水体沉积物微量金属区域地球化学基线研究-以辽河流域为例

水体沉积物污染严重威胁着水生态系统及人类健康；因此，识别和定量评价水体沉积物污染及其演变极为重要。由于沉积物组成具有高度的空间变异，导致其自然起源的微量金属含量可能在较小的空间尺度内存在几个数量级的变化；因此，在识别和定量评价沉积物微量金属污染及其演变时，必须对其含量的实测值进行校正，以消除背景含量变化产生的影响。所以，研究沉积物微量金属含量实测值的校正方法有重要价值。在这方面，国外开展了较全面的研究；而我国的研究很少。本研究选择污染严重的辽河流域，采集表层沉积物、沉积物柱、悬浮物样品，测定不同粒级沉积物的理化特性和主量、微量、稀土元素含量，探讨这些参数间的地球化学关系，探索和发展沉积物微量金属总量和生物有效态含量实测值的校正方法，建立辽河流域水体沉积物微量金属地球化学基线。为识别和定量评价该流域水体沉积物污染和演变提供理论和技术支撑，为开展其它区域沉积物微量金属污染研究提供借鉴。

由于微量元素（重金属）普遍天然存在沉积物中，同时通常缺乏沉积物微量元素地球化学背景值、地球化学基线值，加之沉积物本身高度的空间异质性，定量评价沉积物微量元素(重金属)污染是一项极具挑战性的工作。研究采集了辽河流域水系（辽河水系、大辽河水系）悬浮颗粒物、表层沉积物、沉积物柱心，以及大辽河河口悬浮颗粒物、表层沉积物、沉积物柱心等样品。测定了样品的基本理化特性、主量元素、微量元素、稀土元素等含量及形态。通过文献，收集了辽河流域土壤元素含量。在此基础上，依据元素地球化学原理，采用集富集因子、统计分析等手段，剔除异常值，识别和估算了辽河流域沉积物若干微量元素及磷的地球化学背景值、基线值，建立了若干微量元素及磷的区域地球化学基线。为识别和定量评价辽河流域水体沉积物微量元素污染提供基础方法和技术支撑。.研究得出如下主要结论：（1）河口沉积物微量元素地球化学过程也许不同于河流沉积物，因此二者的微量元素区域地球化学背景、基线也可能存在差异；（2）采用柱心沉积物建立微量元素区域地球化学基线是可行的；（3）不同粒径沉积物微量元素区域地球化学基线是一致的；（4）可以建立沉积物微量元素形态的区域地球化学基线。.研究取得如下主要成果：（1）发展了识别及推算沉积物微量元素及磷区域地球化学基线、地球化学背景值、地球化学基线值的方法；（2）确定了沉积物保守示踪元素Sc、Fe、Al；（3）建立了辽河流域河口沉积物Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、Sb区域地球化学基线；（4）建立了辽河流域河流沉积物As、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn、V、P的区域地球化学基线、地球化学背景值、地球化学基线值；（5）已经发表9篇SCI检索论文。