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已知自然环境中砷的含量过高将对人体和生物产生不良的影响,因此有必要研究自然环境中砷的时空分布特征及迁移转化规律,从而更好的了解自然界中元素砷的来源及迁移过程,以便更有针对性的开展防范与治理工作。潮滩受周期性潮水的淹没,处在氧化-还原交替变化的环境下,生物地球化学过程活跃,水体与沉积物之间的物质交换十分强烈,这对于研究自然环境中砷的迁移转化规律是一个理想的场所。本论文选取崇明东滩自然保护区作为典型区域,以沉积物、潮沟水、孔隙水和三种典型潮滩植被(芦苇、互花米草、海三棱蔗草)为主要研究对象,利用物理化学等分析手段,揭示崇明东滩沉积物和潮滩水体中总砷的时空分布特征;三种典型潮滩植被对砷的富集规律以及不同植被对砷的迁移转化影响的差异。运用分步提取方法,研究潮滩沉积物中不同形态砷含量的变化,探讨不同形态砷在互花米草和海三棱蔗草植被下的垂向变化规律。研究孔隙水中砷的垂向累积特征并初步探讨pH、Eh、盐度、粒度、有机质、硫化物、铁铝锰氧化物和氢氧化物对潮滩砷迁移转化的影响。通过此次研究,得出以下几点认识:1.崇明东滩表层沉积物总砷含量符合国家自然保护区要求,基本不存在污染现象。同世界上其它地区沉积物中砷含量相比,崇明东滩表层沉积物总砷含量处于较低水平。同一采样点的砷含量存在明显的四季差异,除东线中潮滩外,其余各点均呈现出春、冬>夏、秋的含量分布特征。两种典型植被下沉积物中的总砷在表层(0-5cm)含量较高,不同的植被下沉积物中总砷含量的变化范围相当,但变化趋势存在较大差异。总砷的变化趋势与<16μm粒度组分有很好的一致性。2.潮沟水总砷不存在明显的四季变化,其含量符合国家水环境标准。与长江口和其他国家的河口水体中溶解态砷相比,潮沟水中溶解态砷的含量较高。3.三种典型潮滩植被中总砷的含量分布存在着差异,芦苇根与茎叶中总砷含量都较低,互花米草和海三棱藨草中的砷主要集中在毛细根,茎叶中的总砷含量也较低。4.潮滩沉积物中5种不同结合态砷含量顺序为残渣态>非晶形结合态>晶形结合态>强交换态>弱交换态。各结合态砷含量的垂向变化规律较复杂,强交换态砷、非晶形/晶形结合态砷含量随着深度的增加有减小的趋势,残渣态砷含量则随着深度的增加而逐渐增大。沉积物中砷可能存在从晶形水合铁铝锰氧化物结合态到非晶形水合铁铝锰氧化物结合态再到交换态的相互转化过程。5.两种植被下孔隙水中的砷主要富集于21cm以上部分,砷的释放伴随着铁氧化物和氢氧化物的还原。6.潮滩沉积物砷含量主要受到粒度大小的控制,与粒度呈正相关关系。氧化还原环境导致铁铝锰的氧化物和氢氧化物的氧化还原作用是控制砷迁移的第二大因素。弱交换态砷和非晶形结合态砷在pH=6.0~7.0,随pH上升吸附量增大。有机质的降解、沉积物含水率、环境温度以及盐度通过改变氧化还原环境和与砷发生竞争吸附作用而间接影响沉积物中砷的分布。7.潮滩沉积物中元素砷的迁移主要通过沉积物-孔隙水界面进行,铁硫的循环控制着砷的迁移。在还原条件较弱的环境中,砷主要吸附于铁的氧化物和氢氧化物表面或与铁、铝、锰、钙等结合生成相应得难溶盐类,迁移能力较弱。此时硫主要以硫酸盐的形式存在,对砷的迁移不起到主要作用。还原环境增强时,砷随着铁、铝、锰水合氧化物和氢氧化物的还原被释放到孔隙水中向着浓度较低的方向迁移,向上迁移的砷随着氧化环境的增强再吸附于氧化物表面,向下迁移的砷则主要受到硫化物的影响,生成砷的硫化物或与金属硫化物结合,再次沉淀到沉积物的表面。由于植物根系的输氧作用当还原环境变弱时,硫化物又会被氧化,与之结合的砷也将随之释放。