题目：沣河水体和沉积物重金属环境地球化学研究

由于人类和自然的相互作用，城市河流是时刻处于变化中的水动力环境，尤其是接收了来自城市和工业大量人为污染物后，其水体和沉积物来源变得更为复杂。在众多的污染物中，重金属由于其在环境中的持久性、生物地球化学可循环性以及潜在的生态威胁而倍受关注。沉积物既是水环境中重金属的主要汇集场所，又是潜在的次生污染源。研究沉积物中重金属含量、分布特征及赋存形态对于探寻水环境重金属的来源、评价污染现状、预测对生态系统的影响及河流环境保护具有重要的现实意义。
本文以沣河流域为研究区域，把上覆水和沉积物作为一个有机整体，经详细调查、采样和实验，首次系统地研究了沣河流域水体的理化特性（pH值、电导率、溶解氧、氧化还原电位）和沉积物的理化性质（pH值、磁学性质、机械组成、烧失量）；用X-Ray荧光光谱仪分析了沉积物中重金属元素Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、Fe、Mn和As的含量，探讨了重金属的分布特征；通过相关分析讨论了重金属之间的相互关系及影响重金属含量的因素，以期为合理开发利用沣河水资源，制定污染防治措施以及流域治理规划等提供科学依据。本研究主要结论如下：
（1）沣河地表水属中性水质，各项理化指标的均值分别为：pH值7.72，电导率256.375μs／cm，DO7.1mg／L。沉积物pH值为7.972，为碱性沉积物；粒径组成平均是黏粒4.27％，粉沙粒24.82％，沙粒70.91％，质地类型主要为沙粒：沉积物烧失量平均为0.99％；沉积物低频磁化率（χLF）、高频磁化率（χHF）和频率磁化率（χfd）均值分别为99.1×10-8m3／kg、97.1×10-8m3／kg和1.84％。
（2）沣河表层沉积物中Cd、Fe、Cr和Pb的平均含量高于环境背景值，As、Mn和Ni的平均含量低于环境背景值，Zn平均含量与环境背景值持平。各重金属元素水平呈波折多峰型分布，其中Cu、Mn、Pb、Zn、Ni和Fe具有相似的水平分布特征；大部分元素高值区均位于河流中下游河段。
（3）沣河柱状沉积物中各重金属元素在垂向上明显地呈波折多峰型分布，其中Cu、Mn、Zn、Ni和Fe表现出非常相似的垂向变化趋势，表明它们具有同一物质来源或相同的沉积后再迁移行为。Pb、和Cr在垂直剖面上变化规律性不强，这与其自身性质及来源不同有关。
（4）沣河地表水中Cd和Zn主要以溶解态存在，Pb、Ni、Cr、Cu主要以颗粒态存在。
（5）统计分析表明：地表水中Cu、Zn、Ni、Cr的含量与表层沉积物中的含量相关性不明显。沉积物中大多数重金属的全量与频率磁化率（χfd）、细粒物质含量、烧失量（LOI）之间相关性较好，反映了影响沉积物重金属富集的主要因素。Cu、Mn、Pb、Zn、Ni和Fe两两之间均显著相关，Cd与上述元素相关性较弱。
（6）重金属元素来源分析表明：沣河沉积物中Cu、Mn、Pb、Zn、Ni和Fe可能以自然来源为主，Cd可能以人为来源为主，重金属元素在沿程与垂向跨度内的分布特征反映了其自然来源和人为来源的差异。