蘇州河重金屬汞遷移轉(zhuǎn)化及對(duì)生物的影響.pdf

1、蘇州河是太湖與黃浦江的主要聯(lián)系水道之一，已成為上海經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市生活的有機(jī)組成部分。上海自開埠以來，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，作為經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)且人口密度大的地區(qū)，消耗的水資源和產(chǎn)生的廢水都比較高，市政府加快治理蘇州河的步伐使蘇州河水質(zhì)有了較明顯的改善，但目前蘇州河治理中尚未涉及重金屬污染問題。 蘇州河的水環(huán)境狀況及pH值等環(huán)境參數(shù)使水體底部沉積物的穩(wěn)定條件發(fā)生改變，底泥中的重金屬汞隨著水環(huán)境物理因素的變化而變化，在水、底泥和生物三者之間發(fā)

2、生遷移轉(zhuǎn)化。汞是一種全球性的污染物，具有極高的毒性，并在生物體內(nèi)累積、放大，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響。通過對(duì)蘇州河地質(zhì)地貌和水文特征考察調(diào)研，根據(jù)河水不可濾殘?jiān)?、底泥有機(jī)質(zhì)等指標(biāo)從蘇州河四個(gè)采樣點(diǎn)（黃渡、北新涇、盤灣里和武寧路橋）篩選出最典型的樣點(diǎn)武寧路橋，作為此次蘇州河水－底泥體系靜態(tài)實(shí)驗(yàn)的采樣點(diǎn)，開展蘇州河重金屬汞遷移轉(zhuǎn)化研究。 首先對(duì)蘇州河典型采樣點(diǎn)的河水、底泥中重金屬總汞和形態(tài)汞的含量進(jìn)行研究，然后開展蘇州河水－底泥體

3、系靜態(tài)實(shí)驗(yàn)，研究在不同pH值下河水、底泥中重金屬總汞和形態(tài)汞含量變化。選擇pH值作為主要影響因子，同時(shí)考慮氧化還原電位、溫度等，研究在不同pH值影響下底泥中汞的形態(tài)分布、釋放能力及其和河水汞之間的關(guān)系，探討汞在河水、底泥、生物間的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。再通過急性毒性實(shí)驗(yàn)來監(jiān)測(cè)重金屬汞暴露對(duì)生物的影響，研究不同濃度氯化汞溶液對(duì)魚體的生理影響、魚體內(nèi)汞負(fù)荷情況，了解重金屬暴露對(duì)生物的生態(tài)效應(yīng)。最終找出影響蘇州河重金屬汞遷移轉(zhuǎn)化的主要因素，研究重金屬

4、遷移轉(zhuǎn)化的規(guī)律，為尋找生態(tài)恢復(fù)有效途徑提供科學(xué)依據(jù)，并把重金屬對(duì)生物的危害降到最低程度，從而加快蘇州河水生態(tài)系統(tǒng)全面恢復(fù)。 四個(gè)采樣點(diǎn)按水樣不可濾殘?jiān)啥嗟缴僖来闻判驗(yàn)楸P灣里＞北新涇＞武寧路橋＞黃渡，黃渡不可濾殘?jiān)繛楸P灣里的71.7％；按底泥有機(jī)質(zhì)由多到少依次排序?yàn)楸P灣里＞北新涇＞武寧路橋＞黃渡，盤灣里有機(jī)質(zhì)平均含量為黃渡的1.91倍。一般為越接近市區(qū)不可濾殘?jiān)暮坑呍龆啵啄嘤袡C(jī)質(zhì)含量也逐漸升高，水愈趨渾濁，透明度降

5、低。由于武寧路橋水體的不可濾殘?jiān)?、底泥有機(jī)質(zhì)及地理位置等都具有代表性，因此選擇武寧路橋?yàn)榇舜翁K州河水－底泥體系靜態(tài)實(shí)驗(yàn)的采樣點(diǎn)。 蘇州河水和底泥汞分布具有一定相關(guān)性，表層底泥與水相通，重金屬極易在上覆河水作用下溶解進(jìn)入河水發(fā)生遷移。天然水中的汞主要分布在沉積相中，溶解于水中的汞量甚微，水中的汞主要通過擴(kuò)散遷移到懸浮顆粒表面成為吸附狀態(tài)，過濾水樣中的汞含量低于未過濾水樣。夏季、冬季未過濾水汞含量分別是過濾水的2.0倍和2.2倍，

6、說明了水中汞主要是附著在懸浮顆粒物上。 水體中存在的重金屬汞形態(tài)相中沒有確定的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)形態(tài)，未過濾水樣中無機(jī)汞的百分含量相對(duì)比較少，汞主要是以烷基汞和苯基汞的形態(tài)存在于水體之中。底泥中重金屬汞主要是以酸溶態(tài)汞和堿溶態(tài)汞的形態(tài)存在，夏季酸溶態(tài)汞所占百分比為29％，堿溶態(tài)汞為39％，冬季酸溶態(tài)汞與堿溶態(tài)汞分別為32％和33％。 通過蘇州河水－底泥體系靜態(tài)實(shí)驗(yàn)，可得底泥在酸性河水中釋放率較高而在中性、弱堿性河水中較低。靜態(tài)

7、實(shí)驗(yàn)中構(gòu)成底泥汞釋放的主要形態(tài)是酸溶態(tài)汞、堿溶態(tài)汞，其次是水溶態(tài)汞，底泥形態(tài)汞衰減量之和大于總汞衰減量。pH值7.0時(shí)，夏季實(shí)驗(yàn)形態(tài)汞衰減量之和為29.57ug/kg，底泥總汞衰減量為3.26ug/kg；冬季實(shí)驗(yàn)形態(tài)汞衰減量之和為33.73ug/kg，底泥總汞衰減量為7.41ug/kg。底泥中總汞的釋放過程必定伴隨著水溶態(tài)汞、酸溶態(tài)汞和堿溶態(tài)汞向河水的釋放和向其他形態(tài)汞的轉(zhuǎn)化這兩類主導(dǎo)過程，也正是這兩類過程才共同引起了底泥中汞形態(tài)分布的

8、變化。 底泥總汞釋放率隨溫度的升高和時(shí)間的推延而增加，并逐漸達(dá)到恒定值的趨勢(shì)。水樣總汞含量隨著自身氧化還原電位的增大而增大，泥樣總汞含量隨著自身氧化還原電位的增大而減少；水樣、泥樣的氧化還原電位有著相同的變化趨勢(shì)。 急性毒性實(shí)驗(yàn)下，鰷魚和金魚體內(nèi)的汞蓄積明顯隨著暴露時(shí)間的延長愈加嚴(yán)重，通過食物鏈不斷富集，由此危及人類。盡管如此，魚體受汞污染后不會(huì)馬上在其行為上有所反映，而人們對(duì)污染物的危害往往是從魚體行為反映中認(rèn)識(shí)的