构筑根孔湿地中金属元素的来源、分布及其累积效应

摘要：

石臼漾湿地是我国最大的饮用水源处理湿地,成为微污染水源水质改善的典范案例,已运行超过4年,主要运用人工湿地生态根孔技术、多级塘/植物床-沟壕系统协同净化技术来净化微污染水源.为了探明多级塘/植物床-沟壕系统对源水中常规金属K、Na、Ca、Mg、Al、Fe与重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Zn、Pb的累积效应,研究了嘉兴石臼漾湿地岸边带与植物床-沟壕系统中沉积物/土壤的金属分布与累积量.结果表明,沉积物中的金属(Mg除外)均发生了富集和累积(富集系数EF∈ (1.5,10.5)＞1.5).湿地内重金属潜在生态风险指数(RI∈ (24.7,128.9) ＜150)基本处于轻微风险水平,其最高值出现在湿地前端约1/8处的预处理塘(RI=174.94＞ 150).总体而言,重金属风险指数随水力流程而逐步降低.在湿地前端的预处理河道、预处理塘内,重金属沉积通量(23.97 ～ 157.72 mg·m-2·d-1)较高,而植物床-沟壕系统的沉积通量((38.80±16.17) mg·m-2·d-1)相对较低.占湿地面积11.35％的预处理河道、预处理塘中沉积的重金属高达9941.65 kg,占全湿地沉积量的37.90％,是重金属沉积的关键区域.而占湿地面积57.23％的植物床-沟壕系统中截留的重金属高达10601.89 kg,占全湿地沉积量的40.41％,是重金属去除的重点区域.湿地对重金属的主要持留机制是沉积作用,在湿地中单位平均沉积通量高达32.19 mg·m-2·d-1.据估算石臼漾湿地可沉积重金属6558.40kg·a-1,植物吸收重金属约13.16 kg·a-1.本研究证明,多级塘/植物床-沟壕系统协同净化机制能够有效持留微污染水源中的金属特别是重金属,从而有效降低石臼漾湿地净化后源水的潜在生态风险.

关键词：石臼漾湿地、岸边带、植物床-沟壕系统、金属元素、富集因子、沉积通量、风险评价

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分类号：X131.2(环境化学)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51278487;the National Natural Science Foundation of China51278487

在线出版日期：2014-02-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共18页

页码：168-185