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运用高分辨率技术评价南四湖沉积物-水界面Cr、Mo和W移动性

更新时间:2023-09-05   点击次数:237次


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摘要



目前对元素周期表中VIB族的铬(Cr)、钼(Mo)和钨(W)的同步评估的研究较少。本文基于高分辨孔隙水采样器(HR-Peeper)和薄膜扩散梯度(DGT)技术,分析了南四湖(微山湖和独山湖)两个湖泊中DGT有效态和可溶性Cr、Mo和W的垂直分布特征。利用净扩散通量和R值(CDGT/Csol)评价了三种金属元素在沉积物-水界面的迁移率和释放风险。结果表明:微山湖上覆水体和沉积物中3种金属元素(Cr、Mo、W)的DGT有效态浓度均高于独山湖,这主要是由于对独山湖区进行了疏浚,可以清除被污染的沉积物,且微山岛旅游区附近的外源输入相对较高。净扩散通量表明,W具有向上覆水体扩散的潜在释放风险。基于Pearson相关系数的分析,Cr、Mo和W的释放与Fe/Mn(氢)氧化物的还原溶解有关。Cr和W的R值表明沉积物中Cr和W的释放属于部分连续类型,而Mo的R值小于最小值,说明Mo属于单一扩散类型,沉积物中Mo难以供给孔隙水。



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两个湖泊沉积物孔隙水中可溶性Cr(a)、Mo(b)、W(c)、Fe(d)和Mn(e)浓度的垂向分布信息。虚线表示积物-水界面。

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沉积物中DGT有效态Cr、Mo、W与DGT有效态Fe(a-c)、Mn(d-f)的相关性分析




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结论


采用高分辨率技术综合评价了南四湖SWI中Cr、Mo、W的分布特征、潜在释放风险及迁移特征。南四湖微山湖区DGT-有效态Cr、Mo、W浓度由上覆水体向底泥呈递减趋势,且上覆水体和底泥中Cr、Mo、W浓度均高于独山湖区。Cr、Mo、W在微山湖的净扩散通量均为负值,释放风险较低,而W在孤山湖的净扩散通量为0.06 μg∙m−2·day−1,表明存在从沉积物向上覆水体释放的潜在风险。相关性分析表明,这三种元素的释放可能受铁锰氧化物的控制。微山湖和独山湖沉积物中Cr、W向孔隙水释放的类型属于属于部分连续型,而Mo属于单一扩散型,从沉积物固体到孔隙水的再补给能力较弱。