雅鲁藏布江流域河流化学生源物质的迁移转化及其通量变化规律研究

There were number of studies on environmental effects of heavy metals in lakes and oceans. However, systematic study for large rivers, especially the rivers on the Tibetan Plateau was few. Based on the water chemistry data obtained in the past and, technical support from ongoing work, this project seek to carrying out a study on transformation and flux variation of biogenic chemical substances in the Yarlung Tsangpo (Brahmaputra) river catchments. Sequential extraction process will be applied for obtaining heavy metal speciation information from suspended particulate matter and river sediment; While, study on flux variation of chemical load on water - sediment interface will be performed by a method of laboratory simulation. The later study will be carried out at the middle reach of the main stream (near Lhasa Airport) and its major tributary – Lhasa River at the city site. The overall study will provide a comprehensive analysis of the biogenic substances in the Plateau river. Results of the study will also provide technical support to the other relevant studies for decision makers.

国内外有关海洋及湖泊重金属污染物环境效应的报道很多，然而对于大型河流，特别是青藏高原上河流化学生源物质的迁移转化及其交换通量变化规律的研究没有系统报道。本项目在前期积累的水化学基础数据支撑和在研科技项目的技术支持下，拟对西藏高原境内最大的河流 - 雅鲁藏布江及其主要支流河流化学生源物质的迁移转化及其通量变化规律开展研究。研究采用经典的顺序提取法对河流悬浮颗粒物及沉积物样品中的重金属元素进行形态信息研究；利用实验室模拟现场测定法对主干流中游河谷开阔河段以及支流拉萨河拉萨城区河段河流水-沉积物界面化学载量交换通量开展探索性研究；采用数理统计学、地学统计学相结合的形式完成流域化学生源物质迁移转化及交换通量变化规律的相关性表达。本项目的实施将为全面解析高原水环境系统中化学生源物质的环境行为提供技术支持，还能为其他相关研究和政府决策（如，梯级开发河流水资源）提供参考。

雅鲁藏布江是喜马拉雅山脉北麓也是西藏高原境内流域面积最大、河流路径最长的河流。本项目以雅鲁藏布江主干流及其五大一级支流为主要研究对象，以在全流域近3600km流程上共计68个样点枯、丰、平三个水期水体水化学的特征为研究内容，开展该流域河流主要组成成分来源控制因素及其迁移转化规律的研究。在总量分析的基础上，本研究还以拉萨河流域为例，采用BCR多级连续提取法对河流表层沉积物样品中的重金属元素进行形态信息研究。研究结果表明，雅鲁藏布江流域水体整体呈弱碱性（pH平均值8.71），具有良好的缓冲能力。不同水期，水体主要八大离子具有相似的空间变化规律。即，自源头至中上游呈增加趋势，而后至下游降低。但自上而下，这些离子含量随季节的变化并不明显。流域水体中Ca2+为主导阳离子，占阳离子总量的65%。HCO3-为主导阴离子，占阴离子总量的69%。根据舒卡列夫水化学分类法分类，雅鲁藏布江流域水化学类型整体主要以HCO3·SO4-Ca型为主。流域内岩石的风化作用是影响流域水化学组成的主要因素，其中碳酸盐岩和和硅酸盐岩的风化作用是主导控制因素。流域表层沉积物中15种被测元素在不同水期含量变化规律基本一致。与西藏土壤元素背景值相比较的结果显示，雅鲁藏布江流域表层沉积物中Cu、Pb、Cd、As和Hg在不同水期含量均较高，且表现出较高的潜在生态风险。支流拉萨河流域表层沉积物元素形态分析结果也显示，流域内Cu、Pb、Zn、Mn、As具有较高的潜在迁移能力，且Cu元素基本以非残渣态存在，表明已造成一定的污染。本研究积累了大量基础“背景”数据，不仅会为人们更加了解西藏人民的“母亲河”- 雅鲁藏布江提供全新全面的信息，还能为预测未来河流应对不断加剧的人类活动以及气候变化的“响应”程度提供依据，是构建高原生态安全屏障的重要前提，同时还能为进一步开展其他高原河流的相关研究提供技术参考，为区域经济的发展以及可持续管理这些重要的淡水资源提供技术支持。