目前我国东部沿海诸多城市感潮河流污染严重,而关于城市感潮河流复杂水环境系统中重金属时空分布、迁移转化机制方面的研究尚比较缺乏;同时,在河口水体富营养化威胁下,重金属的迁移转化行为和环境效应也迫切需要重新认识。本项目拟以上海黄浦江为典型区域单元,重点研究复杂环境条件下,城市感潮河流中重金属的迁移转化机制,阐明水体颗粒物中重金属分布的潮周期、季节性变化以及空间变化规律;揭示感潮河流水动力、水介质条件变化过程与重金属迁移转化过程的动态耦合关系;深入探讨咸淡水混合、沉积物再悬浮作用对颗粒物-水界面重金属累积、释放的影响机制,以及富营养化胁迫下水环境中重金属迁移转化的响应机制;评价重金属对水质的影响和生态效应。该研究不仅可丰富拓展水环境地球学研究内容;同时也为我国沿海城市水环境综合整治、保护和管理提供科学依据。
沿海城市感潮河口(河流)是一个典型的非稳态复杂水环境系统。本项目以长江口、杭州湾、黄浦江和钱塘江为研究对象,开展水体沉积物中重金属等污染物的环境地球化学研究。结果表明,长三角典型河口(河流)沉积物中重金属的空间分布特征主要受上游来水、城市人类活动和潮汐作用控制。城市河段水环境质量恶化,沉积物中重金属(Cu、Pb、Zn)的含量较高。潮汐作用过程中,水体悬浮颗粒态重金属含量呈现在涨潮初期、高平潮期前后和落潮末期含量较高,而在涨急和落急阶段相对降低。颗粒态重金属含量与粘土和总有机质含量密切相关。水体盐度、pH和SPM是影响水-颗粒物界面重金属吸附释放的主要介质因子。试验研究表明,当咸潮入侵河口水体盐度增加,有利于颗粒态金属的释放。沉积物中重金属以残渣态为主,非残渣态重金属中Pb和Zn主要以铁锰氧化物结合态为主存在,Cu以有机硫化物结合态和铁锰氧化物结合态存在。沉积物中重金属污染的生态风险顺序为Cd > Cu > Pb > Zn > Cr.水体沉积物中磷营养盐和持久性有机污染物的含量分布特征与重金属基本一致。长三角感潮河口(河流)环境生态风险不容忽视,污染综合防治措施和流域管理对策势在必行。