

,

在目前弱中性酸度,

邵秘华,

,

王正方。

。

海洋与湖沼

,

和弱氧化环境条件下外,

,

颗粒物中除可交换态物尤其晶格态是以,

邵秘华王正方,

环境科学学报

。

,

其余各态金属不易释放

飞一认二

二

决

、

地质年代来计算释放量

难以被生物所利用而,

氏,

,

可交换态金属易被生物所利用

按元素性质排一

序为

氏

,

一

上接第表指标

页种方案环境经济系统效益痢别低方案一

低方案最低若以人均值着中方案优于其它,

个方案

。

中方案。

高方案

从判别因子来看矛均高于其他方案,

,

中方案的判别因子

几及。

限制变量集

故以中方案发展较为合理,

发展变量集产值集人均产值集尸,义

即皿。

,

中方案既可充分利用石桥子地区的环境资又能在追求经济的增长同时,

。

源。

,

实现环境保,

效益化判别因子

一。

护的要求经济效益同环境效益相协同

而不。

效益化判别因子

矛

一

致于给该区的环境系统造成巨大的不良影响高方案的发展过快,

超过了环境系统固有的承,

环境承载力具有区域性和稳定性

。

种发

受能力

,

不宜采用。

,

而低方案环境资源又未能

展方案面临相同的环境及资源条件的环境质量标准进行约束因此,,

,

且以相同

得到充分利用

环境对这。

种参《中国

发展方案具有相似的环境约束因子集从表,

考

文国,

献世纪人口

可以看出,

,

种方案对环境的冲击中方案次之,,

以低方案最小

高方案最,

皮书

—中中国环境科学出版社,

世纪议程

》

环境与发展白

大

。

种方案的经济产出

则以高方案最大

叶文虎等,

环境承载力及其科学意义

环境科学研究

增刊

合

,

,

,

,

,

,

、

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,

,

,

,

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