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沘江位于云南高原西北部的“三江并流区”,是澜沧江——湄公河上游的重要支流。由于河水的重金属污染,沘江沿岸已出现水质性缺水。环境治理与修复工作急需各类基础性研究工作的成果支持。
为探讨沘江水体重金属污染状况及其时空变化特征,本研究在2010年枯水期对水体、底泥采样及测试分析的基础上,首先,运用单因子评价法、内梅罗综合污染指数法、模糊综合评价法、灰色聚类评价法分别对水体的现状污染程度进行评价。其次,依据实测数据分析水体重金属污染物沿河程的变化态势及其动因。第三,依照前期监测数据和研究成果,探讨水体重金属污染物随时间的变化态势。第四,采用试错法率定水体重金属迁移转化的综合衰减系数K的取值范围及其最优值。研究得出以下结论:
(1)相对于模糊综合评价法及灰色聚类评价法而言,单因子评价法与内梅罗综合污染指数法结合的方法可相对准确的得出沘江水质类别及水体重金属相对背景值的污染情况。矿区下游河段(1~11号样点)水体的综合水质虽可达到地表水Ⅲ类标准,但相对于水体背景值,目前沘江水体的重金属污染仍较为严重。
(2)沘江水体重金属污染主要由矿区矿业活动引起,矿区下游水体中Zn、Pb、As的浓度及下降速率与距矿区距离呈明显的负相关。由于底泥重金属形态、水文特征及拦河坝等相关因素的影响,个别样点呈现起伏。
(3)2000~2002年沘江水体枯水期水质好于丰水期,2003~2006年沘江水体枯水期水质差于丰水期。2000~2006年沘江水体污染状况虽有波动但总体上呈下降趋势,2007年枯水期沘江综合水质要差于2010年同期水质。
(4)枯水期批江矿区下游水体中重金属迁移转化的综合衰减系数K分别为:Zn为0.015 s-1;宝丰乡石城组上游Pb为0.006 s-1,As为0.018 s-1,下游Pb为0.004s-1,As为0.002 s-1。基于此,用MATLAB建立适合沘江水体Zn、Pb、As迁移转化的模拟模型,模拟效果较好,但应用此模型对丰水期水体重金属Zn、Pb、As迁移转化进行模拟时,应对模型Zn、Pb、As的综合衰减系数K分别在其取值范围内重新率定,或取个别样点进行适用性验证后,方可应用本模型进行模拟。