皂河人工濕地基質(zhì)中重金屬分布特征研究.pdf

1、人工濕地是一種低投入、低能耗、低管理費(fèi)用、抗沖擊力強(qiáng)、集環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益為一體的污水處理技術(shù),近些年來,研究工作者開始應(yīng)用人工濕地處理重金屬廢水,并認(rèn)為人工濕地獨(dú)特的基質(zhì)—植物—微生物生態(tài)系統(tǒng)能在重金屬廢水中發(fā)揮重要的作用。
　　本文以皂河人工濕地示范基地的第5個(gè)系列為研究對(duì)象,針對(duì)不同類型的濕地基質(zhì),選擇了11個(gè)采樣點(diǎn),其中采樣點(diǎn)1-采樣點(diǎn)6在沙子和土壤基質(zhì)中,樣點(diǎn)間隔為16m;采樣點(diǎn)7-采樣點(diǎn)11在沙子和鋁泥基質(zhì)中

2、,樣點(diǎn)間隔為6m。重點(diǎn)分析廢水中重金屬在人工濕地基質(zhì)中水平方向的分布特征和重金屬在人工濕地基質(zhì)中垂直方向的分布特征。研究廢水中重金屬在人工濕地基質(zhì)中賦存形態(tài)在水平方向分布及樣區(qū)表層基質(zhì)及不同深度基質(zhì)中重金屬形態(tài)的分布規(guī)律,并通過相關(guān)性探討了重金屬各形態(tài)及總量之間的相關(guān)性。具體結(jié)論如下:
　　1、皂河人工濕地(土壤+沙子)基質(zhì)中重金屬元素的平均含量從大到小具有如下的排列順序:Zn>Cr>Cu>Pb>Ni>Cd。從整個(gè)研究區(qū)來看,Cr

3、、Cu、Pb和Zn四種元素重金屬含量的平均值均高于研究區(qū)環(huán)境背景值,其中Zn和Cr含量較高,分別高出環(huán)境背景值339.8％和247.3%。
　　2、(沙子+鋁泥)基質(zhì)中重金屬元素的平均含量從大到小具有如下的排列順序:Cr>Zn>Cu>Pb>Ni>Cd。從整個(gè)研究區(qū)來看,Cr、Cu、Pb、Zn和 Ni五種元素重金屬含量的平均值均高于研究區(qū)環(huán)境背景值,其中 Cr和 Zn含量較高,分別高出環(huán)境背景值115.7%和178.8%。
　

4、　3、(土壤+沙子)基質(zhì)中重金屬元素含量在水平方向上總體均呈由高到低逐漸下降的趨勢(shì),即各重金屬元素的含量隨著離人工濕地入口處的距離的增加逐漸減小,下降到樣點(diǎn)3(48m)處基本趨于穩(wěn)定;各重金屬元素的高值區(qū)均位于人工濕地的入口段,即離皂河污水比較近的區(qū)域。
　　4、(沙子+鋁泥)基質(zhì)中各重金屬元素含量在水平方向上總體均呈逐漸上升的趨勢(shì);即各重金屬元素的含量隨著離人工濕地入口處的距離的增加逐漸增大。
　　5、各個(gè)采樣點(diǎn)的Cu、P

5、b和Ni在各垂直方向的含量深度增加含量基本趨于穩(wěn)定。而Zn、Cd和Cr在各垂直方向的含量變化各異,其中Cd含量深度增加變化較明顯。
　　6、對(duì)于四種形態(tài)(弱酸可溶態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)),不同重金屬元素在不同采樣點(diǎn)中的變化不一樣;其中對(duì)于弱酸可提取,各種金屬元素(除Pb以外)的含量隨距離的增加而逐漸減小。對(duì)于可還原態(tài),Pb和Zn元素的含量隨距離的增加呈先上升后下降的趨勢(shì);Cu、Cd和Ni元素的含量隨距離的增加呈上升的趨勢(shì),

6、但其上升幅度不大;Cr元素的含量基本趨于穩(wěn)定。對(duì)于可氧化態(tài),Pb和Zn元素的含量隨距離的增加呈先上升后下降的趨勢(shì);Cu和Cr元素的含量隨距離的增加呈上升的趨勢(shì);Cd和Ni元素的含量隨距離的增加而逐漸減小,其含量從樣點(diǎn)1到樣點(diǎn)3處急劇下降,在在樣點(diǎn)3以后其含量基本趨于穩(wěn)定。對(duì)于殘?jiān)鼞B(tài),Pb、Cu和Zn元素的含量隨距離的增加呈先上升后下降的趨勢(shì);Cd和Cr元素的含量隨距離的增加而逐漸減小,但其含量減小幅度不大;Ni元素的含量隨距離的增加基本

7、趨穩(wěn)定。
　　7、六種重金屬在不同深度基質(zhì)中的分布規(guī)律如下:表層基質(zhì)(0~10cm)中非殘?jiān)鼞B(tài)的含量除 Cr外均大于10~15cm、15~20cm土層,潛在可利用態(tài)的含量大于深層。從所占比例來看,表層土(0~5cm)與(10~15cm)層中 Cd、Cr非殘?jiān)鼞B(tài)所占比例相當(dāng),均大于(15~20cm)層;Cr、Ni中非殘?jiān)鼞B(tài)所占比例在不同層中分布情況相似;Cu非殘?jiān)鼞B(tài)所占比例隨基質(zhì)深度的增加呈遞增趨勢(shì);Zn在不同土層中的分布規(guī)律較特殊

8、,(5~10cm)層中非殘?jiān)鼞B(tài)所占比例較表層(0~5cm)與深層(15~20cm)中高。總體來說,各層基質(zhì)中殘?jiān)鼞B(tài)仍為六種重金屬的主要賦存形態(tài)。
　　8、六種重金屬的四種形態(tài)(B1、B2、B3、B4分別為弱酸可溶態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài))。殘?jiān)鼞B(tài)與總量之間均呈現(xiàn)出顯著相關(guān)性,其中, Pb:rB4-B=0.936(P≤0.01)、Zn:rB4-B=0.952(P≤0.01)、Cu:rB4-B=0.912(P≤0.01)、Cd: