采用野外调查和室内模拟,研究了辽河流域水体沉积物Cd/Pb的形态、生物可用性、释放等地球化学过程,评价了沉积物Cd/Pb的污染,从分子尺度阐释了Cd在蒙脱石上的吸附机理。结果表明,河流上覆水和孔隙水中Cd主要以Cd2+和CdCl+存在,Pb主要以有机络合态存在,河口上覆水中CdCl+和PbCl+的含量升高。沉积物中Cd以残渣态和碳酸盐结合态为主,Pb以残渣态和氧化物结合态存在;而且,人为输入到沉积物中的Cd、Pb向残渣态转变的过程十分缓慢,导致非残渣态含量升高。支流和城市附近河段沉积物污染相对严重,具有较高的生态风险。基于动力学原理的DGT方法能预测沉积物Cd/Pb的生物有效性。当沉积物重金属含量较高,且非残渣态含量较高时,DGT测定的沉积物Cd/Pb释放通量也比较高。冰封期沉积物剖面Eh值变化较大,pH值一般低于非冰封期。冰封期沉积物中Cd/Pb的释放一般高于非冰封期。因此,冬季沉积物中Cd/Pb的释放可能导致更高的生态风险。蒙脱石吸附镉离子后, Si-Fe-O之间的键能和电荷分布发生了一定的变化;水合镉离子进入蒙脱石的层间或形成表面络合物。腐殖酸对Cd在蒙脱石表面有显著影响。
英文主题词Liaohe River, sediment-water interface, cadmium, lead, geochemistry