论文题目：小清河表层沉积物营养元素和重金属分布特征及风险评价研究
摘要：小清河位于鲁西北平原中南部,属渤海水系,兼有防洪除涝和灌溉等功能,地理位置十分优越。小清河流域沿岸各个城市的工业发达,城市化的发展速度较快,人口密集,生产废水和城镇生活污水的不合理排放导致流域水污染,因此小清河的水生态环境受到了极大的影响。改革开放以来,作为山东省重要的纳污河道,小清河表层沉积物中营养物质与重金属元素铬、铅、铜、锌、镉、镍、砷和汞的含量增长过快,导致小清河流域的水生态环境持续恶化,面临的风险和毒性大小也在增大。为了反映小清河营养元素和重金属的空间分布特征、风险水平等问题,本论文对小清河表层沉积物碳氮磷与八种重金属元素含量的分布特征进行了分析,探讨了它们的相关性,并运用多种方法对表层沉积物的污染等级做评价,剖析经济发展与污染变化关系,本文主要研究内容如下:（1）总有机碳（TOC）、总氮（TN）和总磷（TP）的浓度在空间上分布不均,TOC的含量均值为23.6 mg/g,TN含量均值为2272 mg/kg,TP含量均值为3218 mg/kg,三者都在S2采样点达到最大值。其中TOC、TN、TP空间分布总体呈现自上游向下游（由西向东）含量先升高再递减的趋势。TOC、TN和TP可能有非常相似的来源,营养元素与水环境因子p H、化学需氧量(CODMn)和溶解性总固体（TDS）的相关性密切。（2）有机指数和有机氮评价方法显示,小清河表层沉积物几乎不存在有机氮污染情况,有机指数评价结果表明在六个点位都不存在污染严重情况,上游和中游存在轻度污染,总体符合尚清洁水平。综合污染指数结果表明,小清河表层沉积物在所有采样点位处于重度污染,水体富营养化严重。营养元素的输入主要源自于流域沿岸农业、畜牧业的生产和城镇生活污水的排放。（3）表层沉积物中重金属含量空间分布不规律,Cr、Pb、Cu、Zn、Ni、As、Hg和Cd元素的含量均值都超过背景值;小清河济南段的表层沉积物重金属含量在2004-2016年整体呈现出下降的趋势。相关性分析中,Cr与Cu、Ni、As、Hg元素之间可能存在相同的输入源,重金属Ni和As显示出同源特点;重金属与Si O2、Al2O3和Fe2O3等氧化物的相关性密切,Cd与其余七种重金属具有显著负相关性,与TP有着高度的同源性。（4）内梅罗指数法结果显示Cd的指数最大,污染风险最高;地累积指数法和潜在生态风险指数法对表层沉积物重金属评价结果表明:单一元素污染程度从大到小依次为Hg,Cd,Zn,Cr,Cu,Pb,As,Ni,单项潜在生态风险程度从强到弱的顺序为Cd、Hg、As、Cu、Pb、Zn、Ni、Cr;小清河济南段的历年潜在生态风险指数RI值呈递减趋势。重金属含量的输入主要来自工业源,其次是生活污水和农业源。（5）表层沉积物中营养元素与重金属元素表现出相同输入源的特点,分析小清河流域历年社会经济变化趋势,结果表明重工业与农牧业在经济中的占比呈现下降趋势,推断小清河水生态环境将逐步好转。对小清河流域表层沉积物中营养元素和重金属的生态风险情况进行分析,从工业、农业、城镇生活、管理措施以及提高环保意识等角度对污染控制提出建议。
关键词：小清河;沉积物;重金属;营养元素;风险评价
学科专业：水利工程（专业学位）
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究进展
1.2.1 表层沉积物中营养元素的研究进展
1.2.2 表层沉积物中重金属的研究进展
1.3 研究目的及意义
1.4 研究内容与技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
第二章 材料与方法
2.1 小清河概况
2.1.1 地理位置
2.1.2 河流水系
2.1.3 气候状况
2.1.4 水环境质量状况
2.1.5 社会经济概况
2.2 样品采集与分析
2.2.1 样品的采集
2.2.2 样品的处理与分析
2.3 沉积物营养元素生态风险评价状况方法
2.3.1 有机污染指数法
2.3.2 综合污染指数法
2.4 沉积物重金属生态风险状况评价方法
2.4.1 内梅罗指数法
2.4.2 地累积指数法
2.4.3 潜在生态风险指数法
第三章 小清河表层沉积物营养元素分布特征及污染评价
3.1 表层沉积物中营养元素含量空间分布特征
3.2 表层沉积物营养元素与水环境因子的相关性分析
3.2.1 小清河上覆水环境因子的分布特征
3.2.2 营养元素与水环境因子的相关性分析
3.3 表层沉积物营养元素生态风险评价结果
3.3.1 有机污染指数评价结果
3.3.2 综合污染指数评价结果
3.4 营养元素来源讨论分析
3.5 小清河流域农牧业总产值变化趋势分析
3.6 本章小结
第四章 小清河表层沉积物重金属分布特征及风险评价
4.1 表层沉积物中重金属含量分布特征
4.1.1 表层沉积物中重金属含量空间分布特征
4.1.2 表层沉积物中重金属含量时间分布特征
4.2 表层沉积物重金属与其他元素的相关性分析
4.2.1 表层沉积物的理化性质
4.2.2 重金属与氧化物的相关性分析
4.2.3 重金属与营养元素的相关性分析
4.3 重金属生态风险评价结果
4.3.1 内梅罗指数评价结果
4.3.2 地累积指数评价结果
4.3.3 潜在生态风险指数评价结果
4.3.4 近十年济南段重金属生态风险评价结果
4.4 重金属来源探讨
4.5 小清河流域重工业增加值变化趋势分析
4.6 本章小结
第五章 小清河表层沉积物管理对策
5.1 加强对工农业的治理力度
5.2 采取科学措施治污
5.3 提高环保意识、完善管理制度
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢