?监测与分析?
水环境中重金属的存在形态和迁移转化规律综述
Discussion on the existing form s and m igration and transform ation
laws of h eavy m etals in the water environm ent
王 霞 仇启善(包头市环境监测站 包头,010430)
摘要 本文综述水环境中重金属的存在形态和污染特征以及迁移转化规律的研究概况。水体中重金属颗粒态的存在形态分为离子交换态、碳酸盐结合态、铁氧结合态、有机质和硫化物结合态和残渣态。重金属形态和生物效应有关。对重金属在水体中迁移和转化规律及其过程的动力学水质模型的建立进行了论述。
关键词:重金属 存在形态 迁移转化 水质模型
Abstract T he paper summurized the studys on t he ex isting for ms and migr ation and transfor mation law of heav y meta ls in the w ater env ir onment,a nd discussed the establishment of dynamic w ater quality model.
Key words:heavy metal existing form migration and transform ation water quali ty model
1 序言
重金属污染物在环境中的含量、分布、存在形态、迁移转化、生物效应以及防治对策都引起人们关注。随着工农业的发展,大量污染物(包括重金属)排入江、河、湖、海,使水体遭受到不同程度的重金属污染。为控制和防治河流污染,保护人类生存环境,国外早已开展了大量研究工作;我国从八十年代开始,普遍开展了这方面的研究。本文主要对国内水环境中重金属污染研究状况进行综述〔1〕〔2〕。
2 重金属在水环境中的存在形态
水体中重金属的存在形态直接影响它的迁移转化规律〔2〕,因此,在研究其含量同时,除研究价态变化外,还要研究其赋存形态。水体中重金属存在形态首先分为溶解态和颗粒态(包括悬浮于水相的悬浮颗粒态和底泥的沉积颗粒态)。溶解态是指水样以0.45mm滤膜过滤、酸化后测得的重金属总量(水相)。溶解态包括不经酸化而直接测得的游离态、络合态和有机态。采用Tessier等人提出的逐级化学提取法可将颗粒态重金属分为离子交换态、碳酸盐结合态、铁锰水合氧化物结合态、有机一硫化物结合态和残渣态。各种存在形态结合强度不同,其稳定性亦不同,生物效应绝然不同,对环境变化最繁感、最易被生物吸收的是离子交换态(可代换态);其次是在PH变化时较易重新释放进入水体的碳酸盐结合态;铁锰水合氧化物结合态(简称铁锰氧化态),在环境变化时会部分释放,对生物有潜在有效性;有机一硫化物结合态不易被生物吸收利用;残渣态主要来源于天然矿物,稳定存在于矿物晶格里,对生物无效应,所以也称惰性态。
考虑到重金属的生物效应,可将沉积物中重金属各种形态分为易可给态(离子交换态)、中等可给态(碳酸盐结合态、铁锰氧化态)和惰性态(有机质和硫化物结合态、残渣态)。
笔者对包头市昆河下游沉积物中重金属形态
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分布研究〔4〕表明,河水中Cu、Pb、Zn主要以悬浮颗粒态为主(占总量的95%),溶解态很少,在水流中沉积于河床底,降低了铅、锌在污灌中的毒性。从沉积物中Cu、Pb、Zn的存在形态分析可看出,沉积物中Cu-228、Pb-636、Zn -3182(总量,单位:mg/kg)与农用污泥中污染物标准相比,锌已超标,铅含量也较高;与天然水体沉积物中Cu、Pb、Zn背景值相比,Zn 已有明显积累。从各形态分布来看,易可给态占总量百分率为:Pb-14.83%,Cu-11.73%,Zn-5.23%;中等可给态为:Pb-54.65%,Zn-42.81%,Cu-22.84%;惰性态为:Cn-65.43%,Zn-51.92%,Pb-30.53%。
从以上三类形态而言,各种金属占总量的百分比次序为:
易可给态:Pb>Cu>Zn
中等可给态:Pb>Zu>Cn
惰性态:Cu>Zu>Pb
由此可见,从生物效应来看,铅的污染是不可忽视的,要进一研究铅在土壤中的形态分布,以探求治理铅污染的目标和途径。
黄河中游颗粒悬浮物中Pb、Cu、Zn的形态分布规律与昆河不同〔3〕〔4〕,实验表明,悬浮物中这些金属主要以比较稳定的残渣态存在,具有较大的稳定性,这可能与悬浮物中有机质含量低有关。
3 水体中重金属的污染特征
水体中重金属即使浓度很小,也能产生毒性,其毒性和稳定性取决于它的存在形态,而且随水环境条件而改变,各种形态之间可相互转化,它具有形态多变性。重金属都为非降低型有毒物质,可沿食物键或食物网被生物吸收、蓄集,最终造成人体积累和慢性中毒。
重金属进入土壤后,一方面对生态环境产生直接危害,另一方面通过影响土壤养分的生物有效性产生间接影响,因此,重金属是使土壤污染退化的重要污染物。同时,在土壤一植物系统中,把土壤和植物作为一个整体,土壤被重金属污染后,生长于其上的植物有明显积累现象,除影响食用价值外,最终还反映在植物的生长发育和产量上。
通过昆河污水灌溉对土壤和作物影响的研究表明〔5〕,铅等不可降解物在土壤中逐年积累。调查区中35%的监测点大于评价标准,最高值65mg/kg,超过标准近一倍。作物的污染通过土壤作介质在体内各部位蓄积。其含量分布与土壤中的含量分布相一致。Pb超标率为28%,说明作物含铅量与土壤含铅量有直接关系。
4 重金属在水环境中的迁移转化过程重金属在水体中迁移转化的过程是一个复杂的物理、化学及生物过程。所以,在研究其在河流中迁移转化的规律时,必须正确综合考虑各过程及其影响因素。从重金属在水体中迁移转化过程可以看出,重金属在水体中的吸附与释放过程是十分重要的一环,因此,对吸附与释放的研究一直针起人们极大的关注。
4.1 水体中重金属的吸附过程。
重金属在水体中吸附和悬浮物沉降是其达到自净的过程。吸附过程基本符合Henr y、Lam gm uir和Freundlich吸附模式。对重金属吸附有较大影响的水力因素是:水体泥沙浓度和粒度、温度和水相离子初始浓度以及PH值等。尤其是泥沙浓度和粒度影响最大,泥沙浓度越大,粒径越小,吸附量和吸附速度越大,而且不同粒径泥沙共存时对吸附特征参数影响很大;PH值也是至关重要的因素,当PH升高时,吸附速率增大,解吸速率减小,存在临界PH值对应于最大吸附量。温度升高,吸附速率增大,解吸速率减小。
4.2 重金属的释放过程
以吸附动力学为基础的研究把释放看作吸附的逆过程,以吸附动力学模式来描述释放过程。因此,有的研究者〔2〕把释放动力学方程中的系数用Freundlich吸附模式中的解吸速
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率来代替。其实,以吸附为主的吸附—解吸动力学过程与以释放为主的解吸—吸附过程是有显著区别的。对释放有较大影响的因素主要有:泥沙浓度、颗粒粒径和沉积物厚度以及沉积物污染浓度和有机质等;此外,温度升高,重金属释放量也增大,PH值在酸性条件下导致沉积物中碳酸盐态溶解,故酸度增高,重金属释放量增大。
释放过程对湖泊和淤积的河床水体污染影响尤其重要,释放过程实为二次污染源。在观测包头市南海子水质变化,南海子经整治十年后,切断了工业污染源的排入,但水中Pb、Cu、Zn、Hg浓度不但没有降低,反而升高,这说明污泥释放量有很大影响。沉积物中重金属全量愈高,释放量就愈大,持续的时间也愈长。因此,加强释放的研究,对治理湖泊、河流污染是一个重要课题。
4.3 水体中重金属水质模型
水质模型的建立与水体重金属存在形态、污染特征和迁移转化过程以及水文条件等因素密切相关。建模是一项复杂的工作,尤其是水质模型参数不易确定,使其适用性受到限制,加之许多研究都是在室内模拟实验中出的,如何应用于复杂的天然河流中,有待研究的问题还很多。
为了预测重金属在水体中的迁移转化规律和环境容量的确立,各地水域提出了不少数学模式,都具有相对合理性,模拟结果与实验结果基本一致,有一定适用性。笔者从适用性出发,把水体中各态重金属作为一个整体建立整体模型,对昆河中铅污染物的迁移进行模拟,提出Ci=Co(1-0.0116kx/u)简易模式〔6〕,由多年实测值,得出k=3.2d-1。根据这个变化规律推求污染源不同排放量对黄河干流的铅负荷。在此基础上,结合黄河包头段水体容量的研究,提出保证饮水安全,污染源铅的排放控制指标,为防治决策者提供依据。5 参考文献
1.金相灿等 湘江重金属迁移转化模拟研究《中国环境科学》1987.7(6)
2.李然等 水环境中重金属污染研究概述《四川环境》1997.16(1)
3.金相灿等论文 黄河中游悬浮物Cd、Pb、Cu 形态分布规律《环境中重金属》学术论文汇编 1985.
4.仇启善 包头市昆河下游沉积物中重金属形态分布研究《包头环保》1989.11(1)
5.仇启善等包头昆河污水灌溉对土壤和作物的影响《包头环保》1987.6(2)
6.夏诗坂 昆河中铅污染水平调查及迁移《环境中重金属》学述论文汇编 1985.
——收稿日期-1998-3-18
(上接第42页)的普遍关注;五是宏面经济政策原因,由于职工工资增加及原材料价格上涨,同时国家在制定税收和上交利润时未考虑给矿山企业留下重建经费,至使企业负担过重,部分企业长期处于经营不景气或亏损状态,无力对矿区生态环境进行治理和重建。
3 对策建议
为尽快解决我区矿山开发对生态环境造成的破坏,建议积极采取下列措施: 3.1 加大环境保护宣传力度,特别是要加强对地方领导和矿山企业法人的常规培训,使他们真正树立矿山企业开发要与环境保护协调发展的观念; 3.2 加强法制建设,尽快制定有关矿区生态环境保护和重建的可操作性强的法律、法规,使矿区环境管理切实纳入法制管理轨道,矿区环境管理和重建得到法律保障; 3.3 调整宏观经济政策,积极推进“生态补偿费”制度实施进程,建立消费者对生态环境补偿机制,改变目前资源“无价”、“低价”现状,为矿区生态环境整治和重建提供资金保障渠道; 3.4 严格执行“环保”和“三同时”制度,将矿区生态环境整治和重建内容切实纳入贯彻各项环保措施的过程中,防止矿山企业开发造成新的生态环境破坏,对生态环境造成严重破坏的矿山企业要抓紧限期治理; 3.5 建立矿区生态恢复示范在和推广矿区生态环境整治、重建最佳实用技术,为矿区生态环境和重建提供技术支持和服务; 3.6 将矿山企业开发对生态环境造成的破坏及重建情况纳入环境统计系统,以使及时掌握矿山开发对生态环境的影响,为政府决策提供科学依据;3.7 是完善管理体系,加强部门协作,齐抓共管,搞好矿区生态环境保护工作。
——收稿日期1996-5-15
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内蒙古环境保护 第10卷 第2期 1998年6月
溶解性有机质及对重金属迁移转化的影响 摘要：溶解性有机质（Dissolved organic matter, DOM ）由于含有羧基、羟基、羰基等活性功能团，是生态系统中极为活跃的一种有机组分，具有很强的反应活性和迁移特性。DOM 可以作为有机和无机污染物的载体，通过与水体、土壤和沉积物中的金属离子之间的离子交换吸附、络合、螯合、氧化还原等一系列反应，影响金属离子的吸附解吸，从而影响重金属的最终归宿。因此，具体介绍了DOM的来源、提取方法和种类组成以及不同来源DOM的性质的表征，同时综述了溶解性有机质对重金属的影响迁移转化的影响尤其是对土壤中重金属吸附的影响及其影响机理的研究进展。 关键词：溶解性有机质；重金属；迁移转化；影响 引言 重金属是指密度高于4.5g·cm-3（也有文章指出为5g·cm-3）的常见金属。重金属污染则是指因人类活动导致环境中的重金属或其化合物含量增加，超出正常范围并导致环境质量恶化。重金属污染主要来源于工业生产，如金属采矿和冶炼产生的废渣、废水、废气排入
环境；其次来源于交通和生活活动产生的污染，如汽车尾气和家庭燃煤产生的金属污染等。重金属污染与其他有机化合物的污染不同，大多数有机化合物可以通过自然净化作用降解消除危害。生物体内的各种酶和蛋白质能和重金属在发生强烈的相互作用失去活性。重金属也可能在人体的某些器官中富集会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等，如果超过人体所能耐受的临界限度，对人体会造成很大的危害。 溶解性有机质（（Dissolved organic matter, DOM）能结合对环境和生物有重要影响的Hg、Cu、Pb、Cd、Ni 等重金属，从而改变这些物质的迁移、生物可利用性[1,2]。从而越来越多的研究开始关注DOM 与重金属作用对金属迁移转化及其生物利用性的影响。在DOM 与金属离子的络合反应中,普遍认为低分子量DOM 易与重金属络合，高分子量DOM 则与重金属反应多形成难溶络合物[3]。研究同时表示DOM 主要通过氢键、范德华力、疏水作用等作用与金属离子以及其它污染物发生，形成溶解度不同的络合物，通过改变金属自由离子浓度来改变其迁移性[3-5]。从而可能影响重金属的迁移转化和生物利用性。 1. 溶解性有机质（DOM）的概念、来源和提取 1.1 DOM的概念 DOM 指能通过0.45 um的滤膜，具有不同结构及分子量大小的有机物（如低分子量的游离氨基酸、碳水化合物、有机酸等和大分子量的酶、多糖、酚和腐殖质等）的连续体或混合体。它是陆生生态系统和水生生态系统中极为活跃的一种有机组分，具有很强的反应活性和迁移特性[6]。其主要成分可以分为腐殖质类和非腐殖质类，腐殖质分为富里酸、胡敏酸和胡敏素等；非腐殖质主要包括为碳水化合物、碳氢化合物、脂肪族、醇类、醛类和含氮化合物等[9]。 DOM作为环境中许多有机、无机污染物的迁移载体或配位体，其自身在环境中的行为和性质直接影响这些污染物在环境中的毒性。通常认为，DOM中移动性强的组分能够提高污染物在介质中的运移能力；反之，如果DOM在迁移过程中易被介质吸附固定，则可为污染物提供吸附位点，从而降低了与其相结合的污染物的迁移性或活性[10]。 因此，溶解性有机质DOM对于重金属的迁移转化（尤其土壤和沉积物中的重金属）有很大的影响作用。 1.2 DOM的来源 在自然生态系统中，DOM主要来自植物凋落物、根系分泌物和微生物体的分解、渗滤、腐殖化等。在农业生态系统中，DOM除上述来源外，施用的外源有机物料（如：还田秸秆、
垃圾焚烧中重金属污染物的迁移和分布规律 摘要：城市生活垃圾成分复杂，并且焚烧过程中会产生重金属的二次污染，是城市垃圾处理中最难解决的问题。对此，从垃圾重金属的来源，重金属在垃圾焚烧过程中的迁移和转变特性，以及重金属在焚烧过程中迁移分布的影响因素等方面进行研究。研究认为，重金属在焚烧炉中的最终分布除了受本身特性(蒸发压力和沸点)影响外，还与原生垃圾组成以及焚烧环境有关。 关键词：垃圾焚烧；重金属；污染物迁移；污染物分布规律 随着经济发展和城市化进程的加快，城市生活垃圾对环境造成的污染已经成为全球瞩目的问题。与填埋、堆肥等其它垃圾处理方法相比较，焚烧法垃圾处理技术具有如下优点：(1)大幅减少垃圾体积和重量；(2)处理速度快、储存期短；(3)回收能量用于供热、发电；(4)就地燃烧无需长距离运输；(5)通过合理组织燃烧及尾气处理实现清洁燃烧等[1]。焚烧法垃圾处理技术已成为我国部分城市处理生活垃圾的首选技术。由于原生垃圾中含有不等量的各类金属废弃物如各种金属制品、电池等，其中所含的重金属(如汞、铅、镉、铬、铜、锌、锰等)在焚烧过程中将发生迁移和转化，富集于直径小于1μm的飞灰颗粒中。由于常规的颗粒捕集设备对小颗粒飞灰捕集效率很低，这些富集了有毒重金属的细小颗粒将被排放到大气中，最终被人类呼吸。焚烧炉底灰、除尘设备飞灰、炉壁残留灰以及洗涤塔所产生的污水中也都可能含有重金属，由于重金属的渗滤特性，其中的重金属也会进入环境而造成二次污染。 随着人民生活水平的提高，人们越来越重视生态环境的改善，从垃圾焚烧工业兴起至今，许多国家相继对焚烧炉烟气中重金属等的排放作了严格的限制，且要求越来越严格。表1为现今国内外垃圾焚烧烟气排放重金属控制标准。 表1各国生活垃圾焚烧重金属污染物排放标准[3～5]mg/m3(标准状态) Floyd Hasselriis[6，7]等人在对典型垃圾组分中重金属含量测定后指出，即便是去除了明显易生成重金属污染的垃圾源，焚烧后仍将有大量有毒重金属存在；另一方面，
第一章绪论 1.水环境保护的主要任务与内容： （1）水环境的监测、调查与试验，已获得水环境分析计算和研究的基础资料； （2）对排入研究水体（称受纳水体）的污染源的排污情况进行预测，称污染负荷预测，包括对未来水平年的工业废水、生活污水、流域径流污染负荷的预测； （3）建立水环境模拟预测数学模型，根据预测的污染负荷，预测不同水平年研究水体可能产生的污染时空变化情况； （4）水环境质量评价，以全面认识环境污染的历史变化、现状和未来的情况，了解水环境质量的优劣，为环境保护规划与管理提供依据； （5）进行水环境保护规划，根据最优化原理与方法，提出满足水环境保护目标要求的水污染防治最佳方案； （6）环境保护的最优化管理，运用现有的各种措施，最大限度的减少污染。 2.污染物： 水中存在的各种物质（包括能量），其含量变化过程中，凡有可能引起水的功能降低而危害生态健康，尤其人类的生存与健康时，则称他们造成了水体污染，于是他们被称为污染物。 3.水体污染物的分类： （1）按污染物的属性分类：物理性的、化学性的和生物性的。 （2）按进入水体的污染来源分布情况分类：点源的和非点源的。 4.点源污染：指工业废水和城镇生活污水，他们有固定的排放口； 非点源污染：指来自流域广大面积上的降雨径流污染，如泥沙、农药、化肥等污染，常称面源污染； 线源污染：如航行的船舶的污染。 5.纳污：污染物在水文循环中不断进入水体的现象。 自净：污染物随水体的运动不停地发生变化，自然地减少、消失或无害化。 6.水体自净过程： （1）物理净化过程：指污染物在水体中混合、稀释、沉淀、吸附、凝聚、向大气挥发和病菌死亡等物理作用下使水体污染浓度降低的现象； （2）化学净化过程：指污染物在水中由于分解与化合、氧化与还原、酸碱反应等化学作用下，致使污染浓度降低或毒性丧失的现象； （3）生物净化过程：是水体内的庞大的微生物群，在他们分泌的各种酶的作用下，使污染物不断发生分解和转化为无害物质的现象。 7.水的自净能力：水的污染物浓度自然降低而恢复到较清洁的能力。 8.水环境保护生态工程措施：流域（区域）合作综合整治、清洁生产、水土保持、生态农业、水利工程、人工湿地技术和污水处理厂技术。 9.清洁生产：指既可满足人们的需要，又可合理的使用自然资源和能源，并保护环境的实用生产方法和措施，其实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动的规划和管理，将废物减量化、资源化和无害化，或消灭于生产过程之中。 第三章水污染负荷预测 1.水污染负荷：是反映对某水体输入污染物质强度的度量。某一水域某一时段内的输入污染物数量称污染负荷量，其变化过程称污染负荷过程。 2.污染负荷预测的目的：为了运用水环境数学模型，根据预测的污染负荷进一步计算受纳水体在设计条件下，BOD、COD、DO、TN、TP、温度、藻类等环境要素随时间、空间的变化，为优化水资源利用、水环境规划和管理方案提供依据。 3.点源污染分为：生活污水和工业废水。
环境科学概论 实验报告 中国水环境变化趋势分析报告 学院：＿资源与环境工程学院＿ 专业：资源勘查工程 班级：_ 09-1＿＿_ 学号：＿ 0908100302 ＿＿ 学生姓名：＿＿姜伟＿＿＿ 指导老师：＿＿刘鸿雁＿＿ 20011年12 月8 日
中国水环境变化趋势分析报告 1：前言：水是自然界的基本要素，是有生命的物质得以生存、繁衍的基本物质条件之一。随着我国经济的迅速发展，人们生活水平的提高，环境污染也随之变的更加严重。在我国的水环境方面，也面临着巨大的问题。我国是世界上缺乏淡水的国家，随着我国人口不断增加、我国工业的快速发展、我国的经济的快速增长，淡水的缺乏又限制着这一势头的发展，与之产生了矛盾。可利用淡水质的污染加剧，严重影响到人们的饮用水的质量，广阔浩渺的海洋水被污染，严重影响到水中的生态平衡，有间接影响到人们的生活。 为了我们人类的生存健康，为了给我们的后代创造一个美好的环境，为了我们后代有干净的饮用水，我们有责任去解决这一问题。通过比较近几年来我国的环境公报，来分析我国近几年来在水体环境治理方面取得的成就以及在接下来的我们应该做什么、怎么去做。 关键词水水环境水体污染影响责任 2：水体是地表水圈的重要组成部分，指的是以相对稳定的陆地为边界的天然水域，包括有一定流速的沟渠、江河和相对静止的塘堰、水库、湖泊、沼泽，以及受潮汐影响的三角洲和海洋。水体分为海洋水体和陆地水体。 水体污染（water body pollution）是指排入水体的污染物
在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和自净能力即水体的环境容量，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能及其在人类生活和生产中的作用。降低了水体的使用价值和功能的现象。水体污染的最主要的原因是工业废水的大量排放。 2.12001—2010年我国经济又取得了很大的成就。下图为我国2001—2010年的GDP的柱状图。 图1 从图1可以看出在2001—2010年间我国GDP呈逐渐增长趋势。2001年我国GDP为11964亿美元，居世界第七位；2010年我国GDP为58500亿美元，居世界第二。每年经济增长率为10%左右。在经济和社会快速发展的同时也给我国的环境造成很大的影响。在水体方面产生的影响也是对环境影响的一个重要部分。如工厂排出的工业废水。
土壤重金属Cd迁移规律概述 引言 近年来，随着经济和生产的飞速发展，现代工农业的迅速成长，人口急剧增长，人们的生活水平不断提高，环境污染物的排放与日俱增，环境污染和生态破坏给土壤带来了严重的污染，土壤中重金属积累不断的加剧，而且重金属相对稳定并难降解。其次工矿企业的发展导致对矿产资源的过度开采使得重金属土壤污染日趋严重，一些地方生产的粮食，蔬菜，水果等食物中的重金属含量超标或接近临界值。这些农产品的重金属能够通过食物链在人或动物体富集，成为人类生命健康的潜在威胁，清除土壤中的重金属污染，已经是社会一个十分关注的问题。2014年4月18日，环保部、国土部两部门联合发布土壤污染状况调查公报。公报显示，全国土壤总的超标率为16.1%，污染类型以无机型为主，其中排名前三的无机污染物依次为镉、汞、砷。其中镉的毒性较大，1817年，德国的F．Stromeyer 从不纯的氧化锌中分离出褐色粉，使它与木炭共热，制得镉。由于发现的新金属存在于锌中，就以含锌的矿石菱锌矿的名称Calamine命名它为Cadmium，元素符号定为Cd【我国农田土壤镉污染现状及防治对策】。镉(Cd)是生物毒性最强的重金属元素，在环境中的化学活性强，移动性大，毒性持久，容易对人和周围环境造成极大的危害，会对呼吸道产生刺激，长期暴露会造成嗅觉丧失症、牙龈黄斑或渐成黄圈，对人体具有三致(致病、致癌、致突变)作用【1-2】，能诱发肾衰变、关节炎、癌症等病。长期食用遭到镉污染的食品，可能导致“痛痛病”。世界卫生组织(2003)和美国环保局(1994)规定人体Cd的最大允许摄人量(ADI值)均为1 μg·kg-1·d-1【3】。20世纪初发现镉以来，镉的产量逐年增加。镉广泛应用于电镀工业、化工业、电子业和核工业等领域。镉是炼锌业的副产品，主要用在电池、
谈重金属铅在水体中的迁移与转化特征 （武汉大学） 一，前言 铅是一种重金属，由铅组成的盐类大部分是不溶于水的，当水体中铅的浓度达到一定范围时就会对人体、渔业、农业灌溉等等都会产生极大的危害，铅在人体内富集可以使铅中毒。伴随着社会上出现的一系列铅污染问题，例如儿童铅中毒、孕妇铅中毒等，科学家对铅的了解和研究进一步的加深。水圈与大气圈和岩石圈共同组成了生物圈，可见水环境的重要，铅在水体中的迁移与转化也必然随之成为社会的焦点问题。 二，铅在水体中的存在形态 关于铅元素在水体中的存在形态，一般按其总量分为“可溶态”和“颗粒态”，一些+2价铅和+4价铅离子都是可溶态的，可溶态的铅毒性较大，可以为人、生物直接吸收，储积性强。悬浮物和沉积物中的铅是颗粒态的。 三，铅在水体中迁移转化的类型和规律 和其他重金属一样，铅在水体中不能为生物所降解，只能产生各种形态之间的相互转化、分散和富集，这就是铅的迁移与转化，按照其运动的形式可以分为机械迁移转化、物理化学迁移转化、生物迁移转化。⑴对于铅的机械迁移转化，主要是铅在水体中被包含于矿物质或是有机胶体中，或是被吸附在悬浮物上，以溶解态或是颗粒态的形态随水流迁移转化。⑵铅在水体中的物理化学迁移转化主要分为沉淀作用、吸附作用和氧化还原作用。在此笔者详细的讨论一下其转化过程。从高中的知识我们知道铅盐的溶解度都非常小，在偏酸性的水体中Pb 的浓度被PbSO 和PbS等限制着，水体中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，Pb +SO ─PbSO (沉淀)，Pb +S ─PbS(沉淀)，生成的PbSO ,PbS不溶于酸；在偏碱性的水体中铅的浓度受Pb(OH) 的限制，Pb(OH)─Pb + 2OH ，此反应是可逆的，水中OH 较多，使得平衡向逆向移动，又水解反应Pb +2H O─Pb(OH)+H ，OH 中和H 使得平衡向正向移动。另外铅离子在水体中会发生络合反应生成一些络合物，所以铅通过沉淀作用可以使铅在水体中的扩散速度和范围得到限制。铅离子带正电被水中带负电的胶体吸附，发生聚沉现象，这也如沉淀作用有着相同之处，最后大量的铅沉积在排污口的底泥中，实现了铅从水体转化到表层沉积物中，在一些
江苏省西部湖泊水环境演变过程与成因分析 刘涛１揣小明１陈小锋１杨柳燕１＊席北斗２，许其功２ １．污染控制与资源化研究国家重点实验室，南京大学环境学院，江苏南京２１００４６ ２．中国环境科学研究院，北京 １０００１２ 摘要：根据江苏西部主要湖泊水环境质量实测数据，采用综合营养状态指数［ＴＬＩ（∑）］法对其富营养化程度进行综合评价，结果表明，目前江苏西部大部分湖泊处于富营养化状态．其中，白马湖富营养程度最低［ＴＬＩ（∑）为４５．１６］，处于中营养；玄武湖营养程度最高（６１．９３），属于中度富营养．洪泽湖和邵伯湖的水质为劣Ｖ类，其他湖泊除白马湖外水质均处于Ⅳ～Ｖ类之间．从近年江苏西部湖泊的水质变化看，只有骆马湖和玄武湖水质呈现转好的趋势，ρ（ＴＮ）和ρ（ＴＰ）有所下降．大部分西部湖泊水质呈恶化趋势，洪泽湖、高邮湖和固城湖ρ（ＴＮ）不断上升，邵伯湖和石臼湖ρ（ＴＰ）也不断上升．不同湖泊水环境变化的成因有所不同，洪泽湖水质受上游河流污染以及农业面源污染影响较大．由于江苏西部湖泊的地理、水文和环境条件的差异，不同湖泊存在不同的营养盐基准．相对于非过水性湖泊，洪泽湖等过水性湖泊的氮磷营养物基准相对较高．湖泊；江苏省；水环境；氮；磷；富营养化；成因 Ｘ５２４Ａ１００１ － ６９２９ （ ２０１１ ） ０９ － ０９９５ － ０８ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｌａｋｅ Ｗａｔｅｒ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｉｎ Ｗｅｓｔ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｃａｕｓｅｓ ＬＩＵ ＴａｏＣＨＵＡＩ Ｘｉａｏ－ｍｉｎｇＣＨＥＮ Ｘｉａｏ－ｆｅｎｇＹＡＮＧ Ｌｉｕ－ｙａｎ１ ，ＸＩ Ｂｅｉ－ｄｏｕＸＵ Ｑｉ－ｇｏｎｇ ２０１０－１２－１８２０１１－０３－１９ 国家水体污染控制与治理科技重大专项 （２００９ＺＸ０７１０６－００１） 作者简介：刘涛（１９８６ －），男，山东威海人 ｌｅｏｔｏｒｒｅｓ＠ １２６．ｃｏｍ． ＊责任作者，杨柳燕（１９６３ －），男，江苏海门人，教授，博士 博导，主要从事湖泊生态学研究，ｙａｎｇｌｙ＠ ｎｊｕ． ｅｄｕ．ｃｎ 万方数据
黄河三角洲湿地景观格局演变及其水生态过程驱动机制一、研究内容 ①通过调查研究，探索总结出黄河三角洲湿地景观格局演变状态规律 ②通过调查研究，探究在景观格局演变时，该地区水生态要素的状态变化规律 ③找寻黄河三角洲景观格局演变与水生态变化间的因果关系，从而总结出该地区的水生态过程驱动景观格局演变的机制 二、研究方案 2.1研究路线图
2.2具体操作方案 2.2.1黄河三角洲湿地景观格局演变研究 2.2.1.1背景资料调查及数据收集 首先，对黄河三角洲湿地这一研究区的概况进行文献和实地的调查了解，主要获取研究区的水文、气象、降水、基本用地类型、主要地面植被物种等情况。 考虑到研究资料的丰富性和完整性，设定研究的时间跨度为近20年，即1997-2017年，收集获取该时间跨度内，每年黄河三角洲的卫星遥感影像一张。考虑到数据的均匀性，并结合之前的研究区资料，尽量获取清晰度较高（如分辨率为30m以上的），无云层遮挡的统一月份（如10月左右，较少有降雨和云层的天气）的遥感影像。 同时，也获取一些之前年份和其他月份的影像，作为背景研究和辅助资料等。 2.2.1.2遥感解译及景观格局演变研究 使用ArcGIS等软件，对获取的影像进行统一校正，处理，栅格转化等，使研究对象遥感影像格式统一，数据恰和，并能够进行下一步的景观格局分析。 将处理好的遥感影像使用FRAGSTA TS、ENVI等软件进行解译与景观格局分析： ?获取到每张遥感影像的景观格局指数，如： ?在斑块水平上的：斑块类型、斑块类型面积、周长、均值标准差等 ?在景观水平上的：分维度指数、多样性指数、聚集度指数、连通性等 ?运用马尔科夫转移矩阵分析景观格局变化等 从而获取到景观格局演变的定性指标和定量指标，对黄河三角洲地区近年来的景观格局变化有一全面的认识，并总结出一些景观格局变化的初步规律及内部的数据间的关联性。
浦东城市化进程中的河网体系变迁与水环境演化研究 【摘要】：河流是人类文明起源的摇篮，是联结水圈、生物圈、岩石圈的重要纽带。城市的发生、发展与河流息息相关。城市河流是一个自然演化和人工干预共同作用下的复合系统，其功能的发挥取决于系统结构的完整性。城市河流的减少与水污染直接威胁城市的饮用水安全，并对城市生态系统的生物多样性造成破坏，进而影响城市生活和生产的方方面面。因此，城市与河流要有一个良好的关系。如何保护和利用好城市水系，充分发挥水环境在城市生活中的作用，已成为建设可持续城市的关键问题。浦东新区作为我国改革开放的龙头，对于长江三角洲乃至整个中国的经济发展有着举足轻重的作用。经过12年的大规模基础建设和功能开发，浦东新区现已成为“上海现代化建设的缩影”和“中国改革开放的象征”。然而，由于快速城市化、大量未经处理的废水直排水体等原因，使得新区面临日益严重的水环境问题，水网面积急剧下降、地表水质恶化尤为突出，不仅严重破坏了浦东的水乡特色，而且有损于浦东的投资环境。为了确保城市社会经济与环境的协调发展，加强城市水网体系的保护与水环境管理成为一项十分迫切的研究课题。本文利用1989、1994和1999年的航空像片、1990-2001年的河流水质监测数据、2002年实测的河流水质数据以及土地利用变化和污染源等资料，通过遥感、GIS、灰色系统、人工神经网络等技术手段，从河网体系变迁、水质演化、污染源分析等角度着手，对浦东开发以来的水环境变化进行动态评价，揭示经济高速发
展背后潜在的危机；同时，结合水环境规划，对浦东城市化进程中的水环境承载状况进行分析。在理论上尝试以数模、地理信息系统为手段，探讨城市河网体系变迁与水环境之间的耦合关系；在实践上可作为今后区域环境评价的新视角，旨在为浦东建设全国模范城区，实现经济、社会与环境的可持续发展提供依据。河流是城市自然环境的重要构成要素之一，其数量和质量的变化是自然环境和人类活动长期相互作用的结果。本文的立足点在于，以浦东新区为例，探索一条研究沿海地区城市地貌学的途径，集中讨论的问题是，在国内外河流地貌学理论与水环境评价方法的基础上，探讨影响城市水系发育、河流水质演化的主导因素以及快速城市化背景下二者的耦合关系。实现的路径是，通过系列航空遥感资料的解译，获取河网变迁的基本信息；通过城市土地利用资料的叠加，分析河网演变的趋势；通过水质资料的灰色关联分析与GIS评价，得出河流水质演化的时空规律；运用GIS 空间叠置功能，探讨水网变迁与水质演化之间的内在关系。通过上述研究得出以下几点主要看法:》长期的地貌发育与海平面相互作用过程、暖湿的气候条件造就了浦东新区稠密的河网。浦东目前的河网体系是在自然演化的基础上，叠加人类活动影响的结果。建国前，本区河网以自然演化为主;建国后，尤其浦东开发开放以来，人类的改造作用成为影响河网分布的重要力量。卜浦东开发开放以来，新区的河网体系经历了急剧下降(1989一1994)和缓慢下降(1994一1999)两个阶段，这与浦东大规模的开发建设进程有很大关系。1989一1999，全区河流长度从最初的1528.66kn12，减少到1994年的1050.08kn12，
第28卷第8期2010年8月 水 电 能 源 科 学 W ater Resour ces and P ow er V o l.28N o.8Aug.2010 文章编号:1000-7709(2010)08-0020-04 水资源演变研究现状及进展 王喜峰 周祖昊 贾仰文 胡 鹏 (中国水利水电科学研究院,北京100038) 摘要:阐述了国内外水资源演变研究现状,强调了水资源演变的研究对象与进展,分析了水资源演变研究中的难题,并展望了未来的发展趋势,指出分布式水文模型的优势为研究水资源演变规律提供了技术支持,归因分析将是研究的主要发展方向,统计法结合水文模型对水资源演变的归因分析具有不可替代的作用。关键词:水资源演变;水循环;归因分析;驱动因子;分布式水文模型中图分类号:T V213 文献标志码:A 收稿日期:2010-03-07,修回日期:2010-04-21 基金项目:国家科技支撑计划课题基金资助项目(2007BA B28B01);国家水体污染控制与治理科技重大专项课题基金资助项目(2008ZX07207-006);国家自然科学基金创新研究群体基金资助项目(50721006) 作者简介:王喜峰(1987-),男,硕士研究生,研究方向为水文水资源,E -mail:ko be87@v https://www.doczj.com/doc/ac2761477.html, 通讯作者:周祖昊(1975-),男,高级工程师,研究方向为水文水资源,E -mail:zhzh@iw https://www.doczj.com/doc/ac2761477.html, 20世纪以来,自然环境变化与人类活动加剧全球气候变暧、下垫面条件改变、取用水持续增加,使水循环模式与水资源状况发生了巨大改变,并使水资源规律发生了根本性变化,引发了一系列严重的水资源、水环境问题,制约了区域的经济与社会发展。为此,开展水资源演变研究已成为当前的热点[1,2],有必要研讨水资源的演变及受人类活动和自然因素变化的规律。 1 水资源演变 对水资源演变规律的研究旨在把握环境变化下的水资源状况、评估水资源和水循环对环境变化及各驱动要素的响应[3~6] 。目前,水资源演变 研究状况如图1所示。 图1 水资源演变研究状况 Fig.1 Bas ic s it ua t io n o f w a t e r re s ourc e s e vo lut ion re se a rc h 2 水资源演变研究现状 2.1 国外研究现状 (1)应用概念性水文模型界定流域水资源对气候和下垫面变化的响应。H ew lett 等采用试验统计分析LUCC 对流域年径流量的影响;Ktie 等[7]将区域气候模式与分布式水文模型耦合,研究径流对气候变化的响应,但研究对象仅局限于可观测的径流水资源的演变;Michael A Raw lins [8] 将PWBM 模型用于加拿大的北极地区,发现水资源对气候变化较土地利用变化敏感,且气候变化后壤中流量从占总径流量的7%增至27%;Mohamad I Hejazi 等[9]应用H EC -H MS 模型对伊利诺斯州12个城市化较高的流域洪水进行模拟,得出城市化较气候变化对洪峰流量的影响多34%,且环境变化后径流量较之前至少增加了19%。上述研究由于概念性模型机理上的局限,在定量研究驱动因子对水资源的影响时略显不足。 (2)基于物理机制分布式水文模型耦合了生态模型,研究下垫面和气候变化两个驱动因子对流域水资源的影响。Boulain N [10]将耦合的生态模型的水文模型应用于小尺度流域,根据1959、 1975、1992年的覆被情况分析气候和土地利用变 化对水文水资源的影响,发现土地利用变化对水资源的影响比气候变化影响大,水资源对土地利
湿地水环境演变机理及生态效应研究进展初探 摘要：湿地的水环境效应、演变机理及生态效应研究是湿地保护与管理的理论基础和科学命题，对湿地保护具有重要的前瞻性和实用意义。本文针对变化环境下湿地所面临的水质恶化及生态失衡等问题，在充分分析国内外研究的现状后，提出将流域坡地、湿地、河网相关模型综合集成，构建变动环境湿地流体动力学模型思路；对湿地水文、水质情势进行即时模拟，进而给出研究变化环境下湿地的水文水环境效应的新方法。 关键词：湿地水环境；演变机理；生态效应；新思路;研究 引言 湿地是地球上具有多种独特功能的生态系统，在为人类提供食物、原料和水资源、稳定环境、维持生态平衡、保持生物多样性等方面均起到重要作用,是人类赖以生存和持续发展的重要基础,享有“地球之肾”的美誉[1]。近一个世纪以来，由于受盲目围垦、过度开发和水质污染等人类活动及气候变化、天然水循环变化的影响，使得湿地水环境和生态空间格局发生变化，进而造成湿地的功能下降、生物多样性丧失、甚至湿地的消亡[2，3]。 我国自1992年加入《湿地公约》后，对保护湿地开展了一系列富有成效的工作，但湿地保护形势依然严峻，由于对湿地形成演变机理、水环境效应及生态系统结构方面缺乏全面而深刻的了解，往往给保护区的工作造成一定困难，湿地保护研究相对滞后[4]。开展变化环境下湿地水环境演变机理及生态效应研究，对更好的利用和保护湿地有重要意义。 1国内外研究现状及分析 1.1研究方法 湿地的定量模拟研究是当前生态学、水文学和湿地科学的一个热点研究领域[5]。湿地建模、情势重建是理解湿地形成演变机理、水环境效应、生态系统结构的重要途径。目前，国内外对湿地的模型与研究方法已经取得了较大的进展，现综述如下： （1）图表分析法与经验统计法：传统湿地生态水文学采用图表分析法与经验统计法研究湿地生态水文问题。从研究手段上看，在水文水质调查、湿地生物调查的基础上，引入遥测信息。方法原理是通过宏观尺度上湿地水文、生态调查，从植被生态的水文适应性角度，根据收集的信息，通过统计分析或采用制图方式
第10卷第4期2001年7月 长江流域资源与环境 Resources and Enviro nment in the Yang tze Basin Vol.10N o.4 July2001 文章编号:1004-8227(2001)04-0353-07 长江三角洲地表水环境污染规律及调控对策 陈振楼,许世远,徐启新,胡雪峰,俞立中 (华东师范大学地理系,河口海岸动力沉积和动力地貌综合国家重点实验室,上海200062) 摘 要:根据野外实地考察和定点观测数据,结合历年环境监测资料,初步揭示了长江三角洲地表水环境污染的现状与近十年来的时空演变规律:河网干流水质基本良好,中小河流污染突出;城市河流有机污染严重,普遍出现水体黑臭现象;湖泊氮磷含量逐年增高,水体富营养化加剧;市郊小城镇河网水质急剧恶化,已成为新的水环境污染中心。造成长江三角洲地表水环境污染的主要物源包括工业废水和生活污水、畜禽粪便、农田化肥、底泥等。针对上述污染规律和成因机制,提出了相应的调控对策。 关键词:长江三角洲;地表水环境;水污染;污染规律;调控对策 文献标识码:A 长江三角洲是我国最发达的经济核心区之一,其面积仅占全国的1%,人口占全国的6%,国内生产总值(GDP)却占全国的16%,因此在我国的国民经济中一直占有举足轻重的地位[1]。从经济区的角度讲,长江三角洲主要范围为上海、江苏沿江地区、浙江的杭嘉湖和宁绍地区,包括上海、南京、镇江、常州、无锡、苏州、扬州、泰州、南通、杭州、湖州、嘉兴、绍兴、宁波、舟山共15个城市。长江三角洲具有许多得天独厚的自然和人文区位优势,尤其是区内水网稠密,湖泊众多,降水充沛,淡水资源非常丰富。但是,近十年来,随着该地区经济的高速发展,区内地表水环境迅速趋于恶化,在全区范围内已普遍出现了质量型缺水现象,严重制约了该区经济的可持续发展[2～5]。本文根据近年来对长江三角洲地表水环境污染状况的多次实地考察和上海市青浦区香花桥镇的定点观测和实验分析数据,结合长江三角洲地区各省市历年的环境监测资料,初步探讨了长江三角洲地表水环境污染的现状和时空演变规律,剖析了影响地表水环境的主要污染物源,提出了有关的调控对策和措施,以期为本区地表水环境污染治理、保护和持续发展提供科学依据。 1 地表水环境污染的现状与时空演变规律 1.1 河网干流水质基本良好,中小河流污染突出 长江三角洲地区的河流分属长江下游水系和钱塘江中下游水系,主要河流有长江、钱塘江、黄浦江、大运河等。从近十年的监测结果来看,区内两大干流长江和钱塘江的水质一直保 收稿日期:2000-09-04;修回日期:2000-04-04 基金项目:国家自然科学重点基金(批准号:49831070)和上海市教委重点学科资助项目. 作者简介:陈振楼(1964～ ),男,上海人,副教授,博士,主要从事水环境污染和河口滨岸生物地球化学研究.
?监测与分析? 水环境中重金属的存在形态和迁移转化规律综述 Discussion on the existing form s and m igration and transform ation laws of h eavy m etals in the water environm ent 王 霞 仇启善(包头市环境监测站 包头,010430) 摘要 本文综述水环境中重金属的存在形态和污染特征以及迁移转化规律的研究概况。水体中重金属颗粒态的存在形态分为离子交换态、碳酸盐结合态、铁氧结合态、有机质和硫化物结合态和残渣态。重金属形态和生物效应有关。对重金属在水体中迁移和转化规律及其过程的动力学水质模型的建立进行了论述。 关键词:重金属 存在形态 迁移转化 水质模型 Abstract T he paper summurized the studys on t he ex isting for ms and migr ation and transfor mation law of heav y meta ls in the w ater env ir onment,a nd discussed the establishment of dynamic w ater quality model. Key words:heavy metal existing form migration and transform ation water quali ty model 1 序言 重金属污染物在环境中的含量、分布、存在形态、迁移转化、生物效应以及防治对策都引起人们关注。随着工农业的发展,大量污染物(包括重金属)排入江、河、湖、海,使水体遭受到不同程度的重金属污染。为控制和防治河流污染,保护人类生存环境,国外早已开展了大量研究工作;我国从八十年代开始,普遍开展了这方面的研究。本文主要对国内水环境中重金属污染研究状况进行综述〔1〕〔2〕。 2 重金属在水环境中的存在形态 水体中重金属的存在形态直接影响它的迁移转化规律〔2〕,因此,在研究其含量同时,除研究价态变化外,还要研究其赋存形态。水体中重金属存在形态首先分为溶解态和颗粒态(包括悬浮于水相的悬浮颗粒态和底泥的沉积颗粒态)。溶解态是指水样以0.45mm滤膜过滤、酸化后测得的重金属总量(水相)。溶解态包括不经酸化而直接测得的游离态、络合态和有机态。采用Tessier等人提出的逐级化学提取法可将颗粒态重金属分为离子交换态、碳酸盐结合态、铁锰水合氧化物结合态、有机一硫化物结合态和残渣态。各种存在形态结合强度不同,其稳定性亦不同,生物效应绝然不同,对环境变化最繁感、最易被生物吸收的是离子交换态(可代换态);其次是在PH变化时较易重新释放进入水体的碳酸盐结合态;铁锰水合氧化物结合态(简称铁锰氧化态),在环境变化时会部分释放,对生物有潜在有效性;有机一硫化物结合态不易被生物吸收利用;残渣态主要来源于天然矿物,稳定存在于矿物晶格里,对生物无效应,所以也称惰性态。 考虑到重金属的生物效应,可将沉积物中重金属各种形态分为易可给态(离子交换态)、中等可给态(碳酸盐结合态、铁锰氧化态)和惰性态(有机质和硫化物结合态、残渣态)。 笔者对包头市昆河下游沉积物中重金属形态 — 22 — 内蒙古环境保护 第10卷 第2期 1998年6月
天然水体中的主要阴离子有HCO3-、Cl-、SO42-及少量NO-离子，在厌氧条件下还可能有H2S、HS-、S2-存在。重金属的氯化物和硫酸盐(AgCl、Hg2Cl2、PbSO4等除外)基本上是可溶的，重金属的碳酸盐、硫化物、氢氧化物却是难溶的。重金属化合物在水中的溶解度可直观地表示它在水环境中的迁移能力。溶解度大者迁移能力大，溶解度小者迁移能力小。而重金属化合物的溶解度与体系中阴离子的种类、浓度及pH有关。下面简要讨论重金属的氢氧化物、硫化物及碳酸盐的沉淀-溶解平衡对重金属迁移的影响。 水温升高后，水的电离程度加大，水中氢离子，氢氧根离子浓度都升高，但是总的PH值是不变的，因为氢氧根和氢离子的浓度是相等的，所以PH还是等于7. c(H+)·c(OH-)=K(W), 其中K(W)称作水的离子积常数,简称水的离子积。 c(H+)和c(OH-)是分别是指整个溶液中氢离子和氢氧根离子的总物质的量浓度.K(W)只随温度变化而变化,是温度常数. 例如25℃,c(H+)=c(OH-)=1×10^(-7)mol/L,K(W)=1×10^(-14); 100℃时,c(H+)=c(OH-)=1×10^(-6)mol/L,K(W)=1×10^(-12)。 可以作出金属离子水温升高后，水的离子积变大根据上式及氢氧化物的K sp 浓度的对数值与pH值的关系图，称为对数浓度图或简称pM-pH图(图3-15)。所得结果为一条直线，斜率n即为金属离子的价数，故同价金属离子的直线斜率相同，彼此平行；在给定pH下，斜线与等pH线相交，交点在上方的斜线所代表的Me(OH)n的溶解度大于交点在下方的，即图中靠右侧斜线代表的Me(OH)n的溶解度大于靠左侧。根据此图可以大致查出各种金属离子在不同pH下所能存在的最大浓度，也即它的溶解度。了。因为水的电离程度加大的缘故。同价金属离子的各线均有相同的斜率，靠图右边斜线代表的金属氢氧化物的溶解度大于靠左边的溶解度。可见众多金属随着溶液pH的降低，pC增加，即溶解度增加，这说明酸性条件下，有利于金属氢氧化合。在实际应用中，人们常常控制水体的pH，使其中的重金属离子生成氢氧化物沉淀，以除去废水中的重金属。若要除去废水中两性金属离子，则必须严格控制其pH值。如在pH＜5时，Cr3+以水合络离子形式存在；pH＞9时，则生成羟基络离子；只有在pH为8时，Cr3+最大限度地生成Cr(OH) ，水中Cr3+量最小。即去除污水中的Cr3+，应控制pH为8。一般说来，如3 果水体中没有其他配位体，大部分金属离子氢氧化物在pH较高时，其溶解度较小，迁移能力较弱；若水体pH较小，金属氢氧化物的溶解度升高，金属离子的迁移能力也就增大。 在25℃固相与溶质化合态之间所有可能的反应如下： PbO(s) + 2H+→Pb2++H2O 1g*K s0 =12.7 PbO(s) + H+→PbOH+lg*K s1=5.0 PbO(s) + H2O→Pb(OH)20lgK s2 = –4.4 PbO(s) + 2H2O→Pb(OH)3－+ H+1g*K s3 = –15.4 根据上式，Pb2+、PbOH+、Pb(OH)20和Pb(OH)3－作为pH值函数的特征线分别有斜率–2、–1、0和+1，把所有化合态都结合起来，可以得到图3—12中包围着阴影区域的线。因此，[Pb(Ⅱ)T]在数值上可由下式得出： [Pb(Ⅱ)T] = *K s0[H+]2 + *K s1[H+] + K s2 + *K s3[H+]－1
土壤重金属C d迁移规 律概述 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
土壤重金属Cd迁移规律概述 引言 近年来，随着经济和生产的飞速发展，现代工农业的迅速成长，人口急剧增长，人们的生活水平不断提高，环境污染物的排放与日俱增，环境污染和生态破坏给土壤带来了严重的污染，土壤中重金属积累不断的加剧，而且重金属相对稳定并难降解。其次工矿企业的发展导致对矿产资源的过度开采使得重金属土壤污染日趋严重，一些地方生产的粮食，蔬菜，水果等食物中的重金属含量超标或接近临界值。这些农产品的重金属能够通过食物链在人或动物体内富集，成为人类生命健康的潜在威胁，清除土壤中的重金属污染，已经是社会一个十分关注的问题。2014年4月18日，环保部、国土部两部门联合发布土壤污染状况调查公报。公报显示，全国土壤总的超标率为16.1%，污染类型以无机型为主，其中排名前三的无机污染物依次为镉、汞、砷。其中镉的毒性较大，1817年，德国的F．Stromeyer从不纯的中分离出褐色粉，使它与共热，制得镉。由于发现的存在于锌中，就以含锌的矿石菱的名称Calamine命名它为Cadmium，定为Cd【我国农田土壤镉污染现状及防治对策】。镉(Cd)是生物毒性最强的重金属元素，在环境中的化学活性强，移动性大，毒性持久，容易对人和周围环境造成极大的危害，会对呼吸道产生刺激，长期暴露会造成症、牙龈或渐成黄圈，对人体具有三致(致病、致癌、致突变)作用【1-2】，能诱发肾衰变、关节炎、癌症等病。长期食用遭到镉污染的食品，可能导致“”。世界卫生组织(2003)和美国环保局(1994)规定人体Cd的最大允许摄人量(ADI值)均为1 μg·kg-1·d-1
基金项目:国家重点自然科学基金资助项目(N 59836210);浙江省青年科技人才专项资金资助(RC 99041) 垃圾焚烧中重金属污染物的迁移和分布规律 陆胜勇,池 涌,严建华,李晓东,岑可法 (浙江大学,浙江杭州 310027) [摘 要] 城市生活垃圾成分复杂,并且焚烧过程中会产生重金属的二次污染,是城市垃圾处理中最难解 决的问题。对此,从垃圾重金属的来源,重金属在垃圾焚烧过程中的迁移和转变特性,以及重金属在焚烧 过程中迁移分布的影响因素等方面进行研究。研究认为,重金属在焚烧炉中的最终分布除了受本身特性(蒸发压力和沸点)影响外,还与原生垃圾组成以及焚烧环境有关。[关键词] 垃圾焚烧;重金属;污染物迁移;污染物分布规律[中图分类号]X506 [文献标识码]A [文章编号]1002 3364(2003)03 0024 05 随着经济发展和城市化进程的加快,城市生活垃圾对环境造成的污染已经成为全球瞩目的问题。与填埋、堆肥等其它垃圾处理方法相比较,焚烧法垃圾处理技术具有如下优点:(1)大幅减少垃圾体积和重量;(2)处理速度快、储存期短;(3)回收能量用于供热、发电;(4)就地燃烧无需长距离运输;(5)通过合理组织燃烧及尾气处理实现清洁燃烧等[1] 。焚烧法垃圾处理技术已成为我国部分城市处理生活垃圾的首选技术。由于原生垃圾中含有不等量的各类金属废弃物如各种金属制品、电池等,其中所含的重金属(如汞、铅、镉、铬、铜、锌、锰等)在焚烧过程中将发生迁移和转化,富集于直径小于1μm 的飞灰颗粒中。由于常规的颗粒捕集设备对小颗粒飞灰捕集效率很低,这些富集了有毒重金属的细小颗粒将被排放到大气中,最终被人类呼吸。焚烧炉底灰、除尘设备飞灰、炉壁残留灰以及洗涤塔所产生的污水中也都可能含有重金属,由于重金属的渗滤特性,其中的重金属也会进入环境而造成二次污染。 随着人民生活水平的提高,人们越来越重视生态环境的改善,从垃圾焚烧工业兴起至今,许多国家相继对焚烧炉烟气中重金属等的排放作了严格的限制,且要求越来越严格。表1为现今国内外垃圾焚烧烟气排放重金属控制标准。 表1 各国生活垃圾焚烧重金属污染物 排放标准[3～5] mg/m 3(标准状态) 项目 德国 (11%O 2)美国 (7%O 2)瑞典 (10%CO 2)英国 (11%O 2)中国 (11%O 2)Hg 010501101050121～0139012Cd 01026010101002<011～315011Pb 01358 011 0106 011～50 116 Floyd Hasselriis [6,7]等人在对典型垃圾组分中重 金属含量测定后指出,即便是去除了明显易生成重金 属污染的垃圾源,焚烧后仍将有大量有毒重金属存在;另一方面,Vogger [8]等人指出垃圾焚烧中各种重金属的释放不仅与高温焚烧过程有关,还与烟气中非金属成分有关。含有重金属的垃圾在进入垃圾焚烧炉后,重金属在焚烧过程中将发生迁移和转化,且其最终在焚烧炉各区域的分布比例与垃圾给料中重金属含量关系不大[9]。 本文研究了垃圾焚烧过程中重金属污染物来源及其迁移、转变特性和迁移分布的影响因素。该研究对于发展适合我国国情的垃圾清洁焚烧技术、低污染控制技术,有效地控制垃圾焚烧重金属污染物的排放有重要意义。 研究论文 μψ 热力发电?2003(3)