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第 一作者：孙传喆

环境疏浚对重金属（HM）的综合效应仍存在不确定性。本研究通过为期一年的原位模拟疏浚处理组（D）与未疏浚对照组（UD）沉积物柱芯对比实验，系统评估了疏浚工程对太湖沉积物中重金属（铜（Cu）、镍（Ni）、锌（Zn）、铅（Pb）、镉（Cd）、铬（Cr）、砷（As））环境风险与生物有效性的长期影响。采用阈值效应水平（TEL）、地质累积指数（Igeo）、潜在生态风险指数（ RI）及次生相与原生相比值（RSP）方法评估沉积物重金属环境风险；同时应用薄膜扩散梯度（ DGT）技术表征重金属生物有效性。结果表明：通过Igeo与RI评估，Cd是污染最严重的重金属。疏浚工程显著降低了沉积物重金属总量（特别是Cu、Zn、Cd），并有效降低其Igeo与RI指数，但对重金属形态分布影响有限，且对RSP指数呈现差异化调控效应。各风险指数呈现独立且季节依赖性的变化特征。孔隙水分析显示，夏、冬季较高的重金属浓度可能导致上覆水体质量恶化。DGT分析表明沉积物中存在大量金属-DOM复合物，疏浚降低了Ni、Cd、As的生物有效性，但对其他重金属的影响呈现季节差异性（有效/无效影响因季节而异）。这些发现揭示了疏浚工程对沉积物重金属动态过程的复杂调控机制，强调了季节性监测与针对总量-形态协同调控的多目标地球工程技术的重要性。

潜伏期未疏浚（UD）和疏浚（D）处理的孔隙水中DGT有效态镍（Ni）、镉（Cd）和砷（As）浓度的分布情况

孔隙水中DGT有效态镍（Ni）、铜（Cu）、锌（Zn）、铅（Pb）、镉（Cd）、铬（Cr）和砷（As）浓度的平均值随时间的变化

通过为期一年的原位模拟疏浚处理组（ D）与未疏浚对照组（UD）沉积物柱芯对比实验，系统评估了疏浚工程对太湖沉积物重金属（ HM）环境风险与生物有效性的长期效应。监测数据显示，镉（Cd）是重金属中污染程度最高的元素。模拟D组实验表明，疏浚能显著降低沉积物重金属总量（如Cu、Zn、Cd）及其地质累积指数（Igeo）与潜在生态风险指数（RI），但对重金属再活化、生物有效性及形态分布影响有限，且对次生相与原生相比值（RSP）指数呈现差异化调控效应。薄膜扩散梯度（DGT）技术精准解析了沉积物-水界面（ SWI）处重金属生物有效性，证实疏浚可降低镍（Ni）、镉（Cd）、砷（As）的生物有效性浓度，总体呈现正向调控效应。现场监测结果表明，沉积物疏浚作为修复策略能有效控制沉积物内源重金属总量的环境风险，但对沉积物与孔隙水重金属生物有效性的影响具有异质性。因此，疏浚工程决策需综合考虑水体环境特征与重金属种类特异性。研究建议，疏浚联合覆盖等地球工程技术对特定金属离子的协同控制值得深入研究。后续研究应重点关注疏浚对汞（Hg）等重金属的调控效果，并拓展至河流、水库等不同水力条件的重金属污染水体治理。

Chuanzhe Sun, Wanqing Gong, Gang Pan, Robert J.G. Mortimer, Enqin Yao, Shuailong Wen, Musong Chen, Jicheng Zhong, Comprehensive effects of sediment dredging on environmental risk and bioavailability of heavy metals from the sediment of Lake Taihu, China, Journal of Hazardous Materials, Volume 484, 2025, 136789, ISSN 0304-3894, https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.136789.

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389424033703

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