不同水动力扰动下沉水植物对沉积物重金属释放的影响

在风浪扰动条件下,沉积物再悬浮会造成重金属的二次释放。沉水植物可以有效地改变水流条件并抑制颗粒物再悬浮,从而一定程度地改善水体的生态环境。该文通过室内环形风动水槽模拟实验,利用ADV测流技术与悬浮颗粒物(SPM)浓度表征悬浮量的方法,分析不同水动力条件下沉水植物苦草对水流条件的影响及再悬浮过程8 h内SPM的浓度变化,并测定试验周期(35天)内重金属(Ni、Cd)于上覆水、间隙水及沉积物中的分布情况,研究不同水动力下水生植物对重金属再悬浮的影响规律。结果表明,在风速分别为3.21 m/s(小风)、5.95 m/s(中风)和8.78 m/s(大风)时3种风力的扰动作用下,植物有效高度内流速低且流速梯度小,而冠层至水面高度内流速梯度较大,水流结构以植物冠层为拐点,呈"S"形分布。上覆水SPM浓度与无植物时相比显著降低,沉积物再悬浮率下降量(W)与风速(v)呈对数关系(W=0.2194ln(v)-0.2445)。不同水动力条件下,重金属(Ni、Cd)在上覆水、间隙水及沉积物中分布情况及变化规律相似。试验期间间隙水与沉积物中重金属含量变化整体呈现下降趋势,上覆水重金属含量上升。间隙水重金属释放量与风速呈对数关系,Ni、Cd释放量分别为39.55 ng(小风)/77.91 ng(中风)/110.04 ng(大风),以及1.10 ng(小风)/1.81 ng(中风)/2.80 ng(大风)。

The effect of submerged plants on the release of heavy metal from sediment under different hydrodynamic disturbances