水力扰动伴生的沉积物再悬浮导致沉积物中重金属释放,会产生潜在的环境风险.为了探究水力扰动对沉积物中重金属释放的影响,模拟水体流动过程,分析了一次和二次悬浮对河口沉积物Cu、Cd和Cr释放的影响.基于泥沙启动规律,设定100、160和240 r·min-13个扰动强度.研究发现扰动会使得粉砂、砂砾等大粒径颗粒物分解为小粒径颗粒物,从而使黏土占比增大.经过悬浮后,沉积物重金属会被再次释放到上覆水中,其中,在高强度(240 r·min-1)扰动下,Cu释放浓度达到36μg·L-1.Cd在低强度(100 r·min-1)扰动下释放浓度最大,其峰值高于中、高强度扰动;Cu主要以弱酸溶解态和残渣态赋存于沉积物中,占比分别为49.3％和30.5％.Cd赋存形态主要为弱酸溶解态(占比为68.2％),且与其他重金属相比,其释放浓度峰值出现时间最短.Cr赋存形态主要为相对稳定的残渣态,占总量的82.7％,该赋存形态相对稳定,受环境因素变化影响较小,3种扰动强度对Cr的影响差异较接近.一次悬浮结束后,3种重金属均呈现持续释放趋势.二次悬浮的Cu浓度峰值高于一次悬浮,二次悬浮的Cd和Cr浓度峰值低于一次悬浮,表明Cu对于沉积物的二次悬浮更为敏感.重金属形态分析结果表明,重金属赋存形态对其释放行为影响较大,弱酸溶解态重金属对于扰动最为敏感,高强度扰动能够促进可氧化态重金属的氧化,增加重金属向上覆水的释放风险.
河口沉积物 再悬浮 二次悬浮 重金属