对于水体重金属污染,其常用的应急措施是向水体中投加碱和混凝剂进行絮凝沉淀,通过吸附沉降让被污染水源水中重金属离子浓度达到集中供水的标准,但对于水体突发高浓度重金属污染,常规混凝技术存在缺陷,沉入河流底部沉积物也存在二次污染的风险。膨润土、磷灰石、可变电荷土壤由于其自身结构和性质的特殊性,对于重金属都有一定的吸附和固定作用。本研究为了探讨这几种矿物应用到铜、铅污染水体应急处理中的可行性,提出以典型水源水质为模拟对象,在其受到重金属铜、铅污染时,采用投加单一矿物(膨润土、磷灰石或可变电荷土壤)或磷灰石复合零价铁稳定剂进行强化混凝,并模拟构建典型水源受铜、铅污染应急处置产生沉积物,通过静态释放实验和重金属分级实验研究了矿物稳定剂的作用及它们介入沉积物组分后重金属的释放特征和形态变化,以期为河流重金属污染的处置提供借鉴。同时,也考察了上覆水的pH、溶解氧、盐度、腐殖酸含量和沉积物中腐殖酸含量以及控制沉积物受扰动情况等主要因素对矿物稳定剂介入沉积物组分后对重金属释放的影响。研究结果如下:(1)静态释放实验中发现,添加膨润土、磷灰石或可变电荷土壤都能有效的减少重金属Cu、Pb的释放,固定效果好坏排序为:膨润土>磷灰石>可变电荷土壤。添加膨润土、磷灰石或可变电荷土壤对水体和沉积物环境影响较小:添加膨润土或磷灰石均会增大水体pH值,添加可变电荷土壤则会降低水体pH值;添加膨润土、磷灰石或可变电荷土壤对水体DO值、沉积物氧化还原电位(Eh)值和水体总Fe含量影响不大。45 d释放实验后,采用欧盟改进BCR连续提取法进行形态分级实验得出,添加膨润土、磷灰石或可变电荷土壤可使沉积物中生物有效性高的酸可提取态的Cu和Pb含量减少,生物有效性相对较低的可还原态、可氧化态、残渣态Cu和Pb含量增加。(2)主要影响因素对重金属Cu、Pb释放影响较大。低溶解氧、高pH、低盐度和静置工况有利于沉积物中Cu、Pb的固定钝化。而腐殖酸对重金属的释放的影响则较为复杂。不同的溶解氧对于重金属铜和铅的释放量大小依次是:弱氧化环境>氧化环境>缺氧环境。pH值降低,重金属的释放量明显增大。水体中盐度的增加能促进重金属的释放。水体中存在胡敏酸会减少Cu、Pb的释放;而水体中存在富里酸的对照组在初期会增大释放,之后与不添加腐殖酸的原水组相差不大,其他组则波动较为平稳。沉积物中加入胡敏酸抑制了重金属Cu、Pb的释放,而加入富里酸则显著增大了Cu、Pb的释放。沉积物添加胡敏酸或富里酸之后,酸可提取态和可还原态重金属所占比例变化不大,而可氧化态和残渣态重金属所占比例相对不添加腐殖酸的空白组均有所增加,特别是可氧化态所占比例增加更为明显。扰动会大大增加重金属的释放量。(3)在静态释放实验中,磷灰石和零价铁复合稳定剂相对单一稳定剂对河流沉积物中的Cu、Pb的释放抑制效果更好,显著减少了沉积物中Cu、Pb的释放;与单独添加磷灰石相比,添加零价铁会使水体pH值更高,并大大降低沉积物Eh值,并且可以有效减少水中总磷,对水体中总Fe的释放影响则不大。45 d释放实验后,与对照组相比,添加磷灰石复合零价铁的沉积物中,Cu和Pb从生物有效性高的酸可提取态向生物有效性相对较低的可还原态、可氧化态、残渣态转化,且零价铁掺杂比例越高,效果越好。