沂河臨沂城區(qū)段重金屬污染調查

霍修楠+胡長偉+李修嶺

摘要：選取沂河臨沂城區(qū)段4個研究樣點，采集水樣、水生植物菹草和底棲動物田螺樣樣品分析了Cr、Co、Ni、Cu和Pb 5種重金屬水平及其在田螺體內的富集程度。結果顯示：水體中除Cr濃度較高以外，其他重金屬濃度較低，均達地表水Ⅰ類水質標準；Cr、Ni、Cu在菹草中有較高的富集水平；田螺對Cr、Co、Cu、Pb均具有較強的富集能力，對Cu的富集系數最高可達71050。結果證明盡管水體中重金屬污染程度較低，但沂河臨沂城區(qū)段水域仍存在一定的重金屬污染風險。

關鍵詞：沂河；重金屬污染；調查

中圖分類號：X52

文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2017）22002502

1 引言

隨著我國城鎮(zhèn)化進程的加快以及城市經濟的迅速發(fā)展，城市水環(huán)境面臨嚴重的污染壓力，其中重金屬污染已經成為不容忽視的環(huán)境問題。重金屬普遍具有生物毒性，且具有難降解和易于蓄積等特點，因此重金屬污染是生態(tài)修復和環(huán)境保護的關注焦點。

沂河是臨沂市最大的河流，南北貫穿臨沂城區(qū)，年均徑流量24億m3。沂河與臨沂城區(qū)居民的生活息息相關，對改善市區(qū)生態(tài)環(huán)境起著至關重要的作用。李寶等研究了臨沂市小埠東橡膠壩對沂河臨沂城區(qū)蓄水段沉積物重金屬分布和富集的影響，發(fā)現橡膠壩的建成改變沉積物重金屬的分布與富集狀況，Hg和Cd水平較高，具有很強的生態(tài)危害[1]；邱繼彩等調查了沂河重要支流祊河下游重金屬污染現狀，發(fā)現As和Hg分別為輕微污染和嚴重污染[2]。

本研究選取沂河與祊河交匯處作為研究對象，分析水體、菹草（Potamogeton crispus L.）和田螺（Cipangopaludian cathayensis）中的5中重金屬Cr、Co、Ni、Cu和Pb的水平，通過對比地表水水質標準與分析生物富集系數，評價沂河城區(qū)段重金屬污染程度。

2 樣品采集與處理方法

2.1 樣點設置和采樣方法

在沂河城區(qū)段沂河北大橋和沂河大橋之間設置4個采樣點（圖1），地理坐標分別為S1（N35°05′06.11″，E118°22′24.56″），S2（N35°04′13.56″，E118°22′33.82″），S3（N35°04′04.06″，E118°21′44.90″）和S4（N35°03′07.52″，E118°22′55.10″）。

于2017年4月份進行采樣，采集表層水下20 cm處水樣50 mL，菹草葉片100～200 g（濕重），大小均一的田螺10粒，每個樣點及其上下游各50 m處各采集3份。

2.2 樣品處理方法

水樣采用0.22 μm微孔濾膜過濾，HNO3酸化以后待測。菹草葉片以超純水沖洗3次，取螺肉約0.5～1.0 g（鮮重），置于烘箱中烘干48 h至恒重。準確稱取一定量的生物樣品，置于玻璃試管中，加濃HNO3，于95 ℃水浴中消解，然后定容至10 mL待測。

2.3 重金屬分析方法

利用電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS，iCAP Q，美國）測定水樣和生物樣品中5種重金屬Cr、Co、Ni、Cu和Pb的濃度，其檢測限均低于0.01 μg/L。采用富集系數（K）評價田螺對重金屬的富集能力：K=Coi/Cei。式中，Coi為受檢田螺體內某種重金屬的殘留量（mg/kg干重）；Cei為采樣點附近水體中某種重金屬的實測濃度（mg/L）。

2.4 數據處理

每個樣點樣品的測試均做3個平行，利用Excel進行計算，數據表示為平均值±標準差。

3 結果與討論

3.1 河水中重金屬水平

表1為沂河4個采樣點水樣重金屬濃度，5種重金屬水平均較低。根據《地表水環(huán)境質量標準GB3838-2002》，Cu、Pb均達到Ⅰ類水質標準，而Cr濃度較高，尤其是S3樣點，但也達到Ⅱ類水質標準。Co、Ni水平均低于10 μg/L。說明沂河城區(qū)段總體重金屬污染風險較低。由于S1樣點附近菹草大量生長，Cr、Co、Ni和Pb元素水平均低于其他3個樣點。

3.2 菹草中重金屬含量

菹草中富集了大量重金屬元素，尤其是Cr、Ni和Cu（圖2），且這3種重金屬在樣點S2的菹草樣品中含量最高。菹草主要從沉積物中攝取重金屬，本研究未對沉積物進行取樣測定，但可以推測其中含有較高水平的重金屬。

菹草對重金屬具有較強的富集能力。在陳國梁等的研究中，廣西刁江流域菹草Cu的水平在6.15～66.00 mg/kg之間，Pb在20.569～217.479 mg/kg之間[3]，與本研究結果相近。河流重金屬污染程度不同，也會導致水生植物中重金屬含量存在較大差異。萬金保等研究了鄱陽湖流域樂安河重金屬污染，結果顯示菹草中Cu和Pb的含量相對較低，分別為12.12和6.21 mg/kg[4]。

3.3 田螺中重金屬含量

田螺是淡水水體中常見的大型底棲動物，它是食腐屑生物，能直接從底泥的微生物和腐殖質以及水中的浮游植物獲取養(yǎng)分[5]。本研究結果顯示，田螺對Cr、Co、Cu、Pb均具有較強的富集能力，對Cu的富集系數K值最高可達71050（表2）。田螺對Ni的富集能力最低，K值低于410。郭明新等的研究發(fā)現，Cu可以在田螺體內大量積累，最高可達843.96 mg/kg[5]；褚武英的研究中，田螺對Cu和Cr的富集系數分別為1615和10250[6]。以上說明田螺能夠耐受Cu、Cr等重金屬的污染脅迫，且能在體內大量富集這類重金屬。

4 結語

沂河臨沂市城區(qū)段水體中重金屬水平較低，以重金屬作為評價指標，達Ⅱ類以上水質標準。但水生植物菹草和底棲動物田螺體內富集了大量的Cu、Cr等重金屬，說明該水域仍存在一定的重金屬污染風險。

參考文獻：

[1]李 寶，孫春意，張智慧，等. 小埠東橡膠壩對沂河臨沂城區(qū)蓄水段沉積物重金屬分布的影響[J]. 水土保持學報，2014，8（4）：243～246.

[2]邱繼彩，梁仁君，孫愛德，等. 祊河下游河水中重金屬污染評價[J]. 中國農學通報，2013，29（20）：176～180.

[3]陳國梁，林 清. 不同沉水植物對Cu，Pb，Cd，Zn元素吸收積累差異及規(guī)律研究[J]. 環(huán)境科技，2009，22（1）：9～12.

[4]萬金保，閆偉偉，謝 婷. 鄱陽湖流域樂安河重金屬污染水平[J]. 湖泊科學，2007，19（4）：421～427.

[5]郭明新，林玉環(huán). 用中華圓田螺作為底泥重金屬毒性和生物可給性的指示生物[J]. 環(huán)境與開發(fā)，1997，12（2）：8～11.

[6]褚武英. 幾種重金屬在淡水毒物體內的富集及其毒理研究[D]. 上海：上海師范大學，2003.endprint