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本文以干旱区工矿绿洲城郊排污渠沉积物为研究对象,通过野外调查实验考察了白银市东、西大沟排污渠沉积物中重金属（Cu、Zn、Cd、Pb、Ni、Cr）的分布特征,并对其污染状况进行了评估;在此基础上,通过释放实验研究了沉积物重金属在不同水环境条件下的环境效应;利用黄土对受重金属（Cu、Zn、Cd、Pb）污染严重的东大沟排污渠沉积物进行钝化修复,并通过Tessier形态分析实验、解吸实验、TCLP毒性浸出实验、室内土柱淋溶模拟实验和盆栽试验研究了经黄土钝化后沉积物中重金属的形态变化机制、纵向迁移规律及生物有效性。主要研究结果如下:（1）东、西大沟排污渠沉积物中重金属含量除Cr外,均明显高于甘肃省土壤背景值。东大沟沉积物中Cu、Zn、Cd、Pb和西大沟沉积物中Cd平均含量超过国家土壤环境质量二级标准,且Cd污染最为严重。形态分析表明,东大沟沉积物中Zn、Ni、Cr以残渣态为主,Cu、Cd以有机结合态为主,Pb以铁锰氧化物结合态为主;西大沟沉积物中Pb以铁锰氧化物结合态为主,其余元素均以残渣态为主。富集因子法（EF）评价表明,东、西大沟沉积物中Cd富集较为严重,达极强污染水平。风险评价编码法（RAC）结果显示,东大沟沉积物各重金属的风险等级为:Ni>Cd>Pb>Cu>Zn>Cr,其中Ni的风险等级最高,处于高风险水平;西大沟沉积物各重金属的风险等级为:Pb>Cd>Ni>Cu>Zn>Cr。其中Cd、Pb、Ni风险等级最高,处于高风险水平。（2）释放实验表明,重金属Cu、Zn、Pb、Cr在不同pH条件下的释放模式相似,而Cd和Ni的释放模式相似。沉积物中重金属释放的变化与它们化学形态间的重新分配有关。沉积物重金属在不同pH值条件下释放平衡后,与最初形态相比较,有机结合态的Cu、Zn、Cd和铁锰氧化物结合态的Pb所占比例降低。Ni和Cr主要以残渣态为主,与pH值无关。重金属Cu、Zn、Pb、Ni、Cr的释放量均随着离子强度的增加而增加,但Cd的释放量随着离子强度的增加呈现先增加后减小的趋势。（3）当10 kg湿沉积物（含水率32.6%）中黄土添加量≥5 kg时,黄土能有效的将碳酸盐结合态的Cu转化为残渣态的Cu。但黄土对Zn、Cd、Pb的钝化效果却不明显,Zn在黄土添加量≥2 kg时被活化,而Cd和Pb在黄土添加量为20kg时被活化。相关性分析表明四种单步提取剂（CaCl2、HCl、EDTA-2Na、DTPA）均可用来预测钝化后沉积物中Cu、Zn、Cd、Pb的有效性。TCLP毒性浸出实验结果表明,与未添加黄土的沉积物相比,黄土能够将Cu和Zn的浸出率分别降低42.43%和17.57%。黄土的添加能明显的钝化沉积物中Cu和Zn,且10 kg湿沉积物（含水率32.6%）中最佳黄土剂量为5 kg。但是,黄土对沉积物中Cd和Pb亲和力较低,当黄土添加量为20 kg时被活化。（4）经pH=3的HNO3溶液淋滤30 d后,各土柱所收集的淋滤液中重金属Zn、Cd、Pb的浓度均低于检出限。而淋滤液中Cu的浓度随着淋滤时间的增长而降低,且最大浓度低于《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）Ⅲ类标准限值(1.0 mg L-1)。沉积物、黄土钝化沉积物和灰钙土具有很强的缓冲能力。淋滤结束后,所有土柱0-10 cm层沉积物或黄土钝化沉积物样品中Cu、Zn、Cd、Pb含量都有不同程度的淋滤减少,而10-35 cm层灰钙土样品中Cu、Zn、Cd、Pb含量均有不同程度的增加。通过模拟降水量计算可得,在本试验条件下各土柱淋滤液中Cu浓度在7.2-9.8年的时间内不会对地下水造成污染。（5）幼苗期、拔节期和成熟期玉米根部为积累重金属Cu、Zn、Cd、Pb的主要器官。幼苗期玉米根中Cu和Zn含量最大,拔节期玉米根中Cd含量最大,成熟期玉米根中Pb含量最大,而幼苗期玉米茎和叶中Cu、Zn、Cd、Pb含量均最大。富集系数结果表明,幼苗期、拔节期和成熟期玉米根、茎、叶对黄土钝化沉积物中Cu、Zn、Pb的富集系数均小于1,而Cd更易在玉米中富集。迁移系数结果表明,Cd和Zn更易于向玉米地上部位迁移。综上所述,排污渠沉积物中重金属在不同pH值和离子强度变化条件下的释放会造成水体污染。黄土的添加对污染沉积物中Cu和Zn的固定很有效。但是,用黄土对沉积物进行实际修复中应考虑Cd和Pb的活化问题,并应采取长期的实验来全面评估黄土钝化沉积物重金属的钝化效果。