唐山近海表層沉積物中重金屬污染及其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

【摘 要】對唐山市入海排污口鄰近海域表層沉積物中重金屬的含量進(jìn)行分析，并采用Hakanson潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法進(jìn)行評價(jià)。結(jié)果表明：5種重金屬的平均含量分別為Cu0.01 mg/g、Pb0.01 mg/g、As3.9 mg/g、Zn0.05 mg/g、Fe 40.9mg/g、Mg17.5 mg/g、Mn 0.9mg/g、Cr0.03 mg/g。沉積物質(zhì)量評價(jià)結(jié)果表明：各種重金屬的潛在生態(tài)危害指數(shù)大小順序As>Cu>Mg>Cr>Zn>Pb。

【關(guān)鍵詞】重金屬 沉積物 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

唐山以工農(nóng)業(yè)為發(fā)展主體，近年來曹妃甸工業(yè)區(qū)更是逐漸起步，承續(xù)著工業(yè)建設(shè)的職責(zé)。本研究以唐山近海為研究區(qū)域，試圖通過對水體中幾種重金屬元素的含量的分析及對重金屬的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)情況進(jìn)行了分析，以此作為對該區(qū)域水質(zhì)污染程度的評判，從而對該區(qū)域的后期修復(fù)與治理提供參考依據(jù)。

1 調(diào)查與分析方法

1.1 調(diào)查站位與時(shí)間

采樣時(shí)間為2011年，選取7個采樣站位，共計(jì)31個采樣點(diǎn)，采樣區(qū)域包含澗河入海口、曹妃甸工業(yè)區(qū)、曹妃甸濕地、樂亭淺水灣、京唐港等涵蓋不同類型的水質(zhì)區(qū)域（澗河口：A，嘴東：B1-B4，燈塔：C1-C4，曹妃甸工業(yè)區(qū)D1-D4，青龍河入?？冢篍1-E4，曹妃甸污水口：F1-F4，曹妃甸濕地：G1-G4，樂亭淺水灣：L1，京唐港灣沙灘：L2，國際旅游島建設(shè)區(qū)：L3，祥云灣：L4，小河子：L5，潮間帶后潮坪：L6）。（見圖1）

圖1 研究區(qū)取樣站位圖

1.2 采樣及前處理方法

取其中央表層0-15cm未受干擾的泥、粉砂、砂質(zhì)樣品裝于容器內(nèi)，運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室分析。樣品于50℃左右條件下烘干至恒重，用瑪瑙研缽將其研碎，過200目篩，充分混勻后取100g左右樣以供測定。

1.3分析測定方法

Cr、Cu、Pb、Zn、As采用高分辨電感耦合等離子質(zhì)譜法測定，F(xiàn)e、Mg、Mn采用X射線熒光光譜法測定。

2 結(jié)果與討論

2.1各重金屬元素的含量分析

31個采樣點(diǎn)中重金屬含量參見表1，通過對表1的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出以下結(jié)論：

（1）唐山近海中重金屬含量平均值的大小順序?yàn)镕e>Mg> As> Mn> Zn；

（2）As、Pb、Cu、Zn在澗河口采樣點(diǎn)的含量均為最高，F(xiàn)e、Mn在L2（京唐港灣沙灘）采樣點(diǎn)含量最高，各重金屬元素在曹妃甸區(qū)域含量相對其他采樣位置含量較低；

（3）As在31個樣品中的含量均超出背景值，超標(biāo)率為100%，各元素超標(biāo)大小順序?yàn)锳s> Cr> Zn> Mn>Mg>Fe> Cu；

（4）各重金屬在河口、沙灘等近海領(lǐng)域含量較高，隨著距離海岸線位置越遠(yuǎn)重金屬的含量呈逐步降低趨勢。

表1 唐山近海表層沉積物中重金屬含量與分布

2.2 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析

采用Hakanson潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法進(jìn)行表層沉積物重金屬污染評價(jià)。沉積物中第i種重金屬的潛在生態(tài)危害系數(shù)Er及沉積物中多種重金屬的潛在生態(tài)危害指數(shù)RI可分別示為：

==

其中： 為第i 種重金屬污染系數(shù)，為第i種重金屬實(shí)測濃度，為第i 種重金屬的參照值，為第i 種重金屬毒性響應(yīng)系數(shù)。

本文采用Hakanson制定的標(biāo)準(zhǔn)化重金屬毒性相應(yīng)系數(shù)為評價(jià)依據(jù)，其毒性相應(yīng)系數(shù)分別為：

Hg=40，Cd=30，As=10，Cu=Pb=Ni=5，Cr=2，Zn=1。

表2 RI，Eri與污染程度的關(guān)系表

表3 沉積物中重金屬潛在生態(tài)危害系數(shù)（Eri） 和危害指數(shù)（RI）

根據(jù)表2、3可以得出以下結(jié)論：

（1）單因子污染指數(shù)中僅As具有嚴(yán)重污染風(fēng)險(xiǎn)，屬于污染最為嚴(yán)重的元素，其他各重金屬元素均為低污染風(fēng)險(xiǎn)，污染相對較低；

（2）而對于潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，綜合各種重金屬元素的含量，該采樣區(qū)域具有很高的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；

（3）潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)最為嚴(yán)重，危害最高的采樣區(qū)域?yàn)闈竞涌?，這與上述重金屬含量分析結(jié)果一致，均表明河口重金屬存在很高的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，水質(zhì)污染較為嚴(yán)重；

（4）唐山近海表層重金屬中潛在生態(tài)危害系數(shù)Er的程度為：As>Cu>Mg>Cr>Zn>Pb；

（5）各元素RI程度為：As>Cu>Mg>Cr>Pb>Zn。

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