1 引言
水和人类的关系是密不可分的,但是随着工农业的迅速发展和城市化进程的加快,水体污染和水资源短缺等问题已经成为世界各国都广泛关注的环境问题。而在对水体造成污染的诸多污染物中,又以重金属元素的危害最大。因为重金属在进入环境后,能在环境中长期累积,并且对人体和生物体能产生毒副作用,所以,长期以来重金属在水体中的行为和环境效应是环境研究的热点问题之一。
1.1 国内外河道中底泥重金属污染的研究现状
1.1.1 水体底泥污染研究现状
从本质上讲,地球的环境问题是人类社会片面追求经济发展的恶果。尤其是在近代,西方工业化高速发展更加剧了人类生存环境的危机,其中包括底泥污染。现在,不仅在发达国家,而且还,扩展到发展中国家,许多河流、湖泊和海洋的底泥已经遭受了不同程度的污染。
在过去的几十年中,国内外很多学者研究了河道、湖泊、海湾等底泥中的重金属污染物的含量及其形态分布,提出了新的观点。进入地表水的富含重金属的污染物,在水体的中经过各种物理化学过程,最终沉积到底泥中。大量的研究表明,底泥中的重金属含量比水相中的含量高出很多倍。在受重金属污染的水体中,水相中重金属的含量很小,而且随机性很大,常随着水体的物理情况和化学条件的变化而变化,其重金属的含量无规律可寻。而底泥中的有机碳和黏土矿物的含量对其有很大影响,因为它们对进入底泥的重金属离子具有吸附作用,正是这种吸附作用致使进入水体的重金属污染物大部分沉积到底泥中。
由于底泥相当稳定以及重金属环境地球化学行为上的特征,对进入底泥的重金属的含量和形态分析可以找出其来源,分析其特征对水体和人类的影响,进一步治理和减少对人类的影响提供保障。
河流、湖泊和海洋底部广泛分布的底泥是地球表层生态和地质环境系统中有机的组成部分,在那里不仅微生物活动十分活跃,而且生存着许多具有经济价值和在食物链中具有重要意义的生物。但是由于沉积作用,底泥已成为重金属、营养物和有机物等各种污染物的重要储存库,一旦底泥遭受污染,必然导致河道生态环境的恶化,造成经济损失,甚至威胁人类的生存。即使发达国家在水质改善方面取得了相当的成功,但其对水体底泥污染的控制仍不容乐观,如美国EPA在1998年9月《关于污染底泥战略总报告》中指出,“在全美国许多水域污染底泥都造成生态和人体健康的危机,底泥成为污染物的储存库”。其主要原因在于底泥与上覆水体间会发生频繁的交换作用,导致被污染的底泥环境成为河、湖和海洋二次污染潜在的来源。因此,底泥污染的研究对最终解决人类面临的日益严重的环境危机具有重要的理论和实际意义。
1.1.2 底泥重金属污染研究现状
自20世纪50年代起,因重金属引起的一系列公害事件就时有发生,如水俣病、骨痛病等,环境中重金属污染引起了人们的高度重视。
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