前期研究发现太湖过滤水和表层沉积物中Zn含量最高, 且表层沉积物中Cd存在强生态危害。 因此, 在优化实验条件下, 以电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)为分析手段研究了太湖苏州湾大桥东表层沉积物(标记为SES)对Cd2+和Zn2+的吸附-解吸特性。 吸附动力学结果表明: SES对Cd2+和Zn2+的吸附能力相差不大, 在吸附时间t<120 min时, 吸附是一个快速阶段, 而当t≥120 min时则相反, 吸附趋于动态平衡； Cd2+和Zn2+的吸附更符合伪二级动力学模型。 吸附热力学实验表明, 沉积物对Cd2+的吸附更符合Freundlich模型, 而对Cd2+的吸附更符合Langmuir模型。 沉积物中Cd2+和Zn2+的解吸动力学研究发现, 二者均更符合Elovich方程, 为非均相扩散过程。 且当pH值增大时, 沉积物中Cd2+和Zn2+的解吸量逐渐减小, 并在pH=9时趋于稳定。 结合Cd2+和Zn2+的吸附-解吸特性发现, SES对Cd2+和Zn2+的吸附速率远远大于其解吸速率, 与作者前期研究结果一致。 揭示了太湖表层沉积物对Cd2+和Zn2+的吸附-解吸作用机理及不同因素对吸附-解吸行为的影响。 对研究太湖固-液两相界面重金属的分配和污染水体修复具有重要指导意义。

采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对太湖22个采样点过滤水和18个采样点表层沉积物中镉(Cd)、 铬(Cr)、 铜(Cu)、 镍(Ni)、 铅(Pb)和锌(Zn)六种重金属元素含量进行测定。 同时, 采用单因子指数法(Ii)、 内梅罗综合指数法(I)、 地质累积指数法(Igeo)、 潜在生态风险指数法(RI)和平均可能影响浓度商法(mPEC-Q)分别对过滤水和表层沉积物进行了污染评价。 结果表明, 除S3, S4, S20, S22采样点外过滤水中Cu, Ni和Zn元素含量最高。 其重金属平均含量水平大小排序为: Zn>Ni>Cu>Cr>Cd>Pb。 研究区域的Ii和I值均小于1, 表明所有采样点五种重金属元素(Ni无标准限值)均处于清洁状态。 而在表层沉积物中六种元素含量均超过当地背景值, 其平均含量大小排序为: Zn>Cr>Pb>Ni>Cu>Cd, 其中S12采样点(渔民生态园)六种元素含量最高, 且它们具有最大的Igeo, RI(327)和mPEC-Q(0.605), 表明沉积物存在不同程度的污染。 源分析的结果表明, 六种重金属具有较大的相关性, 且Cd, Cu, Pb和Zn受电镀、 冶炼工业生产及农业活动中化肥使用的影响较大。 研究结果对追溯太湖重金属来源、 迁移规律、 生物效应和综合治理提供可信的实验依据。