南灣水庫重金屬分布及污染評價

路程

【摘 要】近年來，由于工業(yè)化及城市化的加速，人類生產(chǎn)活動向自然環(huán)境中排放的重金屬物質(zhì)愈發(fā)增多。重金屬元素難于降解、只能通過遷移、轉(zhuǎn)化、富集作用固定在土壤、沉積物及生物體中，具有嚴重危害性。本文通過對南灣水庫1月枯水期和7月豐水期兩個階段，設(shè)置7個采樣點的方式對該水庫表層沉積物中Hg，As，Cu，Pb，Cd等5種重金屬元素的含量加以測定，應用潛在生態(tài)風險指數(shù)法，對水庫進行生態(tài)風險評價，對水庫的進一步開發(fā)及治理提供理論參數(shù)。

【關(guān)鍵詞】重金屬污染；生態(tài)風險；評價；水庫

重金屬元素通常存在于土壤或水體沉積物中，其危害表現(xiàn)為對其存在環(huán)境的毒害作用；且其毒害作用有明顯特征：如毒性閥值低，很低的濃度即可產(chǎn)生毒害作用；不易降解、只能通過遷移、轉(zhuǎn)化作用，最后容易富集，產(chǎn)生更大危害；其毒性表現(xiàn)為隨環(huán)境不同呈現(xiàn)不同程度毒性；于水體沉積物及土壤中易于微生物發(fā)生作用，從而轉(zhuǎn)化為毒性更強的物質(zhì)。以上種種污染特性，使得重金屬的毒害作用俞發(fā)引起人們重視。

1.實驗材料及方法

1.1樣品收集

樣品收集過程：①時間：2010年1月和7月；②地點：南灣水庫上下游設(shè)置7個采樣點；③方法：使用抓斗式取泥器取0～10cm水體沉積物樣品，置于聚乙烯瓶，于實驗室保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2處理方式

采集樣品后，放于背光通風處，天然風干，將礫石等雜物剔出，后經(jīng)碾壓，使其透過 0.85mm篩。過篩的樣品取5～10g，用研缽研磨，過0.15mm篩，于棕色廣口瓶中貼上標簽保存。重金屬含量的測定方法采用原子原子突光法（《水和廢水監(jiān)測分析方法》（第四版））①。每個樣品測定過程中，設(shè)置3個平行樣，后取其平均值。

采用單因子污染指數(shù)法評價單一污染物污染狀況。計算公式：C=C/C式中，C為單因子污染指數(shù)；C為某一污染物實測值；C為某一污染物參比值。以Hakanson提出的全球工業(yè)化之前沉積物中重金屬最大值（Pb、Cd、Hg、As、Cu分別為25、0.5、0.25、15、30mg/kg）作為依據(jù)。

2.實驗結(jié)果分析

2.1重金屬含量分布

如表1所示：

（1）各采樣點在1月份的重金屬含量特點如下：

Hg含量為0.13～0.31mg/kg，均值為0.21mg/kg，最大、最小值分別出現(xiàn)在馬家畈（上游）、大廟（下游）。As含量為10.01～19.45mg/kg，均值為14.94mg/kg，最大、最小值分別在潭石咀（中游）、白石咀（下游）。

Cd含量為0.26～0.60mg/kg，均值為0.38mg/kg，最大、最小值分別在西雙河、大壩。Cu含量為24.17～39.67mg/kg，均值為31.72mg/kg，最大、最小值分別在馬家畈、白石咀。Pb含量為10.20～19.66mg/kg，均值為16.08mg/kg，最大、最小值分別在大廟、夏家沖。

由上可知：1月份各采樣點的重金屬含量為，最大值點基本都在上游（Pb在下游），最小值點基本都在下游。

（2）各采樣點在7月份的重金屬含量特點如下：

Hg含量為0.14～0.33mg/kg，均值為0.22mg/kg，最大、最小值分別出現(xiàn)在馬家畈（上游），潭石咀和大廟（中游）。As含量為10.21～20.01mg/kg，均值為14.52mg/kg，最大、最小值分別在潭石咀（中游）、大壩（下游）。

Cd含量為0.24～0.61mg/kg，均值為0.40mg/kg，最大、最小值分別在夏家沖、大壩。Cu含量為26.47～36.82mg/kg，.均值為31.52mg/kg，最大、最小值分別在馬家畈、白石咀。Pb含量為10.32～19.32mg/kg，均值為16.17mg/kg，最大、最小值分別在大廟、夏家沖。

由上可知，7月份的重金屬含量特點為：上游含量明顯高于下游。

2.2重金屬生態(tài)風險評價

本文重金屬生態(tài)風險評價采用Hakanson提出的潛在生態(tài)風險指數(shù)法②，評價公式為：E=TCRi=E式中，C為單因子污染指數(shù)；T為污染物毒性系數(shù)（Pb，Cd，Hg，As，Cu分別為5，30，30，l0，5）；E為單個污染物的潛在生態(tài)風險；Ri為綜合潛在生態(tài)風險指數(shù)。

2.2.1單因素污染指數(shù)分析

由表2可知：

①1月枯水期時，7個采樣點處各重金屬元素的單因子污染指數(shù)分析如下：

Hg于西雙河、馬家畈處大于1，屬中度污染，其余采樣處均小于1，屬輕度污染；As于馬家畈、潭石咀、夏家沖處，污染指數(shù)大于1，屬中度污染，其他采樣點處，小于1，屬低度污染Cd在西雙河處大于1，其余點小于1；Cu在西雙河、馬家畈、潭石咀和大廟處的污染指數(shù)大于1；Pb的污染指數(shù)都小于1。

②7月豐水期時，7個采樣點處各重金屬元素的單因子污染指數(shù)分析如下：

Hg于西雙河、馬家畈、白石咀處污染指數(shù)大于1，有中度污染，其他采樣點處小于1，屬低污染；As于馬家畈、潭石咀和夏家沖處的污染指數(shù)大于1，屬中度污染，在其他采樣點處小于1，屬于輕度污染。

Cd于西雙河、夏家沖處大于1，其余點都小于1；Cu在西雙河、夏家沖、馬家畈、潭石咀和大廟處的單因子污染指數(shù)大于l；Pb的污染指數(shù)都小于1。

2.2.2單因子潛在生態(tài)危害參數(shù)及綜合潛在生態(tài)風險指數(shù)

如表3所示：

1月枯水期時，該水庫七個采樣點處，重金屬污染的綜合潛在生態(tài)風險指數(shù)Ri在47.3～89.60間，單因子潛在生態(tài)危害系數(shù)E在2.05～37.20間； 7月豐水期間，該水庫七個采樣點處，重金屬污染的綜合潛在生態(tài)風險指數(shù)Ri在47.37～86.12間，單因子潛在生態(tài)危害系數(shù)E在2.06～39.60間。

枯水期，豐水期間其綜合潛在生態(tài)風險指數(shù)Ri都小于150，單因子潛在生態(tài)危害參數(shù)E都小于40，屬輕微風險，說明該水庫中重金屬物質(zhì)污染程度很低，這種情況與處于發(fā)達工業(yè)地區(qū)的水庫有明顯不同 ③。同時，各采樣點處，綜合潛在生態(tài)風險指數(shù)和單因子潛在生態(tài)危害參數(shù)均有上游高于下游的明顯趨勢，這說明水庫中重金屬的污染水平與水流方向有一定關(guān)系。

3.結(jié)論

（1）1月份各采樣點的重金屬含量為：最大值點基本都在上游（Pb在下游），最小值點基本都在下游；7月份的重金屬含量特點為：上游含量明顯高于下游。

（2）1月及7月份，水庫綜合潛在生態(tài)風險指數(shù)Ri都小于150，單因子潛在生態(tài)危害參數(shù)E都小于40，屬輕微風險，說明該水庫中重金屬物質(zhì)污染程度很低；綜合潛在生態(tài)風險指數(shù)和單因子潛在生態(tài)危害參數(shù)均有上游高于下游的明顯趨勢。 [科]

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