主题：【第六届原创】pH对长江下游沉积物镉、铅释放行为的影响研究

                pH对长江下游沉积物镉、铅释放行为的影响研究

   
    长江下游沿岸城市众多，人口密度大，沿江两岸工矿企业云集，是我国最具有活力的经济带。近年来，下游两岸工业生产、城市生活产生的各种废水排入水体中，不仅直接造成水体水质下降，同时废水的排入使水体中的环境因子产生不同程度的变化，导致沉积物中重金属释放到水体中，造成水体的二次污染。目前，长江沉积物重金属的研究主要是针对重金属的含量、分布、形态分析及来源等方面进行，而对于重金属的释放行为的研究开展较少。本文以长江下游南京至上海段29个沉积物样品为例，研究了不同pH条件下沉积物中重金属Cd、Pb的释放潜力及释放后Cd、Pb不同形态的变化。这对于揭示重金属在水-沉积物中迁移化转规律、重金属在沉积物中的潜在生态危害及pH对重金属形态转化的影响等都有重要意义。

一、材料与方法

1、样品的采集和分析

沉积物样品的采集与南京大学合作完成，位点分别在长江南京至上海段，地理坐标位于东经118°36′184″-121°52′833″，北纬31°56′747″-31°41′599″，共采集了29个样点，从南京至上海分别编号为1-29（表1），样品采集后立即封存于干净的聚乙烯袋中，冷冻条件下运回实验室。采集的沉积物样品常温风干后，除去砂石、动植物碎片等明显异物，混合均匀，用玛瑙研钵研细过100目筛，用四分法缩分得到样品，装入聚乙烯塑料袋于干燥器中保存以供测定。

沉积物中重金属含量的前处理以相应土壤样品重金属的国家标准处理，用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS，TJA X-series）测定，以国家标准物质GBW(E)080194进行质量监控。

2、重金属的释放实验

释放实验采用传统的静态释放实验方法。对每个沉积物样品，分别称取干燥样5.0g若干份放入150mL离心杯中，加入 pH分别为2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0和9.0的缓冲液50mL，测定pH值（pH-2型酸度计），在调速多用振荡器（200次/分）上振荡2h，然后在离心机（4500r/min）上离心15 min，分取部分上清液经0.45µm滤膜过滤并酸化后用于Cd、Pb浓度的测定（ICP-MS）。

3、形态分析

分别按地域选取南京江心洲夹江、南通如海运河如江口、江阴韭菜港汽渡和镇江大港汽渡4个位点典型沉积物样品（表1中的1、11、22和27位点），测定Cd、Pb释放前后的形态，释放后选取形态分析的样品为重金属在不同pH点最大释处的沉积物样品。形态分析采用修正的BCR法，以国家一级标准物质GBW07436进行监控。

二、结果和讨论

1、沉积物中重金属的总量

沉积物中重金属总量的测定结果见表1。从表1的数据可看出，重金属Ni在所有位点的浓度均低
于世界河流沉积物中的平均值，而 Cd、Cu和Zn除少部分位点外，其余位点浓度均高于世界河流沉积物中相应元素的平均值，重金属Pb在所有位点的浓度均高于世界河流沉积物中的平均值，说明长江南京段至上海河口沉积物中，Cd、Cu、Zn和Pb等均不同程度的受到人为活动的影响，而Ni没有受到人为活动影响。由于南京至上海长江两岸工业及航运业都非常发达，同时城市人口密集，所以沉积物中这些相对高含量的重金属可能主要来自各种工业、航运业和城市生活垃圾造成。
                                            表1 沉积物中重金属的含量