連通和底泥疏浚工程對沉積物中污染物賦存及釋放的影響.pdf

1、引水稀釋沖刷和底泥疏浚是富營養(yǎng)化水體修復中經(jīng)常采用的兩種工程措施。引水稀釋通過引入營養(yǎng)鹽濃度較低的清水稀釋、交換富營養(yǎng)化嚴重的水體，以達到改善湖泊富營養(yǎng)化狀況的目的。底泥疏浚主要通過將富營養(yǎng)化水體底部含有較多營養(yǎng)物質(zhì)的表層底泥清除，以達到降低水體的內(nèi)源負荷、水體修復的目的。盡管引水稀釋和底泥疏浚能夠迅速改善水體富營養(yǎng)化狀況，但其對沉積物中污染物賦存及釋放的短期和長期效應(yīng)仍不清楚。為了揭示引水稀釋對沉積物中營養(yǎng)鹽分布、重金屬生物有效性的影

2、響以及底泥疏浚對沉積物中污染物賦存釋放的短期和長期效應(yīng)，本文分別研究了東沙連通工程實施前后東湖沉積物中有機質(zhì)（TOC）、總氮（TN）、總磷（TP）、酸揮發(fā)性硫（AVS）及同步浸提金屬（SEM）含量的垂向分布和季節(jié)變化；以及雙橋河底泥疏浚工程實施前后沉積物中營養(yǎng)鹽含量及磷形態(tài)垂向分布變化。結(jié)果如下：
　　沉積物中營養(yǎng)物質(zhì)對引水稀釋的響應(yīng)具有滯后性。在東沙連通工程實施后，整個湖區(qū)底泥中污染物含量仍然較高。但與連通工程實施前相比，水果湖

3、和郭鄭湖采樣點沉積物中的有機質(zhì)和總氮含量顯著降低，水果湖采樣點沉積物中的總磷含量顯著降低，郭鄭湖采樣點沉積物中總磷含量略有升高，但總磷升高的趨勢以得到控制。表明連通工程有利于降低沉積物中的污染物負荷，遏制水體富營養(yǎng)化的趨勢。東湖沉積物中污染物含量的空間異質(zhì)性較大，水果湖區(qū)域沉積物污染物含量最高，湯林湖區(qū)域和通道起點含量次之，郭鄭湖區(qū)域含量最低。
　　東沙連通前后，沉積物AVS含量均呈現(xiàn)出隨深度的加深先升高后降低的趨勢，冬季含量較低

4、，夏季含量較高。連通工程實施后，水果湖采樣點和郭鄭湖采樣點的AVS含量季節(jié)性差異不顯著（P>0.05），而湯林湖采樣點的AVS含量季節(jié)性差異顯著（P<0.05）。水果湖采樣點和郭鄭湖采樣點沉積物AVS含量變化趨勢類似，其AVS含量的最大值與連通前相比，分別降低了42.8％和30.4％。沉積物中SEM含量隨深度的增加而降低，夏季含量較高，冬季含量較低。SEM/AVS值呈現(xiàn)隨深度加深先降低后升高的趨勢，水果湖采樣點的SEM/AVS值夏季高于

5、冬季，而郭鄭湖采樣點和湯林湖采樣點冬季高于夏季。與1999年相比，水果湖區(qū)域上層（0-10cm）沉積物SEM/AVS值升高，而下層10-20cm沉積物SEM/AVS值降低；而郭鄭湖和湯林湖沉積物的SEM/AVS較連通工程前相比均降低。表明連通工程使水果湖區(qū)域內(nèi)重金屬活性增高，而在郭鄭湖和湯林湖的重金屬活性降低，對不同湖泊采用連通工程時應(yīng)慎重。
　　雙橋河底泥疏浚工程在短期內(nèi)降低沉積物的污染負荷，但是疏浚工程結(jié)束兩年后，沉積物中污染

6、物含量再次升高，出現(xiàn)污染物回復現(xiàn)象。沉積物中污染物含量的再次升高可能是由于外源污染的輸入仍未完全截止，同時河道內(nèi)水生生物殘體在河道內(nèi)的積累。疏浚結(jié)束兩年后，表層沉積物中的弱結(jié)合態(tài)磷的含量與疏浚前相比升高較多，但絕對值仍很小，沉積物鈣磷和有機磷仍是沉積物中磷的主要存在狀態(tài)，約占總磷含量的60％和20％。疏浚工程結(jié)束兩年后，沉積物的弱結(jié)合態(tài)磷含量隨深度變化不明顯，深層沉積物中鋁磷含量趨于穩(wěn)定，鐵結(jié)合態(tài)磷含量呈現(xiàn)出表層富集現(xiàn)象，沉積物磷潛在釋