水动力条件下重金属在沉积物上的吸附及其形态分布与转化

以北京近郊通州凉水河底泥沉积物为研究对象,利用环流槽(annular flume)模拟河流水力学条件,研究了重金属(Cr、Cu、Zn和Pb)在上覆水、悬浮颗粒物(SPMs)以及底泥中的交换、分配、形态分布与转化特征。结果表明,在动态水流环境条件下,加入到上覆水体中的重金属离子(5 mg/L)很快被吸附到SPMs上,模拟运行1 h后,上覆水中重金属的浓度(低流速条件下Zn除外),均不到初始值的3%;而SPMs中重金属的浓度在实验初期随着运行时间而降低,并且其浓度在低流速(0.2 m/s)时较高流速(0.35 m/s)条件下高,这是由于"颗粒物浓度效应"所致。在整个模拟运行周期(35 d)内,表层底泥中重金属形态发生了改变。其中,重金属的F4(硫化物+有机物)形态由于其与硫化物结合的形态被氧化而逐渐释放出来,并最终剩下不易氧化的有机物结合形态。与此同时,释放出的重金属通过再分配作用以易解析的F1～F3形态吸附于SPMs及底泥沉积物中,从而导致这3种形态浓度有所升高。