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三峡水库消落带沉积物中重金属的时空分布及其迁移特征

3、环境科学 > 专题7：关键核素与重金属的环境微界面过程及效应

三峡水库常年按照反季节的水位调控模式运行，库区泥沙的不断累积造成多种重金属污染物在沉积物中蓄积，重金属的迁移和释放直接关系到水环境安全。针对三峡水库干流消落带和水下的沉积物，调查了重金属（Cd、Cu、Pb、Zn等）的时空分布特征，结合原位和室内模拟实验，利用DGT技术和DIFS模型评估了典型重金属污染物的释放潜力。结果表明，除了Cd从库尾至大坝呈明显增加外，沉积物中其他重金属的累积没有明显的空间分布趋势。相较于其他重金属，沉积物Cd具有较高的污染和生态风险。消落带沉积物中重金属没有明显的垂直变化，而水下沉积物中表现出随深度变化而周期性的波动。周期性和反季节水位变化调控的沉积物性质（尤其是颗粒组成），库区上游及支流泥沙输入减少，当地地貌特征和人类活动显著影响了重金属的时空分布。原位和室内实验表明，沉积物氧化还原条件的变化显著影响Cd的迁移和生物可利用性。与好氧条件相比，厌氧条件下沉积物Cd具有较高的释放潜力，但是Cd的释放量不大。随着沉积物氧化还原条件的转变，有效态的Cd与Fe/Mn间没有表现出同步变化或正相关关系，而Cd和S之间存在同步变化，表明除Fe/Mn外S与Cd的共沉降降低了Cd的内源释放。研究结果表明，尽管目前Cd是三峡水库沉积物中的主要重金属污染物，并且表现出较高的污染和生态风险水平，但是反季节水位调控下沉降环境的转变并不利于Cd从沉积物中的释放，不会对水环境造成影响。