[张贴报告]气候季节性和人为调水调沙共同调控黄河汞向河口的运输

气候季节性和人为调水调沙共同调控黄河汞向河口的运输
编号:3044 稿件编号:1863 访问权限:私有 更新:2023-04-12 19:48:45 浏览:155次 张贴报告

报告开始:2023年05月07日 08:58 (Asia/Shanghai)

报告时间:1min

所在会议:[SP] 张贴报告专场 » [SP-6-1] 6、海洋地球科学

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摘要
河流携带大量汞进入河口和邻近的海洋,这可能导致海鲜中汞的生物积累,对人类构成潜在威胁。黄河是世界上含沙量最大的河流,将大量的泥沙和污染物输送到黄河口和邻近海域(Wang et al., 2015)。季节性天气和人为调控作用(如梯级水库和大坝建设)能够通过调节水文条件、环境特性等影响水流量和悬浮颗粒物的行为,从而对黄河水体的汞循环产生重大影响。一些研究初步量化了黄河入海汞通量,但这些结果差异很大,从每年0.81吨到4.3±2.9吨,再到1300±1660吨 (Yu et al., 2022; Liu et al., 2021b; Zhang et al., 2015)。这些研究通常在黄河最后一个水文站——利津站,分别测量湿季和干季河水的汞浓度,与河水流量相乘并求和,以估算全年汞通量。然而,这些研究忽视了水流量在高流量时期(如湿季和调水调沙期间)的极大变异性,这可能是汞估算通量巨大差异的主要原因。同时,本研究综合考虑了利津站后河流段(约105 km)悬浮颗粒物的沉积和再悬浮行为及与汞的关系,以便更准确地估算黄河汞向海洋的输送通量。
本研究在2021年8月至2022年7月三次实地考察并采集河水样。根据利津站径流量或河水流速(数据来自黄河水利委员会),将研究周期划分为三个阶段:湿季、干季和调水调沙期间。本研究通过测量和比较河水样品总汞的浓度和环境特性,发现河水的径流量、悬浮颗粒物和总汞含量的协同变化,其变化规律为:调水调沙期间>湿季>干季。主成分分析结果表明三个时间段内的水样明显分离,可能说明湿季、干季和调水调沙期间河水中不同的物质来源和转化过程。回归分析结果表明,悬浮颗粒物含量可以解释92%的总汞时间变化,暗示其显著的控制作用。结构方程模型结果也证实了悬浮颗粒物浓度是控制河水总汞变化的主要因素(路径系数=0.74)。黄河水体的汞主要与悬浮颗粒物相结合,颗粒汞占据河水总汞的比例超过90%。本研究同时计算了颗粒态汞含量的富集因子,三个时期的富集因子均较高(调水调沙期间:2.00±0.75;湿季:3.77±1.16;干季:3.29±1.43),说明颗粒物汞含量受人类活动影响较大。更重要的是,黄河水体悬浮颗粒物在湿季为净沉降过程,导致大约481千克的总汞在下游河床积累。然而,悬浮颗粒物在调水调沙期间转变为净再悬浮过程,近河口端的河水中悬浮颗粒物浓度增加93%,其总汞浓度增加28.7%,大约102千克总汞经再悬浮重新进入水体。干季期间由于河水动力较弱,水体中悬浮颗粒物和汞含量无明显差异变化。在整个研究周期,黄河在利津站约排放2256千克总汞,比通常方法的结果增加了11%,但其中约379千克总汞在进入渤海前沉积在河床,其余1877 千克通过河口流入大海。
 
关键字
汞;甲基汞;黄河;气候季节性;调水调沙
报告人
刘小权
山东大学

稿件作者
刘小权 山东大学
王迎军 山东大学环境科学与工程学院
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