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沉积物是重金属迁移转化的重要媒介。生物扰动能改变沉积物的物理化学组成,从而影响其中重金属的赋存形态和迁移转化特征,对水环境存在潜在生态风险。研究生物扰动对重金属二次释放的影响机制显得尤为重要。研究选择颤蚓、羽摇蚊幼虫和泥鳅作为生物扰动源,沉积物经铊、镉、铜、锌与铅人为污染,主要考察上覆水与孔隙水中重金属的浓度。 通过对颤蚓、羽摇蚊幼虫和泥鳅28天的生物扰动作用研究发现,在实验初期,溶解态铊释放到上覆水中的速度很快,但是14天之后,生物尤其是泥鳅的扰动作用抑制了沉积物中溶解态铊向水中的释放,这可能是因为浮游植物的生长使上覆水的pH值升高,这一过程中产生的铁锰氧化物吸附和共沉淀铊导致的。颗粒态和总量铊的含量与颗粒态铁和锰的浓度以及浊度的相关关系也证明了这一推论。生物扰动能显著促进沉积物中有机质向上覆水迁移,释放至上覆水中的有机物以富里酸类与腐殖酸类有机物为主。 考察了颤蚓与泥鳅的生物扰动作用对沉积物中铊和其他重金属在三个埋藏深度(1.0-2.0 cm,4.0-5.0 cm,8.0-9.0 cm)下的迁移转化过程的影响。沉积物中埋藏在浅层的重金属最易发生迁移(1.0-2.0 cm>4.0-5.0 cm>8.0-9.0 cm)。另外,生物扰动对重金属在沉积物中的分布进行了重新分配,且泥鳅的影响较大,这可能是因为泥鳅埋孔为孔隙水的流通提供了更大的通道。生物的扰动作用对埋藏在深度为4.0-5.0 cm和8.0-9.0 cm的重金属释放到上覆水中的浓度无明显影响,只有埋藏深度为1.0-2.0 cm的处理中,泥鳅组中铊与铜释放至上覆水中的浓度明显高于颤蚓组,且这两组均低于对照组(无生物),这可能是因为生物的向下扰动作用为重金属的扩散提供了通道,使埋藏在表层的污染物向下移动。 粉末活性炭和颗粒活性炭的加入对重金属污染沉积物都有一定的修复效果,其中对铜污染沉积物的修复效果最好,生物扰动作用降低了上覆水中重金属尤其是镉和锌的浓度,说明生物扰动过程中形成的铁锰氧化物对重金属发生了吸附共沉淀作用。但是活性炭尤其是粉末活性炭的加入促进了生物对重金属的生物富集作用,粉末活性炭的加入使生物体内重金属的累积量(与未添加活性炭的处理进行比较)增加了1.2-3.7倍,这可能是由于受试生物摄入了吸附重金属的活性炭,致使受试生物肠胃乃至体内的重金属含量升高,从而降低了生物的成活率。