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紫坪铺水库淤积物物化特性分析及重金属污染评价作者：李洪由丽华李昆鹏石华伟王丹柏来源：《人民黄河》2021年第12期摘要：為了掌握紫坪铺水库淤积物的物化特性及重金属污染特征、给淤积物多途径资源利用提供理论依据，基于库区21个淤积物深层样品测定结果，采用重金属地累积指数法、富集系数法及潜在生态风险指数法，对紫坪铺水库淤积物物化特性及重金属污染风险进行了分析评价。
结果表明：截至2020年10月，紫坪铺水库淤积物总量为1.952亿m3，其中黏土约0.381亿m3、粉细沙约1.424亿m3、中粗沙及卵石约0.147亿m3，分别占淤积物总量的19.5%、73.0%、7.5%;淤积物湿容重平均值为1.7 g/cm3、干容重平均值为1.2 g/cm3、含水率平均值为46%，自上游库尾至坝前湿容重沿程变化较小、干容重沿程有减小趋势、含水率沿程有增大趋势;淤积物主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO组成，这4种氧化物约占80%;各取样点淤积物均为碱性，pH值自上游向下游有减小趋势;淤积物中氮磷钾总含量满足土地改良所需养分要求，但有机质含量相对较低;淤积物中Cd、Hg、Cu、Ni、As、Pb、Cr、Zn这8种重金属的综合潜在生态风险较低，大部分取样点重金属综合潜在生态风险等级为轻度，但坝前库区部分取样点Cd和Hg有中度潜在生态风险。
关键词：淤积物;物化特性;重金属;有机质;紫坪铺水库中图分类号：X524;TV697.2+2 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.12.028引用格式：李洪，由丽华，李昆鹏，等.紫坪铺水库淤积物物化特性分析及重金属污染评价[J].人民黄河，2021，43（12）：139-142，146.Abstract： In order to grasp the physicochemical characteristics and heavy metal pollution characteristics of Zipingpu Reservoirs silt， and provide a theoretical basis for the utilization of silts multi-channel resources， based on the measurement results of 21 silt deep samples in the reservoir area， the heavy metal accumulation index method， the enrichment coefficient method and the potential ecological risk index method were used to analyze and evaluate the physicochemical characteristics of Zipingpu Reservoir silt and the risk of heavy metal pollution. The results show that as of October 2020， the total amount of silt in Zipingpu Reservoir is 195.2 million m3， of which clay is about 38.1 million m3， silty fine sand is about 142.4 million m3， medium-coarse sand and pebbles are about 14.7 million m3. Correspondingly， they accounted for 19.5%， 73.0%， and7.5% of the total sludge. The average wet bulk density and dry bulk density of sedimentation is 1.7g/cm3 and 1.2 g/cm3， respectively， and the average moisture content is 46%. From the upstream end of the reservoir to the front of the dam， the wet bulk density has a small change along the way，and dry bulk density has a decreasing trend along the way， thus the water content has an increasing trend along the way. The sludge is mainly composed of SiO2， Al2O3， Fe2O3， and CaO， and these account for about 80% of the total content. The sludge at each sampling point is alkaline， and the pH value decreases from upstream to downstream. The total content of nitrogen， phosphorus，and potassium in the sludge meets the nutrient requirements for land improvement， but the organic matter content is relatively low. The heavy metals Cd， Hg， Cu， Ni， As， Pb， Cr， and Zn in the sludge have low comprehensive potential ecological risks. Most of the sampling sites have a lowcomprehensive potential ecological risk of heavy metals， but Cd and Hg in some sampling points in the reservoir area of the dam have a medium potential ecological risk.Key words： silt; physicochemical properties; heavy metals; organic matter; Zipingpu Reservoir紫坪铺水库距成都市约60 km，是以灌溉和供水为主兼顾发电、防洪、环境保护、旅游等综合利用的水利枢纽工程。
三峡库区典型支流沉积物重金属污染特征及评价分析大型水利工程对生态环境具有直接的影响，也是近年来国内外关注的焦点，由于我国三峡库区水环境中的重金属所具备的化学特性较为繁杂，直接关系到生态效应。
目前，这也是水利、环境与生态领域着重研究的课题。
由于金属主要是通过沉淀或者共沉淀的形式向底质进行迁移，导致大部分金属都会集中在底质的沉积物中。
文章结合现阶段三峡库区典型支流沉积物重金属污染的实际情况，依据其污染特征，展开详细评价分析。
标签：三峡库区;重金属污染;污染评价;潜在生态风险;无机污染物在经济的带动下，生态环境面临着巨大的威胁，水环境逐渐发生改变，水中的沉积物会不断向水体释放重金属，造成二次污染的情况。
水体中的沉积物作为水环境中造成重金属污染的主要原因，其污染特征以及情况也是衡量水体质量的主要因素，因此，在评价水环境质量时，要将重点放在水体沉积物上，采取科学有效的方案将污染情况降到最低。
1 三峡库区典型支流沉积物重金属污染特征1.1 水环境化呈扩散系数变化三峡水库的水环境变化，主要是在水力学的作用下，呈扩散系数变化。
在三峡水库蓄水运行阶段，各个库段断面的水力研究成果详细研究见表1。
结合各项数据分析结果，可以看出，三峡水库蓄水在运行过程中，呈平均流速的只有同江段流速的十分之一。
在预测后分析，是在库段流速的急速中开始呈现递减趋势。
在建库后，重庆寸滩的污染程度会提升36.4%-157%;长寿段会提升至109%-159%;涪陵段会提升至136%-159%;万县段会提升至45%-134%。
1.2 汞、铬、铜的含量较高依据表2数据分析得知，三峡水库在运作的100年期间，重金属含量最高的物质即汞、铬、铜，其中，汞的接纳总量已经远超越松花江接纳总量的65%。
然而，从径流量的数据分析得知，三峡水库的径流量高于松花江的径流量，其中，流速、比降、扩散系数也趋于相似。
但是，在三峡水库中，上游支流所能够承受的重金属污染物成分会远远高于重庆下游。
水库重金属污染特征重金属广泛存在于水生生态系统的不同组分中，不同水体中各种重金属的含量不尽相同，它们通过物理、化学和生物等作用最终沉积在水库等水体沉积物中［1－2］．在适宜的地球化学、水力等条件下，沉积物中的重金属可以通过泥水交界面重新进入水体［1，3］，形成二次污染，影响供水安全与管理．因此，沉积物重金属含量是水环境质量的一个重要评价指标［4－5］．沉积物重金属的来源复杂，不仅来源于岩石的风化、侵蚀和淋溶等自然过程，矿产开采、工业排放、交通运输、生活污水和废弃物排放等人类活动产生的重金属也可通过地表径流和大气沉降(干、湿沉降)等途径进入水体［5－7］，从而导致沉积物中的某种或几种重金属含量增加，改变沉积物中重金属的分布格局［1，3，5］．随着工业化和城市化进程的加快，机动车尾气排放的增加，矿山和工业废水的排放加剧，往往导致重金属污染［8］．然而，不同地区产业结构、生产方式以及人类活动强度的差异较大，因此在不同水体中沉积物重金属污染的种类、水平和来源具有一定的差异性，从而导致重金属的地区性差异较大［2，4－7］．国内外不少学者利用PCA分析判断沉积物各种重金属污染物的可能途径［9－10］，该方法通过对原变量进行线性变换后，由产生的少数几个新变量最大限度地反映原来众多变量的变化关系和相互作用关系，并揭示蕴含的内在信息［10］．另外，通过柱状沉积物中重金属的含量分析和污染评价，反映人类活动对沉积物及其流域内重金属污染的影响及变化进程［9，11－12］．改革开放以来，惠州市城市化、工业化进程加快，农林业生产全面发展．大量未经处理的工业废水、农林业和生活污水的直接排放，以及交通运输和矿产开采等人类活动，导致东江惠州段重金属(Cu、Zn、Cr、Hg和Pb)污染状况加剧［7］．与此同时，广东省大多数水库沉积物也面临着重金属污染加重［13］等水质恶化现象，给水库供水安全带来极大挑战．在国内，沉积物重金属的研究主要集中于近海、河口、潮间带、潮滩、陆架区、海洋、湖泊等自然水体［14］，而对水库这类半人工水体的研究相对较少．本文研究了惠州市3座具有代表性的供水水库柱状沉积物中6种重金属(Cr、Cu、Zn、Cd、Pb和Hg)的垂直分布特征，应用地积累指数法和潜在生态风险进行污染评价，了解人类活动对惠州市供水水库重金属污染的影响、现状和历史污染水平，并运用PCA分析探讨各水库沉积物中重金属的可能途径，以期为水库生态系统保护、重金属污染防治和供水安全提供指导和依据．1研究地区与研究方法1.1研究区概况惠州市(22°24'—23°57'N，113°51'—115°28'E)位于广东省东南部，珠江三角洲东端，南海大亚湾北部．地处亚热带，北回归线横贯全市，属南亚热带海洋性季风气候，阳光充足，雨量充沛，年均降水量为1700～2000mm，主要集中在4—9月．惠州市北部以山地居多，东部和南部为丘陵台地，东江沿岸和南部沿海有极小面积的平原．全境有大小河流20多条，较大的河流有东江和东江的支流西枝江、增江(又称为龙门河)．有湖泊和大小水库约130个，较大的有西湖、白盆珠水库、天堂山水库、显岗水库、花树下水库、角洞水库、水东陂水库等．惠州市工业(主要有电子制造业、石油化工业)、农林业(主要包括粮食、肉类、蔬菜、水果、桉树等经济作物)发达，矿产资源丰富，是粤东的交通枢纽之一，公路、铁路、水运、空运等交通网络完善．白盆珠水库位于惠州市惠东县境内，西枝江上游，莲花山西北麓，原称西枝江水利枢纽，是以防洪、供水为主，兼顾灌溉、发电效能的大型水库．西枝江是广东珠江水系东江第二支流主流，全长176km，流域面积4120km2．其中，白盆珠水库控制流域面积856km2，整个库区有石涧、黄瑶、三坑、横坑、马山、宝口、高潭等近10条支流流入水库．白盆珠水库总库容12.2×108m3，其中死库容1.9×108m3，有效库容3.85×108m3，调洪库容6.45×108m3．在年平均降雨量1900mm 条件下，它与新丰江水库、枫树坝水库联合调洪，对减轻东江上游的洪涝灾害有较大作用．沙田水库位于惠阳县城东北10.5km，1969年建成，集水面积26.8km2，总库容约2.17×107m3，库区多年平均降雨量1767.4mm，降水集中在夏秋两季．观洞水库位于惠阳县城西北39km，是惠阳县最大的水库，1958年竣工，集水面积41.6km2，正常蓄水量为3.12×107m3．1.2样品采集与测定方法于2008年5月13—15日，在惠州市具有代表性的白盆珠水库、沙田水库和观洞水库(水库参数见表1)大坝前湖泊区用奥地利产Uwitec柱状采泥器(PVC管长60cm，直径6cm)垂直采集未受扰动的柱状沉积物，以4cm为单位进行切割后，用聚乙烯封口袋密封带回实验室处理，各水库所采集的沉积物泥柱的长度和样本数见表1．其中0～4cm为表层沉积物，距底部4cm为底层沉积物，两者之间是中层沉积物．沉积物样品除去植物根系、底栖生物及石块等杂质后经自然风干，用玛瑙研钵研磨过100目尼龙筛后保存备用［15］．称取50mg 沉积物样品放置Teflon管中，加1mLHNO3和0.8mLHF后密封于钢罐中高温(180～190℃)消解30h，冷却取出;取出后将Teflon管置于电热板上140℃蒸干，再加入少量HNO3(＜1mL)继续蒸干;蒸干后加2mLHNO3和3mL去离子水，密封于钢罐中140℃下加热5h，冷却取出定容至100mL;摇匀后取10mL加0.2mL内标物Rh后，利用ICP-MS(型号ELANDRC-e)测定重金属Cu、Cr、Pb、Zn、Cd含量，并随机选取样品做平行，其中微量元素的重复性测试相对标准偏差＜5%;取0.2g样品经王水水浴(95℃)消解后用F732-S测汞仪测定重金属Hg含量，同时测量水系沉积物标准物质GBW-07305(GSD-5)，以保证数据的准确性．沉积物有机质的测定采用烧失法，以烧失量(LOI)代替有机质含量［16］．1.3地积累指数评价采用Müller［17］于1969年提出的地累积指数法，评价沉积物中重金属污染程度，该方法被广泛运用于水生生态系统沉积物重金属的污染评价［18－20］．1.4潜在生态风险评价。
收稿日期：2022-03-11修回日期：2022-12-21基金项目：中国长江三峡集团有限公司技术服务项目（SXSN-ZB/0515）。
作者简介：黄桂云，1971年生，女，正高级工程师，主要从事植被生态修复及三峡库区珍稀植物保护研究。
E-mail:1054712728@通信作者：蔡玉鹏。
E-mail:***************三峡水库近坝段消落区土壤重金属分布特征及污染评价黄桂云1，蔡玉鹏2，徐敏3，邱利文1，张定军1，李豪1，郭银花1，张俊1，李政2（1.中国长江三峡集团有限公司长江生态环境工程研究中心长江珍稀植物研究所，湖北宜昌443000；2.长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北武汉430010；3.武汉中科水生环境工程股份有限公司，湖北武汉430077）摘要：为探究三峡水库近坝段消落区土壤重金属分布特征，保障区域水生态安全，分别在兰陵溪、郭家坝和龙潭坪消落区的160m 以下、160~170m 和170m 以上3个高程区间内采集土壤样品进行重金属含量分析，并利用单项污染指数法、综合污染指数法和潜在生态风险指数法评估该地区重金属污染程度和潜在危害。
结果表明，重金属平均含量均在安全阈值以内，不同地区重金属分布存在空间异质性，除Cd 、Ni 外，As 、Cr 、Cu 、Pb 和Zn 在龙潭坪地区处于最低水平，分别为13.97、25.37、209.36、133.36和78.03mg/kg ；不同高程的重金属分布不均匀，并且Cr 和Ni 两者间，As 、Pb 和Cd 三者间均存在相关关系。
单项污染指数法表明，尽管部分研究区Cu 、Ni 、Zn 元素的计算值出现波动，但各地区和各高程区间重金属单项污染指数平均值均低于1。
综合污染指数表明，兰陵溪和郭家坝消落区为Ⅱ级尚清洁水平，龙潭坪消落区为Ⅰ级清洁水平；3个高程区间均属于Ⅱ级尚清洁水平。
潜在生态风险指数表明，该地区为轻度潜在生态危害，主要生态风险元素为Cd ，且兰陵溪>郭家坝>龙潭坪消落区，160~170m>170m 以上>160m 以下高程区间的趋势。
三峡水库蓄水初期鱼类中重金属污染研究一、本文概述《三峡水库蓄水初期鱼类中重金属污染研究》这篇文章主要关注于三峡水库蓄水初期，水库内鱼类体内重金属污染的状况及其可能的影响。
三峡水库，作为世界上最大的水电站和水利工程，其蓄水运行对长江流域乃至更大范围内的生态环境产生了深远影响。
蓄水初期，水库内水环境的变化，特别是水质的变化，对水生生物，尤其是鱼类产生了怎样的影响，这是我们需要关注和研究的重点。
重金属，如铅、汞、铬、镉等，由于其难以降解和对生物体的毒性，一直是环境科学研究的重要对象。
这些元素在水体中的含量，以及它们如何被水生生物吸收、积累和转化，对水生生态系统的健康和稳定具有重要影响。
因此，研究三峡水库蓄水初期鱼类中重金属污染的状况，对于评估水库运行对生态环境的影响，以及制定相应的环境保护和管理策略，具有重要的理论和实践意义。
本文将首先概述三峡水库的基本情况，包括水库的规模、地理位置、主要功能等。
然后，我们将介绍重金属污染的基本概念、来源、危害以及常见的监测和评价方法。
接下来，我们将详细介绍本文的研究方法，包括采样点的选择、样品的采集和处理、重金属含量的测定以及数据的分析和解读。
我们将讨论研究结果，分析三峡水库蓄水初期鱼类中重金属污染的状况，探讨其可能的原因和影响，并提出相应的建议和对策。
二、文献综述三、研究材料与方法本研究选取三峡水库蓄水初期作为研究对象，考虑到水库不同区域的水流、沉积物分布及鱼类种类等因素，合理设置了多个采样点。
样本采集在蓄水初期进行，确保数据的时效性和准确性。
采样时，使用标准的鱼类采集工具，如拖网、电捕等，尽可能减少对鱼类的伤害。
同时，采集了各采样点的水样和沉积物样本，以分析水质和沉积物中的重金属含量。
采集的鱼类样本在实验室中进行处理。
对鱼体进行清洗，去除体表附着的泥沙和其他杂质。
然后，将鱼体分为肌肉、肝脏、鳃等不同组织，分别进行重金属含量分析。
重金属分析采用原子吸收光谱法、原子荧光法、电感耦合等离子体质谱法等多种现代分析技术，确保数据的准确性和可靠性。
冯家山水库周边土壤重金属污染现状分析与评价冯家山水库位于河南省巩义市东北部，是一座地方性水库，是当地主要的灌溉水源之一。
然而，近年来，由于工业化和人类活动的加剧，冯家山水库周边土壤环境遭到了严重污染，其中重金属污染是主要的环境问题之一。
一、现状分析1.重金属污染情况：冯家山水库周边土壤重金属污染主要包括铅、镉、铬等元素。
其中，铅是主要的污染物质，超过了国家土壤污染标准的3到4倍。
铅的超标主要来源于周边工业污染和农业活动中化肥、农药的使用。
镉和铬的超标情况较轻，垃圾的掩埋和化肥、农药的使用是其主要来源。
2.污染程度：冯家山水库周边土壤重金属污染严重程度可分为轻度、中度和重度三个等级。
其中，铅的超标程度最高，达到了重度污染水平。
铬和镉的超标程度则分别为轻度和中度。
二、评价1.生态环境影响：重金属污染会对土壤生态环境造成极大的影响，对土壤生物不利。
它会破坏土壤微生物的平衡，导致土壤物质转化和能量代谢的严重失衡。
此外，重金属会通过食物链作用，进入人体，引起多种疾病，影响人体健康。
2.农业生产影响：重金属污染不仅会影响土壤生态环境，还会影响农业生产。
重金属的积累会导致作物的生长发育不良，影响农产品的质量和产量。
同时，污染的土壤可能会使农作物中的铅、镉等元素超标，对人体健康产生潜在风险。
三、治理建议实施冯家山水库周边土壤重金属污染治理需要从长期、全面和综合考虑。
具体措施如下：1.加强健康教育，加强人们的环保意识，确保人们不再随意排放垃圾。
2.加强工业生产监管，降低工业污染的排放量。
3.控制农业化肥、农药的使用，加强对污染物的检测和监管，确保农产品的品质和食品安全。
4.加强土壤修复，采用生物、化学、物理等多种方法，减少重金属元素的积累，还土壤以健康。
在治理过程中，要建立完善的监测和评价体系，不断总结经验，不断完善控制污染和治理方式，切实保护周边生态环境和人民健康。
咸阳湖底泥重金属污染特征及污染评价作者：赵明芳薛东剑黄美华来源：《世界家苑》2020年第03期摘要：为研究分析咸阳湖底泥重金属的污染状况，采集其底泥沉积物样品100个，对其中9种重金属元素的含量特征统计分析，包括铜（Cu）、铅（Pb）、锌（Zn）、锰（Mn）、钴（Co）、镍（Ni）、铬（Cr）、镉（Cd）、钒（V），并利用地积累指数法、潜在生态风险指数法对咸阳湖底泥的重金属污染进行评价，最后再应用相关性分析法和主成分分析法推测判断其污染来源。
得出咸阳湖底淤泥沉积物中重金属的地积累污染指数的大小顺序为：Cd>Co>Pb>Cr>Mn>V>Zn>Ni>Cu，潜在生态风险大小顺序为Cd>Pb>Co>Ni>Cu>Mn>Zn>Cr>V，其中Cd、Co、Pb的污染程度相对较高，均值轻度及以上，其他元素污染程度都很轻微。
尤其Cd，污染程度极严重，是风险指数偏大的主要贡献者。
关键词：重金属;咸阳湖底泥;地积累指数;生态风险;来源分析1 引言重金属的危害是持久的、易富集且生物毒性强，这些使其成为自然界中危害较重的一类污染物。
河流、湖泊底沉积物是水环境的重要组成部分，不但能够为水中各种生物提供生活场所基本营养物质，而且能够为各种环境污染物提供稳定的接收存储地。
这些吸附于河流和湖泊底泥中的重金属在经过复杂的生物化学作用后会再一次释放在水中，从而会间接或直接对水生生物生存甚至人类健康产生潜在威胁，底泥污染物的浓度是可以间接反映水环境污染程度。
随着工业化快速发展，一些持久性污染物入湖，湖泊污染趋向于复合污染。
胡必彬研究表明重金属污染在我国大部分流域内已经存在，局部水域污染严重;周楠楠等人分析了东平湖底泥重金属质量比及形态分布，来探究青藏高原湖泊沉积物中重金属的来源以及对生态环境的危害，郭泌汐等人研究分析了青藏高原18个湖泊的沉积物样品，发现西藏的大部分湖泊生态风险处于中等以上。
重金属在水体中的存在形态及污染特征分析摘要阐述了重金属在水体中的存在形态类型及迁移性质,介绍了重金属迁移规律的研究方法,并分析了重金属在水体中的污染特征。
关键词重金属;水体;存在形态;迁移规律;污染特征1重金属在水体中的存在形态1.1存在形态的类型要分析污染物在水体中的迁移转化规律,首先就要了解污染物在水体中以何种形式存在以及各存在形态之间的关系,对重金属污染物的研究也不例外。
汤鸿霄提出“所谓形态,实际上包括价态、化合态、结合态和结构态4个方面,有可能表现出来不同的生物毒性和环境行为”,这里所分析的存在形态主要指重金属在水体中的结合态。
水体中重金属存在形态可分为溶解态和颗粒态,即用0.45μm滤膜过滤水样,滤水中的为溶解态(溶解于水中),原水样中未过滤的为颗粒态(包括存在于悬移质中的悬移态及存在于表层沉积物中的沉积态)。
用Tessier等[1]提出的逐级化学提取法又可将颗粒态重金属继续划分为以下5种存在形态:一是可交换态,指吸附在悬浮沉积物中的黏土、矿物、有机质或铁锰氢氧物等表面上的重金属;二是碳酸盐结合态,指结合在碳酸盐沉淀上的重金属;三是铁锰水合氧化物结合态,指水体中重金属与水合氧化铁、氧化锰生成结合的部分;四是有机硫化物和硫化物结合态,指颗粒物中的重金属以不同形式进入或包括在有机颗粒上,同有机质发生螯合或生成硫化物;五是残渣态,指重金属存在于石英、黏土、矿物等结晶矿物晶格中的部分。
1.2迁移性质不同存在形态的重金属在水体中的迁移性质不同。
溶解态重金属对人类和水生生态系统的影响最直接,是人们判断水体中重金属污染程度的常用依据之一。
颗粒态重金属组成复杂,其形态性质各不相同。
可交换态是最不稳定的,只要环境条件变化,极易溶解于水或被其他极性较强的离子交换,是影响水质的重要组成部分;碳酸盐结合态在环境变化,特别是pH值变化时最易重新释放进入水体;铁锰水合氧化物结合态在环境变化时也会部分释放;有机硫化物和硫化物结合态不易被生物吸收,利用较稳定;残渣态最稳定,在相当长的时间内不会释放到水体中。
河道沉积物重金属污染特征及风险评估一、河道沉积物重金属污染概述河道沉积物是河流生态系统的重要组成部分，它们不仅记录了河流的历史，也是河流生态系统中物质循环和能量流动的关键环节。
然而，随着工业化和城市化进程的加快，河道沉积物中的重金属含量逐渐增加，对河流生态系统和人类健康构成了严重威胁。
本文将探讨河道沉积物中重金属污染的特征，以及如何进行风险评估。
1.1 河道沉积物重金属污染的来源河道沉积物中的重金属主要来源于工业排放、农业活动、城市生活污水和大气沉降等。
工业排放是重金属污染的主要来源，包括采矿、冶炼、化工等行业。
农业活动中使用的农药和化肥也是重金属的重要来源。
此外，城市生活污水中含有的重金属也会通过排水系统进入河道，造成污染。
1.2 河道沉积物重金属污染的影响重金属污染对河流生态系统的影响是多方面的。
首先，重金属可以被水生生物吸收并在其体内积累，影响生物的生长和繁殖。
其次，重金属通过食物链的传递，最终可能对人类健康造成影响。
此外，重金属污染还会影响河流的自净能力，降低水质。
1.3 河道沉积物重金属污染的检测方法检测河道沉积物中的重金属含量是评估污染程度的重要手段。
常用的检测方法包括原子吸收光谱法(AAS)、感应耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和X射线荧光光谱法(XRF)等。
这些方法具有高灵敏度和高准确度，能够准确测定沉积物中的重金属含量。
二、河道沉积物重金属污染特征分析2.1 重金属在沉积物中的分布特征重金属在河道沉积物中的分布通常不均匀，这与河流的流速、沉积物的颗粒大小和化学性质等因素有关。
一般来说，流速较快的区域重金属含量较低，而沉积物颗粒较小的区域重金属含量较高。
此外，沉积物中的有机物含量也会影响重金属的吸附和迁移。
2.2 重金属污染的季节性变化河道沉积物中的重金属含量会随着季节的变化而变化。
在雨季，由于径流量的增加，沉积物中的重金属含量可能会被稀释。
而在旱季，由于蒸发作用的增强，沉积物中的重金属含量可能会相对增加。
水库重金属污染特征随着工业化进程的加快，水库重金属污染问题日益突出。
重金属是指比铁原子重的金属元素，如铅、汞、镉等。
它们在自然环境中分布较广，但过度的人类开采和使用导致了它们的广泛污染。
此外，重金属具有相对稳定的化学性质和生物毒性，使得若被水体吸收，会残留在环境中，形成水体污染，对生态系统和人类健康造成威胁。
本文就对水库重金属污染特征进行详细探讨。
一、水库重金属来源水库重金属来源主要有两个方面，分别是自然和人为因素。
自然因素包括某些矿物质的天然分布、天然林、苔藓和湿地等的天然生态系统，以及一些极端气候条件的自然灾害，如雷雨暴雨等。
人为因素包括冶炼、化肥生产、石油和煤矿开采等各种工业污染，城市和农业废弃物排放及工业、农业和生活污水排放等。
这些都是含有重金属的物质来源，对水库环境造成威胁。
二、水库重金属污染特征（1）聚集效应水库在流域面积较大的山谷区域内，水流和沉积的停留时间长，水库底土壤定居时间也长，水库较为深沉，致使重金属矿物相对滞留，在典型流域区域内，水库的含重金属量总体上超过了自然源泉的含量。
（2）长期积累的生态风险重金属有着相对稳定的性质，能在水体中残留长达数年之久，堆积到底泥中也能逐渐积累，对水生物体和食物链形成的生态环境造成威胁。
重金属Can分为离子型、结合型、吸附型和沉淀化物型等不同形态存在于水库底泥中，不同形态的分布比例不同，对水库生态环境的影响和风险也不一。
（3）预测和预警的复杂性由于铅、钨和砷等重金属缺乏持久的生物指标，预测和预警尤为复杂。
铅、钨和砷等重金属对儿童智力的影响尤其值得注意。
水库附近农产品作为饲料和食品链的一环，其含重金属量也可能达到危险标准。
对这些难以预测和预警的情况，需要制定出科学严谨的分析和监测体系，及时发现和解决水库重金属污染问题。
三、水库重金属污染对人体健康的影响水库重金属的超标污染是影响水质的关键因素之一，它可能给人体健康和浴场旅游带来危害。
水库重金属污染还会对水泥、钢铁和化肥等工业生产造成无法逆转的威胁。
冯家山水库周边土壤重金属污染现状分析与评价冯家山水库位于中国华北地区，是该地区重要的水利工程。
随着周边农业、工业和城市化的快速发展，冯家山水库的水质受到了严重的威胁。
土壤中重金属污染成为了较为严重的问题之一。
本文将对冯家山水库周边土壤重金属污染现状进行分析与评价。
一、土壤重金属污染的来源冯家山水库周边的土壤重金属污染主要来自以下几个方面：1. 工业排放：工业生产过程中排放的废水和废气中含有大量的重金属物质，其中一部分通过大气沉降进入土壤。
2. 农药与化肥使用：农业生产中大量使用的化肥和农药中含有重金属成分，这些物质在施用后可能渗入土壤中。
3. 城市生活污水：来自城市居民生活的污水含有大量的重金属，这些重金属物质通过下水道排入土壤。
4. 废弃物堆放：一些不合理处理的固体废弃物堆放在周边地区，随着时间的推移，废弃物中的重金属物质可能渗入土壤。
二、土壤重金属污染现状分析冯家山水库周边土壤重金属污染的现状主要表现在以下几个方面：1. 重金属超标：冯家山水库周边的土壤中，镉、铅、汞等重金属物质的含量超过了环境保护标准，对土壤质量和周边环境造成潜在威胁。
2. 植物富集：一些研究表明，周边一些植物对重金属具有较强的富集能力，这意味着这些植物在生长过程中吸收了土壤中的重金属物质。
3. 土壤酸化：由于重金属物质的影响，土壤酸碱度可能发生改变，导致土壤肥力下降，影响农作物的生长和发育。
四、土壤重金属污染治理建议为了有效治理冯家山水库周边土壤重金属污染问题，可采取以下措施：1. 加强监测：加强对周边土壤重金属污染状况的监测和评估，及时掌握土壤污染情况。
2. 减少排放：加强对周边工业和农业生产过程中的废气、废水排放的管理，减少重金属物质的排放。
3. 加强治理：对于已经污染的土壤，可以采取物理、化学或生物修复的方法进行治理。
4. 合理用地：对于含有重金属物质的土壤，可以采取不耕种或者限制开发的措施，以减少其对周边环境的影响。
陆浑水库饮用水源地水体中金属元素分布特征随着城市化和工业化进程的加快, 污染物排放量逐年增加, 大量金属进入水库、河流、湖泊等水环境中, 威胁用水安全.水库作为半自然半人工水体, 流动性差、水体停留时间长, 与天然湿地生态系统相比稳定性差且脆弱性明显, 更容易受到人类活动的影响.重金属(As、Cd、Cr、Cu、Fe、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb和Zn等)具有稳定性、不可降解性、生物积累性等特点, 在湖库水生态环境中可通过吸附、解吸、沉淀、生物吸收等反应在水-沉积物-生物体内进行复杂的迁移、转化过程, 并且能通过食物链循环在生物体内富集, 威胁人体健康[6, 7].目前, 我国关于Al的研究主要集中在毒性上, 而在水体中Al污染方面研究较少, Al作为自然界中的丰量元素一直被认为是无毒元素, 其制品被广泛应用, 而人体摄入的Al一旦过量会对骨骼、大脑、造血系统等造成损害, 难以迅速排泄出去, 且与其它来源相比, 经饮用水途径摄入人体的Al危害更大.陆浑水库是河南省洛阳市重要的饮用水源地, 毗邻洛阳市嵩县和栾川县钼矿.近年来, 我国钼污染事件频发, 如葫芦岛水库钼污染(2004年8月)、洛阳市伊河钼污染(2017年2月)等. Mo虽为人体必须的微量元素, 但人体中Mo过量会导致痛风症、贫血、腹泻等.作为当地重要的饮用水水源和工农业生产水源, 陆浑水库自建库以来发挥了巨大的社会效益和经济效益, 库区水环境安全意义重大.因此, 探明陆浑水库饮用水源地金属浓度分布特征, 评价潜在人体健康风险具有重要意义.近年来, 国内外关于水库金属元素污染的研究主要集中于沉积物, 而对水体中金属元素污染的关注较少.目前, 对于陆浑水库的研究主要关注其防洪、坝基渗透稳定性、非重金属污染物污染源调查等方面, 至今尚无针对陆浑水库饮用水源地金属元素污染状况及引起的健康风险进行调查和评价的报道.因此, 本研究对陆浑水库饮用水源地水体中12种金属元素(包括重金属As、Cd、Cr、Cu、Fe、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Zn和轻金属Al)污染进行了较全面的调查, 通过掌握水体中金属元素分布特征和潜在健康风险水平, 以期为陆浑水库饮用水源地水体中金属元素污染水质目标管理及供水安全提供依据.1 材料与方法1.1 研究区域陆浑水库位于黄河流域伊河中游的河南省洛阳市嵩县境内, 嵩县地处河南省西部山区, 县域面积3 009 km2, 耕地面积3.13×104 hm2, 为河南省第四大版图县, 其中深山区占95%, 浅山丘陵区占4.5%, 平川区占0.5%.境内伊河以北为熊耳山, 平均海拔1 400 m, 汝河以南为伏牛山, 平均海拔1 200 m, 汝河、伊河之间为伏牛山支脉外方山, 平均海拔1 200 m.陆浑水库建于1959年, 从1965年开始蓄水, 是一座以防洪为主, 结合灌溉、发电、供水和水产养殖等综合利用的大型水利工程.水库平均水深9.6 m, 最大水深31.0 m, 库长12.5 km, 宽3.5 km, 总库容13.2×108 m3, 防洪高水位为321.50 m, 死水位高程298 m, 集水面积3 674 km2, 控制流域面积3 492 km2, 占伊河流域面积的57.9%.陆浑水库大部分地段河谷开阔, 河床宽度大于1 km, 水流由西南流向东北, 至坝址区河床宽度骤然缩窄至330m.大坝两肩为岗状地形, 左岸岗顶高程为350~360 m, 其北侧为一大冲沟(樱桃沟), 沟底高程为280~300 m; 右岸岗顶高程360~380 m, 冲沟浅而短, 不及左岸发育.陆浑水库位于半干旱半湿润地区, 属于温带大陆性季风气候, 年平均气温约为14.1℃, 多年平均降雨量791 mm, 超过60%的年降雨量集中在汛期6~10月.陆浑水库流域及流域周边区域(嵩县和栾川县境内)分布着较多以钼矿为主的金属矿藏, 目前已查明的钼矿矿产地有40余处, 其中大型5处、中型7处, 如鱼池岭钼矿、凡台沟钼矿、安沟钼矿、雷门沟钼矿和栾川钼矿等.其中, 鱼池岭钼矿床是大型斑岩型钼矿床, 钼资源储量3.8×105 t, 品位0.074%; 栾川钼矿总储量2.06×106 t、平均品位0.103%.区域内已查明的其他金属矿(铅矿、锌矿、金矿、铁矿等)矿产地有180余处, 其中大型3处、中型12处.嵩县和栾川县现有钼矿采选企业60余家, 选矿规模约1.5×105t·d-1, 日采矿量约1.1×105t·d-1.选矿企业处理1 t矿石需用水量4 t左右, 产生的废水经尾矿库处理后进入废水回用系统再利用, 产生含矿粉尘经除尘器收集后再利用, 未收集的粉尘由排气筒排放, 产生的选矿废渣运输至尾矿库堆存.嵩县和栾川县现有其他金属矿(铅矿、锌矿、金矿、铁矿等)采选企业100余家, 选矿规模约6.5×105t·d-1.1.2 样品采集与处理于2016年9月(丰水期)在陆浑水库46个采样点表层(距水面下0.5 m处)采集了水样, 现场测定pH值, 并用GPS进行定位导航, 采样点位置见图 1.水样采集后立即用0.45 μm滤膜抽滤, 加入优级纯浓硝酸酸化使其pH≤2, 密封保存, 运回实验室置于冰箱中保存(4℃, 避光).每个水样设3个平行样, 同时设置空白实验.采用AFS-230E双道原子荧光光度计(北京海光仪器公司)和Tekran2500CVAFS(加拿大)分别检测水样中As和Hg浓度, 仪器检测限分别为0.01 μg·L-1和0.009 μg·L-1; 采用ICP-MS(7500a, 美国Agilent公司)检测水样中Al、Cd、Cr、Cu、Fe、Mn、Mo、Ni、Pb和Zn浓度, 仪器检测限分别为0.05、0.01、0.02、0.02、0.06、0.03、0.03、0.08、0.12和0.64 μg·L-1.实验过程中每批样品中均加入空白样, 质量控制采用三平行样和加标回收法, 结果表明样品分析数据的标准偏差(RSD)均在15%以内, 加标回收率为80%~115%.数据处理和统计分析采用Excel和SPSS22.0完成, 金属浓度空间分布图采用ArcGIS 9.3绘制.1.3 水环境健康风险评价模型健康风险评价是通过估算有害因子对人体不良影响发生的概率来评价暴露于该有害因子的个体健康受到影响的风险, 水体中金属元素对人体健康产生危害的暴露途径主要包括饮用水、皮肤接触等.根据世界卫生组织(WHO)和国际癌症研究机构(IARC)对化学物质致癌性全面评价, 研究测定的12种金属元素中, 致癌性元素有As、Cd、Cr, 非致癌性元素有Al、Cu、Fe、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Zn, 评价模型及金属毒理学特性参数、暴露参数见文献.2 结果与分析 2.1 陆浑水库饮用水源地水体中金属浓度及分布特征根据陆浑水库饮用水源地水体中金属浓度(表 1), 依据《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)和《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)规定的标准限值, As、Cd、Cr、Cu、Fe、Hg、Mn、Ni、Pb和Zn浓度均未超标, Al平均值虽未超标, 但最大值(200.27 μg·L-1)超过《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)规定的标准限值. Mo浓度(151.42~170.69 μg·L-1)整体处于较高水平, 各采样点浓度均超过《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)和《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)规定的标准限值, 最大值和最小值分别是标准限值的2.44和2.16倍, 表明陆浑水库饮用水源地水体中Mo污染较为严重. Fe、Hg、Ni和Zn 最大值与最小值相差较大, 最大值分别是最小值的5.54、38.5、7.93和6.76倍.从变异系数来看, Fe和Hg的变异系数比其他元素大, 说明这2种元素浓度在各采样点存在较大差异.从表 1还可以看出, 陆浑水库饮用水源地水体的pH 值(8.10~8.25)属于偏碱性水平, 变化幅度较小, 最大值和最小值分别出现在9和23号采样点.表 1 陆浑水库和其它研究地区水体中金属元素质量浓度与国内外其它区域水库相比(表 1), 陆浑水库饮用水源地水体中Al和Cd浓度偏高, 其中Al浓度是泰国Mae Thang水库最大值的17.48倍, Cd浓度分别是三峡水库、泰国Mae Thang水库、土耳其Kralkizi Dam水库、土耳其Dicle Dam 水库和土耳其Batman Dam水库的18.95、42.35、20、24和16.36倍.陆浑水库饮用水源地水体中As和Cr浓度与其他大部分地区水库水体中元素浓度相当, Pb 和Zn浓度在不同地区水库水体中波动较大.陆浑水库饮用水源地水体中Cu、Fe、Mn、Ni、Pb和Zn浓度远低于印度Karanja水库, Fe浓度远低于云南钱屯水库、清涧美水库, Mn浓度远低于云南清涧美水库, Zn浓度远低于三峡水库.此外, 陆浑水库饮用水源地水体pH值的变化范围小于泰国Mae Thang水库.不同水库水体中金属浓度和pH值的差异可能与它们所处不同的自然地质背景及受到不同人为活动的影响等因素有关, 陆浑水库饮用水源地水体中Al和Cd浓度跟其他水库水体相比较高, 说明陆浑水库可能受到了含Al和Cd污染源的污染.此外, 与洛南钼矿开采区域地表水相比(表 1), 陆浑水库饮用水源地水体中Mo浓度是洛南钼矿开采区域地表水的883.56倍, 进一步说明陆浑水库饮用水源地水体中Mo污染较严重.从各元素浓度的空间分布特征(图 2)可以看出, 陆浑水库饮用水源地水体中金属浓度整个分布趋势为从西南向东北先递减后增加, 浓度高值区域主要集中在水库上游和下游.元素Al、As、Cd、Cr、Cu、Fe、Hg、Mo、Ni、Pb和Zn浓度具有较明显的地域分布特征, Al、As和Pb浓度在水库下游水体中较高, 浓度最大值分别出现在38、46、2、12、22、12、24、22、30、40、6和30号采样点, 其中Al浓度在35和38号采样点超过了《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)规定的标准限值. Cd和Ni浓度在水库上游和下游水体中较高, Cr和Hg浓度在水库东南侧水体中较高, Cu浓度在水库上游和桥北养殖区水体中较高, Fe浓度在水库上游水体中较高, Mo和Zn浓度在水库上游和中游水体中较高. Mn浓度无明显分布规律, 且各采样点浓度差异较小.采用Spearman相关系数分析陆浑水库饮用水源地水体中金属浓度和pH值的相关关系, 结果如表 2所示.从中可知, 在0.05水平上, Cr与Hg之间、Mo与Zn之间呈显著正相关, 平均相关系数分别为0.309、0.317, 说明这几种元素之间的地球化学性质相近, 且具有一定的同源性.在0.01水平上, As与Cu之间、Fe与Zn之间呈显著负相关, 在0.05水平上, Cd与Mn之间、Hg与Pb之间、Mn 与Pb之间呈显著负相关, Al和Ni与其他金属元素之间无显著性相关关系, 说明其来源不同.此外, 水库水体中金属元素与水体pH值之间无显著性相关关系, 说明pH不是影响水库水体中金属浓度分布的主要影响因子.2.2 陆浑水库饮用水源地水体中金属元素健康风险评价由陆浑水库饮用水源地水体中金属元素经饮用水和皮肤接触途径引起的平均个人年健康风险结果(表 3)可知, 陆浑水库的金属致癌风险较高, 致癌性金属元素引起的成人和儿童平均个人年健康风险范围分别为9.96×10-7~2.10×10-4 a-1和1.53×10-6~2.80×10-4 a-1, 风险最大值均超过国际辐射防护委员会ICRP(International Commission on Radiological Protection)推荐的最大可接受风险水平5.0×10-5 a-1, 超标率分别为33.33%和35.87%.本研究中, 金属元素经饮用水途径引起的健康风险(5.46×10-12~2.80×10-4 a-1)均大于经皮肤接触途径引起的健康风险(3.36×10-12~1.98×10-4a-1), 表明饮用水是主要的暴露途径, 此结果与Zeng等对湘江地表水体中金属元素经饮用水、皮肤接触途径引起的健康风险研究结果相似.此外, 金属元素对儿童暴露的健康风险是成人的1.34~1.53倍, 表明与成人相比儿童是更加敏感的风险受体, 这与王若师等对东江流域典型乡镇饮用水源地金属元素对成人和儿童造成的健康风险研究结果一致.表 3 陆浑水库饮用水源地水体中金属元素经饮用水和皮肤接触途径引起的平均个人年健康风险表 3 陆浑水库饮用水源地水体中金属元素经饮用水和皮肤接触途径引起的平均个人年健康风险/a-1 Table 3 Average personal annual health risks caused by the metals by drinking and dermal contact pathways in the drinking water from the Luhun Reservoir/a-1根据表 3, 由致癌性金属元素经饮用水和皮肤接触途径引起的平均个人年健康风险以Cr最大, As次之, Cd最小, Cr引起的平均个人年健康风险占致癌性金属总风险的85%, 其次为As(13.87%)和Cd(1.13%).各采样点中, Cr引起的平均个人年健康风险(9.84×10-5~2.80×10-4 a-1)超过最大可接受风险水平5.0×10-5 a-1达1.97~5.6倍, As引起的平均个人年健康风险(1.03×10-5~6.05×10-5 a-1)中部分值超过最大可接受风险水平, 超标率为3.80%, 而Cd引起的平均个人年健康风险(9.96×10-7~4.21×10-6 a-1)均低于最大可接受风险水平.此外, 陆浑水库饮用水源地水体中金属总健康风险均超过最大可接受风险水平,主要原因是Cr和As致癌风险较高.由此可见, Cr和As是陆浑水库饮用水源地的主要致癌污染因子, 应作为研究区水环境健康风险管理的重点.非致癌性金属元素经饮用水和皮肤接触途径引起的平均个人年健康风险大小表现为Al>Mo>Cu>Pb>Ni>Hg>Fe>Zn>Mn, 风险水平集中在10-12~10-7 a-1, 健康风险均低于致癌性金属元素引起的健康风险(相差3~5个数量级).其中, Al和Mo引起的平均个人年健康风险远大于其他元素, 健康风险分别占非致癌性金属总风险的91.67%和7.88%.因此, 在非致癌性金属元素中, Al和Mo应作为优先控制污染物.3 讨论近几十年来, 陆浑水库周边分布的钼矿和其他金属矿(铅矿、锌矿、金矿、铁矿等)采选企业矿业活动十分密集, 而矿山开采、选矿、尾矿库堆积和矿山排水等过程皆易造成产生的金属废气、废水和废渣通过大气沉降、废水排放和地表径流等途径进入周边的土壤和水体中.有研究表明, 钼矿的采选常导致周边环境As、Cd、Cr、Cu、Hg、Mo、Ni、Pb和Zn的污染, 不同种类的钼矿造成的污染也存在不同.相关性分析结果表明Mo和Zn之间具有显著正相关性, 且两种元素高浓度区域与钼矿的分布具有一致性, 由此推测水库水体中Mo和Zn的来源与周边钼矿及钼矿采选企业有密切关系.陆浑水库上游流域内牛、羊、猪、鸡等家禽散养总数约120万头, 并呈逐年上升趋势, 而畜禽饲料及粪便中含有As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn等重金属, 由此推测水库上游水体中Cd、Cu、Fe和Ni浓度较高可能与畜禽养殖和其他金属矿的采选等污染源有关.考虑到陆浑水库周边分布的污水处理厂、数家造纸企业等工业企业在废水处理的过程中使用的是含铝盐的絮凝剂, 使用量较大, 推测工业企业废水处理系统产生的高浓度含Al废水是水库水体中Al的一个重要来源.据调查, 陆浑水库流域上游和东南侧分布着大量农田, 农药、化肥使用量较大, 其中水库流域上游农药施用量约250 t·a-1, 化肥施用量约1×104 t·a-1, 水库东南侧耕地约225 hm2, 农药施用量约0.63 t·a-1, 而农药、化肥的连续施用会增加土壤中As、Cd、Cr和Hg等元素的含量, 这些金属元素可以随地表径流进入周边水体.考虑到Cr和Hg浓度在水库东南侧水体中较高, 且Cr和Hg之间呈显著正相关, 由此推测水库水体中Cr和Hg的来源与农药、化肥的施用有密切关系.陆浑水库中、下游网箱养鱼约20余处, 每处面积为25~60 m2, 一般养鱼的网箱中会加挂CuSO4晶体, 靠Cu2+来达到杀菌的目的, 由此推测桥北养殖区水体中Cu浓度较高可能与网箱养鱼有很大关系, 这与徐梦等的研究结果一致.近年来, 随着游客数量不断增加, 陆浑水库周边的住宿和餐饮业迅速发展, 水库下游水体中As和Pb浓度较高可能分别与较多生活污水和旅游观光车船产生含Pb废气的排放有关, 这与马迎群等和徐美娟等的研究结果相似.根据相关性分析结果, Mn与Cd、Pb之间呈显著的负相关性, 说明Mn与Cd、Pb的来源不同, 而Cd和Pb主要为人为源, 说明Mn主要为自然源.根据以上分析, 推测水库周边地区的工业生产(采矿、选矿、造纸等)、农业生产(种植、养殖等)、生活污水和旅游观光等人为活动及自然因素是陆浑水库饮用水源地水体中金属元素的主要来源, 尤其是水库上游金属矿采选企业的生产对水库水体的影响较大.根据陆浑水库饮用水源地水体中金属浓度(表 1)及引起的平均个人年健康风险(表 3), 陆浑水库饮用水源地水体中Mo浓度远大于As和Cr浓度, 而在健康风险评价中, Mo引起的平均个人年健康风险均低于ICRP推荐的最大可接受风险水平5.0×10-5 a-1, Cr引起的平均个人年健康风险和As引起的平均个人年健康风险中部分值超过最大可接受风险水平, 成为健康风险的主要来源, 这可能与不同元素的毒性大小不同有关.此外, As和Cr浓度均未超过《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)和《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)规定的标准限值, 而引起的平均个人年健康风险超过最大可接受风险水平, 表明虽然水质评价可以得到准确的水质状况及其污染程度, 但无法直观地反映污染物对人体健康危害的风险程度, 在一定程度上弱化了未超标的有毒有害因子对人群健康可能造成的危害.因此, 将健康风险评价与水质评价相结合有利于更全面地掌握饮用水源地水环境质量和安全情况.本研究采用了美国环境保护署(USEPA)推荐的健康风险评价模型对陆浑水库饮用水源地水体中金属潜在健康风险水平进行了评估, 没有考虑水库周边居民接触使用的水体中金属浓度经自来水厂等的处理后变小, 实际上高估了金属暴露的风险.本研究只考虑了饮用水暴露和皮肤接触暴露途径, 没有考虑食物摄入等其他途径, 所以本研究还有待深入探讨.考虑到陆浑水库饮用水源地水体中Mo污染严重, 因此, 应定期对陆浑水库饮用水源地水体进行全方位监测, 加强对水库上游工矿企业污染物外排情况的监管, 采取相应的措施防止工业废水、农业面源污染和生活污水等对水体造成更严重的污染.4 结论(1) 依据《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)和《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)规定的标准限值, 陆浑水库饮用水源地水体中Al最大浓度和Mo所有浓度均有超标现象, 超标率分别为4.35%和100%, Mo浓度超过标准限值2.16~2.44倍, 而As、Cd、Cr、Cu、Fe、Hg、Mn、Ni、Pb和Zn浓度均未超标.(2) 健康风险评价表明, 陆浑水库饮用水源地水体中金属元素引起的平均个人年健康风险大小依次为Cr>As>Cd>Al>Mo>Cu>Pb>Ni>Hg>Fe>Zn>Mn, 致癌性金属元素平均健康风险占总风险的99.90%以上, Cr的平均健康风险占致癌性金属总风险的85.00%.与此同时, 儿童暴露剂量明显高于成人暴露剂量, 金属元素经饮用水途径引起的健康风险均高于皮肤接触途径.致癌性金属Cr和As平均健康风险超过ICRP推荐的最大可接受风险水平, 超标率分别为100%和3.80%, 而Cd低于最大可接受风险水平, Cr和As是陆浑水库饮用水源地水体的主要致癌污染因子; 非致癌性金属元素引起的健康风险集中在10-12~10-7 a-1, 比最大可接受风险水平低2~7个数量级, 在非致癌性金属元素中, Al和Mo应作为优先控制污染物.具体联系污水宝或参见更多相关技术文档。
湛江赤坎水库水体重金属污染特征研究张晓微; 陈伟珍; 黄嘉璇; 邹梓铎; 梁凤仪; 黄东梅【期刊名称】《《广州化工》》【年(卷),期】2019(047)017【总页数】3页(P138-140)【关键词】赤坎水库; 重金属; 污染源【作者】张晓微; 陈伟珍; 黄嘉璇; 邹梓铎; 梁凤仪; 黄东梅【作者单位】岭南师范学院化学化工学院清洁能源材料化学广东普通高校重点实验室广东湛江 524048【正文语种】中文【中图分类】X524赤坎水库位于湛江市赤坎区南桥河中上游，属小Ⅱ型蓄水工程，正常库容为300万m3，集雨面积58 km2，灌溉面积1333 m2。
主要为湛江市提供生活用水和工业用水等，也是草苏村、谢家村等附近乡村农田灌溉水源，水质保护目标为Ⅱ类。
但因长期以来由于受到附近工矿企业排污及周边生活废水的污染，导致水质达不到饮用标准而较少使用，令人痛心。
据调查，赤坎水库饮用水源保护区工业污染源主要有湛江市麻章区剑麻厂、湛江市光阳酒精厂以及区内的一些小型造纸厂等，城镇生活污染源有湛江市区麻章区第二小学、麻章区一中以及麻章区农贸市场等[1-2]。
因此湛江市对赤坎水库的相关研究一直是一个热点。
陈科[1]对相邻湛江市区的赤坎水库饮用水源保护区污染源状况进行了调查；陈文杰[2]，胡弘[3]对水库水质中酸度、色度、藻类、菌类、氨氮、高锰酸盐指数等指标超标的应急处理；陈宝君[4]对湛江赤坎水库面临的生态困境进行分析。
目前对赤坎水库水体中多种重金属复合污染的相关研究未见报道。
本次以赤坎水库的水源为研究对象，用微波消解法处理水样，用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定水样中的Fe、Al、Mn、Cu、Zn、Cd、Cr和As等8种重金属元素的含量，分析各元素在水中的分布特征，参考《地表水环境质量标准》(GB3838-2002) [5]Ⅱ类水质标准对水体受污染分析评价，以期为赤坎水库水质监测、评价和控制提供基础的科学依据。
冯家山水库周边土壤重金属污染现状分析与评价1. 引言1.1 研究背景冯家山水库位于我国某省某市，是当地重要的水源地之一，保障着周边城市和农田的用水需求。
近年来随着工业化和城市化进程的加快，周边土壤受到了不同程度的重金属污染，给水库水质和周边生态环境带来潜在威胁。
根据既往研究，主要重金属如镉、铬、铅、汞等在土壤中的超标情况十分严重，而这些重金属往往会通过生物链不断累积，最终进入到水库水体中，对水质和水生生物造成危害。
为了更好地了解冯家山水库周边土壤重金属污染的现状，有必要开展深入的调查和分析。
通过对重金属来源、迁移途径、对生态环境的影响等方面的研究，可以为今后的土壤污染防治和生态保护提供科学依据。
开展对冯家山水库周边土壤重金属污染的调查与评价，对于水库水质的保护和区域生态环境的改善具有重要意义。
【研究背景】。
1.2 研究目的本文旨在通过对冯家山水库周边土壤重金属污染现状进行分析与评价，探讨重金属污染的来源与迁移途径，以及对生态环境的影响，为相关部门和农民提供科学依据和治理建议。
具体研究目的如下：1. 确定冯家山水库周边土壤重金属污染的程度和分布特征，为采取针对性的治理措施提供依据。
2. 探究土壤中重金属的来源渠道和迁移途径，为未来更好地预防和控制污染提供理论支持。
3. 分析重金属污染对周边生态环境的影响，为生态环境保护提供科学依据。
5. 提出针对冯家山水库周边土壤重金属污染的治理建议，促进实现生态环境的可持续发展和保护。
1.3 研究意义研究意义部分将围绕冯家山水库周边土壤重金属污染的现状进行分析与评价，通过研究可以掌握该地区土壤重金属污染的情况，为环境保护和生态恢复提供科学依据。
了解重金属污染的来源与迁移途径，有助于制定针对性的治理措施，避免土壤污染的持续恶化。
分析重金属对生态环境的影响可以揭示其对周边植被、动物以及人类健康的潜在危害，为相关部门及时采取措施提供科学依据。
评价冯家山水库周边土壤重金属污染的程度，有助于了解污染治理的紧迫性和必要性，推动相关部门加大环境保护力度。
典型小型水库表层沉积物重金属分布特征及生态风险匡帅;保琦蓓;康得军;申秋实;张路;刘成;王恺【摘要】以典型乡镇水库通济桥水库表层沉积物为研究对象,在分析其中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等有毒、有害重金属分布特征的基础上,分析重金属来源,评价重金属污染程度及其潜在生态危害.结果表明:通济桥水库表层沉积物中,上述8种重金属均存在一定程度的污染,坝前和入库区污染物蓄积更为明显.其中,Hg和Cd的污染范围较广、污染程度较严重.受重金属Hg和Cd的影响,水库表层沉积物存在中等程度的重金属生态危害风险,其中坝前区域已处于强风险等级.为保障水库水体水质安全,防范重金属污染应提到当前水库管理工作的重要位置.%Based on analysis of distribution patterns of As,Cd,Cr,Cu,Hg,Ni,Pb and Zn in surface sediments of the Tongjiqiao Reservoir that is a typical town reservoir,pollution degree and ecological risks were assessed by single factor index method,geoaccumulation index,potential ecological risk method and principal component analysis.The results showed that:8 kinds of heavy metals had a certain degree of pollution in surface sediments and accumulated mainly in pre dam and southwest area.Pollution of Hg and Cd is in the broader,deeper level.Because of influence of Hg and Cd,there was a moderate ecological risk of heavy metals in the surface sediments.With reference to management of reservoirs,it is of great significance to ensure the safety and management of water quality in the small sized reservoirsby putting prevention of heavy metals pollution in an important position.【期刊名称】《湖泊科学》【年(卷),期】2018(030)002【总页数】13页(P336-348)【关键词】表层沉积物;重金属污染;重金属来源;生态风险;小型水库;通济桥水库【作者】匡帅;保琦蓓;康得军;申秋实;张路;刘成;王恺【作者单位】中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室,南京210008;福州大学土木工程学院,福州350116;宁波检验检疫科学技术研究院,宁波315192;福州大学土木工程学院,福州350116;中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室,南京210008;中国科学院中非联合研究中心,武汉430074;中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室,南京210008;中国科学院中非联合研究中心,武汉430074;中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室,南京210008;中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室,南京210008【正文语种】中文有毒、有害重金属是地表水体环境体系最主要的污染物之一[1]. 通过大气干湿沉降[2]、工矿业活动点源排放[3]及高地质背景含量土壤淋溶流失[4]等途径，重金属进入湖库，然后通过悬浮颗粒物吸附沉降[5]、阴阳离子共沉淀[6]和自由离子扩散[7]等方式进入沉积物，使得沉积物成为重金属类物质蓄积的汇. 当外界氧化还原条件、pH值和水动力状况等发生改变时，吸附的重金属会释放进入水体，沉积物成为重金属的源. 受重金属难降解、高毒性、易富集等特点的影响，释放出来的重金属不仅会污染水体，还会通过生物富集和生物放大作用进入食物网，进而对生态系统健康造成危害并危及人类社会工农业供水安全[8-10].从国内外研究趋势来看，以As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 8种有毒有害重金属类物质在地表水环境中的分布、溯源及潜在危害评价是近10多年来国内外研究的持续热点之一[11-14]. 除自然源积累外[15]，农业和林业生产面源排放[16]、汽车和工业活动尾气排放及沉降汇流[16]、工矿业点源输出[17-18]等人类活动造成的重金属输入及蓄积是湖库等水体沉积物中该类污染物的最主要来源. 在我国内陆自然淡水水体中，太湖、巢湖、滇池、辽河、海河等重要河湖沉积物均受到不同程度的重金属类物质污染[19-23]. 同样地，人工湖库重金属污染也已引起有关学者的高度重视[24]. 有研究表明，作为国家重要战略水源地的丹江口水库，其库湾及支流表层沉积物已处于高生态风险状态[25]. 三峡水库[26-28]、密云水库[29]等重要大型水库及其周边环境水体、沉积物或汇水区中有关重金属类物质的蓄积问题也已引起有关研究者的高度重视. 但是关于中小型水库沉积物重金属研究报到较少，有数据表明中小型水库占已建水库的95%以上[30]，这些中小水库大多建于1950s-1970s[31]，经过30多年经济快速发展和流域水环境变迁，水环境问题凸显[32]. 目前，对于沉积物重金属评价方法有单因子污染指数法[33]、地积累指数法[33]、潜在生态风险指数法[35]、脸谱法[36]和次生相与原生相比值法[36-37]等. 其中，地积累指数法不仅考虑了人类影响因素，还考虑了地球化学背景值以及成岩作用对背景值的影响，能够比较客观的评价生态风险[38]；单因子指数法以背景值为基准，能够简单有效反映重金属蓄积的情况；潜在生态风险指数法的优点在于既能针对单一重金属类物质进行评价，也能对多种重金属进行综合评价.本研究以浙江省通济桥水库这一典型乡镇小型水库为对象(该水库周边存在大量乡镇企业)，在分析其表层沉积物As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 8种有毒、有害重金属类物质分布规律的基础上，解析其主要来源及污染物蓄积规律，并利用单因子污染指数法、地积累指数法和潜在生态风险指数法对有关表层沉积物重金属污染水平及生态风险进行评价，为乡镇小型水库沉积物重金属生态风险管理与水环境综合治理提供科学指导及理论依据.1 材料与方法1.1 研究区域通济桥水库(29.420°～29.459°N，119.802°～119.847°E)位于我国东部沿海经济发达的浙江省金华市内，水域面积约2.5 km2、库容约5880万m3，平均水深超过15 m，最大水深约35 m，是一座典型的乡镇小型水库. 该水库建立初期以防洪灌溉为主，兼顾发电和渔业养殖的功能. 水库周边土地利用以农业种植和原/次生林地为主，在农业种植区点缀有村镇生态斑块. 1980s以来，通济桥水库周边村镇相继开办了各类以水晶加工业为主的小型乡镇企业，给水库及周边汇水区域水环境带来明显影响. 进入21世纪以后，在区域环境保护和生态文明建设的要求下，当地政府将水库周边该类乡镇企业实施了搬迁或关停等措施，减缓了水库水环境保护压力. 近年来，随着当地经济的进一步发展和城市化程度加深，市政供水及水资源需求均明显增大，通济桥水库功能也随之再次转变，并被定为浦江县饮用水备用水源. 然而，简单的水质分析与评估不足以为水库作为备用水源地长期安全运行提供技术指导和保障. 相应地，针对水库水环境目前存在的问题，开展水库底质内源及生态安全性评估，对其综合整治与长效安全运行具有重要的意义.1.2 样品采集与预处理综合考虑通济桥水库湖岸线形态、水体污染程度、水域面积、溢流口、支流及大坝影响等因素，在整个水库共设28个采样点. 从地理方位角度，可将通济桥水库分为坝前库区、中东部库区、北部库区、西部库区及西南湾区等5个不同区域，每个区域采样点分布见图1. 利用重力式柱状样采样器(Ø 8.4 cm× L 50 cm)采集沉积物，采用上顶法以1 cm为间隔，获得表层1 cm沉积物样品，每个点位采集3个平行样进行分析. 采样后立刻将样品密封于聚乙烯袋中，低温保存运回实验室. 沉积物鲜样在室温下风干后用玛瑙研钵研磨至粉状，并经200目尼龙筛网筛分后测定.图1 通济桥水库采样点示意Fig.1 Sampling sites for surface sediments in the Tongjiqiao Reservoir1.3 样品测定方法对于获得的所有沉积物样品，分析其As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn共8种有毒、有害重金属含量. 重金属分析在湖泊与环境国家重点实验室进行，其中，As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn 7种重金属利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS，7700X型)测定，重金属Hg利用Hydra-c型全自动测汞仪测定.Hg的分析采用美国环境保护总署颁布的“原子吸收法分析土壤和溶液中的汞(US-EPA7473(1998))”规定的有关分析方法和标准进行，As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn 共7种重金属依据电感耦合等离子体质谱法的有关标准(EPA Method 6020a(第一版, 2007年2月))进行处理和测定.1.4 重金属污染评价方法1.4.1 地积累指数法地积累指数法是国内外广泛应用的沉积物重金属污染评价方法之一[39]，其计算公式为：(1)式中，Igeo为地积累指数；Bn为当地沉积物元素n的背景值[40](As为9.7mg/kg，Cd为0.274 mg/kg，Cr为60.6 mg/kg，Cu为24.8 mg/kg、Hg为0.15 mg/kg、Ni为18.5 mg/kg、Pb为42.4 mg/kg、Zn为95 mg/kg)；Cn为元素n在待测沉积物中的实际含量；k为成岩作用引起的背景值波动参数，本研究取1.5[41].根据地积累指数大小，可对沉积物重金属污染程度进行分级，Igeo<0，表示无污染；处于0～1之间，表示轻度污染；处于1～2之间，表示偏中度污染；处于2～3之间，表示中度污染;处于3～4之间，表示偏重度污染；处于4～5之间，表示重度污染;≥5表示严重污染[37].1.4.2 单因子污染指数法重金属单因子指数是重金属的实测含量与当地背景值的比值，表示表层沉积物中重金属的污染状态[42-43]，其计算公式为：(2)式中，当时，表示无污染在1～3之间，表示轻度污染在3～6之间，表示中度污染表示严重污染[33].1.4.3 潜在生态风险指数法潜在生态风险指数法(potential ecological risk index, RI)既可以对单项重金属生态风险进行评价，又可以对多项重金属综合生态风险进行评价[33]，其计算公式为：(1)单项重金属潜在生态风险指数法：(3)式中，表示点位r处重金属i的潜在生态风险系数重金属i的毒性响应系数；其中重金属毒性系数Hg为40，Cr为2，Ni为5，Cu为5，Zn为1，Cd为30，Pb 为5，As为10.等级为轻微；处于40～80之间，等级为中等；处于80～160之间，等级为强；处于160～320之间，等级为很强；≥320，等级为极强.(2)综合重金属风险指数法:(4)式中，RI表示综合潜在生态风险指数. RI<150，等级为轻微；处于150～300之间，等级为中等；处于300～600之间，等级为强；≥600，等级为很强.1.4.4 数据分析及图形绘制本研究所有相关性分析、主成分分析及聚类分析等统计分析均利用SPSS 22.0软件进行处理，所有图形均利用OriginLab 8.5和Surfer 11软件进行绘制.2 结果与讨论2.1 表层沉积物重金属蓄积特征表层沉积物重金属含量统计结果(表1)显示，重金属Zn平均含量最高，达到122.11 mg/kg，Hg的平均含量最低，为0.49 mg/kg. 与浙江省金衢地区土壤重金属背景值比较，As、Cd、Cu、Hg、Pb和Zn 6种重金属全湖沉积物平均含量均超过了当地背景值. 其中As、Cd和Hg等重金属局部地区含量超过了二级土壤环境质量标准，这3种重金属平均含量分别达到背景值的2.16、2.70和3.29倍. 从变异系数来看，8种重金属空间分布差异较大. 其中，Hg和Cd的空间异质性最大，变异系数分别达到67.07%和60.02%，其余重金属变异系数也均在30%以上. 表1 通济桥水库表层沉积物重金属含量统计结果Tab.1 Statistical results of heavy metals in the surface sediments统计参数AsCdCrCuHgNiPbZn均值/(mg/kg)21.800.7358.5525.700.4916.0655.40122.11最大值/(mg/kg)43.781.69126.0036.201.5822.88113.30183.38最小值/(mg/kg)6.100.0913.174.720.215.1917.1350.94变异系数/%44.1460.0249.3932.8467.0733.7744.6333.46背景值/(mg/kg)9.700.2760.6024.800.1518.5042.4095.00土壤环境一级标准(碱性)/(mg/kg)15.000.2090.0035.000.1540.0035.00100.00土壤环境二级标准(碱性)/(mg/kg)20.000.60350.00100.001.0060.00350.00300.00均值/背景值2.172.700.971.043.290.871.311.29从表层沉积物重金属空间分布来看(图2)，8种重金属空间异质性较大. As、Cd、Cr、Hg、Pb 5种重金属含量在不同湖区表层沉积物含量区别较大. 总体而言，As、Cd、Cr在坝前区域含量最高，西南湾区次之，中东部含量进一步下降，西部及北部含量最低；Pb含量相对较高区域集中在西南湾区，中部和东部湖区及西部湖区含量较小，北部和西北部湖区含量最低. Hg在坝前、西部湖湾和北部湖区零星区域含量相对较高，其它湖区表层沉积物Hg含量较低. 水库表层沉积物Cu、Ni、Zn 3种重金属分布相似，坝前、中东部湖区以及西南湾区含量相对较高，西部和北部湖区含量较低. 坝前沉积物重金属含量较高，显示入库污染物随流场及水动力条件迁移并在坝前沉降，并造成一定程度的污染物蓄积；西南湖湾区沉积物重金属含量较高，可能与该湾区周边村镇加工制造业发展有关.图2 通济桥水库表层沉积物重金属含量分布Fig.2 Distributions of heavy metals in surface sediments of the Tongjiqiao Reservoir2.2 表层沉积物重金属空间分布归趋采用欧式平方距离，通过Q型聚类-最远邻元素法对数据进行聚类分析. 采用距离10分类(图3)可以分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类. Ⅰ类表示以中东部为主、重金属含量相对较低的区域；Ⅱ类表示以坝前以及西南湾区为代表的重金属高含量区域；Ⅲ类则表示以西部、北部库区为主、重金属含量最低的区域.2.3 通济桥水库表层沉积物重金属来源分析相关性良好的污染物，可能具有相似来源[46]. 将通济桥水库不同点位表层沉积物重金属含量分析结果进行相关性分析可知(表2)：As、Cd、Cu、Ni、Pb、Zn 6种重金属两两之间呈显著正相关，Cr与As、Cd之间均呈显著正相关(P<0.01，r=0.450；P<0.01，r=0.444)，As与Hg之间也呈显著正相关(P<0.05，r=0.484). 说明这些重金属之间存在相似的来源、迁移和沉积过程，同时也反映了这些重金属在表层沉积物中含量比具有相对的稳定性.表2 表层沉积物重金属间相关系数矩阵(样本量n=28)Tab.2 Correlation coefficients among the concentrations of the heavy metals in surfacesediments相关系数AsCdCrCuHgNiPbZnAs1Cd0.763**1Cr0.450*0.444*1Cu0.552**0.797**0.1981Hg0.484**0.30700.3491Ni0.600**0.817**0.2880.912**0.3271Pb0.626**0.78 0**0.3610.700**0.1610.678**1Zn0.549**0.818**0.1440.959**0.3440.905**0. 727**1*表示在P<0.05水平上显著相关，**表示在P<0.01水平上显著相关.为进一步对各重金属来源进行分析，利用主成分分析法对通济桥水库表层沉积物8种重金属进行因子分析(图3)，经方差最大正交旋转后，提取到了2个特征根大于1的主成分，其中前2个主成分解释了总方差的76.97%，已可满足因子分析的要求. 主成分1解释了总方差变量的54.01%，其中，As、Cd、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn 7种重金属在该主成分上具有较高的荷载. 一般而言，在没有矿业开发的区域中，环境中出现明显蓄积的几类重金属具有以下主要来源：Hg主要来自于燃煤废气、汽车尾气排放等活动[47]，Cd、As、Ni、Cu等与工农业活动密切相关[48]，而Pb和Zn则主要来自工业废气或废水排放[49]. 这类污染物通过大气干湿沉降及地表水径流进入环境水体，最终进入湖库及其它类型沉积物并得到蓄积. 人造水晶与一般玻璃的区别在于其高含Pb量，Pb含量达到24%. 同时浦江县水晶加工原料包括K9玻璃，该玻璃料含有一定含量的氧化砷(As2O3). 水晶在切割、滚磨、打孔、抛光等加工过程中也会产生大量含重金属的废水，许多小工作坊未经处理便排放进外界水体. 2.1节研究可知，重金属在西南湾区和坝前蓄积比较严重. 考虑到西南湾区周边大量的小加工坊以及流场、水动力条件的影响，重金属可能是在西南湾区大量输入导致一部分重金属在此大量蓄积，同时一部分重金属受水利条件的影响迁移至坝前区域. 因此，可以认为主成分1代表的是人类工业活动来源的重金属，工业污染输入是通济桥水库表层沉积物重金属污染物的第一主要来源.主成分2解释了总方差变量的22.90%，金属Cr在该主成分上具有最高的荷载，As、Cd和Pb在该主成分上的载荷也较高. 在本研究中，通济桥水库不同湖区表层沉积物中Cr含量总体偏低，但空间异质性较大(CV达到49.39%)，在坝前和西南湾区，表层沉积物Cr含量均明显高于环境背景值，同时在西部存在零星蓄积. As、Cd和Pb 3种金属也表现出类似的空间分布趋势及积累特征. 相关性分析也表明，Cr与As、Cd均呈显著正相关(P<0.05)，Pb与As、Cd也均呈显著正相关(P<0.01). 除去工业源外，农业面源污染输入往往是湖库水体和沉积物As、Cd、Cr等重金属的重要来源[48]. 因此，可以认为主成分2代表的是来自人类农业源的重金属，农业面源输入是通济桥水库表层沉积物重金属污染物的第二主要来源. 图3 表层沉积物取样点位聚类分析(a)(Ⅰ类代表中东部为主的区域，Ⅱ类表示坝前区域以及西南湾区，Ⅲ类代表西部、北部库区)和主成分荷载图(b)Fig.3 Dendrogram of cluster of sampling sites(a)(Ⅰ stands for central and eastern area，Ⅱ stands for pre dam area and the southwest bay area，Ⅲ stands for western and northern area) and loading values of the principal components(b)2.4 表层沉积物重金属生态风险评估2.4.1重金属单因子污染指数单因子污染指数是反映沉积物受某一污染物污染程度大小的重要衡量标准，依据污染指数大小，可以划分出沉积物受相应物质污染的等级. 结果表明(表3)，As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 8种有毒、有害重金属在水库表层沉积物中均出现程度不一的富集和污染现象，其平均污染指数大小顺序为Hg>Cd>As>Pb>Zn>Cu>Cr>Ni. 重金属Hg的平均污染指数达到3.07，全湖沉积物平均处于中度Hg污染状态；其次为As、Cd、Cu、Pb和Zn的全湖平均污染指数在1.04～2.65之间，沉积物平均处于轻度As、Cd、Cu、Pb、Zn污染状态. 重金属Cr和Ni的全湖平均污染指数分别为0.97和0.87，沉积物平均处于无Cr、Ni污染状态. 然而，全湖沉积物各种金属污染指数变异系数较大，不同湖区沉积物受重金属污染程度空间异质性较强. Hg、Cd的污染指数变异系数均在60%以上； Ni、Zn和Cu的污染指数变异系数最小，也都在30%以上. 即使全湖沉积物总体平均不受Cr和Ni污染，但坝前和西南湖湾部分区域沉积物已处于轻度Cr、Ni污染状态.2.4.2 地积累指数(Igeo) 地积累指数法能够比较客观地评价生态风险，通过对通济桥水库表层沉积物重金属地积累指数的计算，重金属Hg的Igeo最大(为0.92)，Ni的Igeo最小(为-0.87). 8种重金属Igeo大小顺序为Hg>As>Cd>Zn>Pb>Cu>Cr>Ni.由Igeo分布(图4)可知，除Ni、Cu外，其它6种重金属存在一定区域的污染. 从Igeo分布来看，受到Zn、As、Cd和Hg 4种重金属污染的点位占全部采样点的50%及以上，其中Hg污染的点位占比达到92.9%，Cd、As均在60%以上. 因此，8种重金属中Hg的污染范围最大，其次为Cd、As. 从出现的污染等级来看，Cd、Hg、As 3种重金属均呈现中度污染. 在分析的8种重金属中，Hg和Cd污染范围较广、程度较深.此外对同一采样点8种重金属Igeo进行比较，发现17、1号采样点Igeo最高.这与前面分析结果类似.经计算，8种重金属Igeo变异系数大小顺序为Cd>Pb>Zn>As>Cu>Cr>Hg>Ni. 其中重金属Cd和Pb的变异系数最大，分别达到298.40%和202.32%，表明这2种重金属Igeo的空间差异明显大于其它重金属. 其次重金属Zn、As、Cu和Cr变异系数在100%～200%之间，Hg和Ni Igeo的变异系数最小，但也在70%以上. 说明通济桥水库表层沉积物重金属Igeo均存在较大空间差异，区域背景差异影响很大.2.4.3 潜在生态风险评价生态风险指数法无论是对单项重金属生态风险进行评价，还对多项重金属综合生态风险进行评价都具有重要的指导意义. 整体而言，通济桥水库表层沉积物重金属平均生态风险指数为234.92，全湖沉积物整体处于中等潜在生态风险等级. 从重金属综合潜在风险指数空间分布(图5)来看，坝前最高，西南湖区、中部湖区以及西南湖湾次之，西部及西北部最低. 除坝前区域处于强生态风险等级，其它大部分区域处于轻微或中等潜在生态风险. 该水库表层沉积物重金属综合潜在生态风险变异系数为 46.1%，说明潜在生态风险指数分布同样受到空间差异的影响.表3 通济桥水库表层沉积物重金属单因子污染指数Tab.3 Single factor index ( value) of heavy metals in the surface sediments of the Tongjiqiao Reservoir采样点AsCdCrCuHgNiPbZn14.506.162.081.074.651.001.151.2623.313.501.371.253. 981.081.511.5433.023.440.741.262.551.111.571.5942.853.350.761.202.501.0 41.571.5952.603.521.451.253.491.181.601.6160.620.320.750.191.830.280.72 0.5471.453.321.071.422.440.981.261.5182.683.861.041.373.501.241.731.779 2.183.010.621.071.870.951.161.32102.553.910.721.291.681.091.481.65111.3 11.800.861.051.411.101.061.24123.174.371.531.261.961.112.251.70132.754. 151.371.211.841.122.151.65143.175.101.251.292.061.002.671.60152.713.49 1.341.212.920.882.481.36161.332.440.581.065.590.791.271.25174.513.590.7 61.3210.551.131.651.68182.313.270.741.295.161.161.301.55191.232.650.66 1.463.090.910.991.93201.983.280.681.245.271.021.351.68211.330.980.630.9 62.690.780.851.02220.940.611.650.521.680.660.400.59232.130.991.630.713. 250.471.060.78241.420.850.400.712.540.550.790.72252.060.671.510.741.83 0.530.780.75261.780.530.280.551.370.330.580.69270.830.690.220.362.130.2 90.480.60282.120.420.350.702.140.560.710.82平均值2.242.650.971.043.070.871.311.29最大值4.516.162.081.4610.551.242.671.93最小值0.620.320.220.191.370.280.400.54变异系数/%44.1460.0249.3932.8461.4633.7744.6333.46单项重金属潜在生态风险指数大小顺序为Hg>Cd>As>Pb>Cu>Ni>Cr>Zn，除Hg处于强潜在生态风险等级、Cd处于中等潜在生态风险等级外，其它重金属均称处于轻微潜在生态风险等级. 说明沉积物中Hg、Cd的污染程度较其它重金属高，这与前面分析结果类似.图4 通济桥水库表层沉积物重金属地积累指数分布Fig.4 Geoaccumulation index of heavy metals in the surface sediment of the Tongjiqiao Reservoir图5 表层沉积物重金属综合潜在生态风险指数及重金属对其的贡献率Fig.5 Potential ecological risk of heavy metals and contribution rates of heavy metals to the potential ecological risk indices进一步分析不同重金属对综合潜在生态风险的贡献，8种重金属对综合潜在生态风险贡献的大小顺序为Hg>Cd>As>Pb>Cu>Ni>Cr>Zn，重金属Hg、Cd贡献最大，分别达到50.32%、32.60%；其次是As，为9.19%；其余5种重金属贡献率仅为7.89%. 其中Hg含量最低，但是潜在综合风险贡献最大，而Zn含量最大但是其贡献度最小. 这主要因为Hg毒性系数最大，而Zn毒性系数最小. 重金属Hg和Cd对潜在生态风险指数的贡献达到80%以上. 因此，该水库表层沉积物重金属综合潜在生态风险主要取决于Hg和Cd的存在. 这与赵世民等[50]对滇池的研究相似，认为滇池及其河口沉积物潜在生态风险贡献最大的为Cd和Hg，最小的则是Zn和Cr.3 结论通过对典型乡镇小型水库通济桥水库全湖不同区域表层沉积物As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn共8种有毒、有害重金属蓄积状态及空间分布的研究可以看出，对于这样一个位于工农业生产活跃、经济发展水平较高区域的乡镇小型水库，其表层沉积物出现明显的重金属蓄积情况，As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn 6种重金属在全湖平均含量均超过当地背景值，其中，As、Cd和Hg平均含量分别为21.80、0.73、0.494 mg/kg，分别达到背景值的2.16、2.70和3.29倍. 地积累指数分析表明，Hg和Cd是通济桥水库表层沉积物中污染范围最大、污染程度最高的2种重金属. 从空间分布来看，坝前和西南湖湾入湖区域重金属污染物明显较多，是各重金属主要的汇集区域. 应用主成分分析法对污染物来源进行归趋分析，主成分1解释了总方差变量的54.01%，主成分2解释了总方差变量的22.9%，2个主成分解释了总方差的76.91%. 综合分析表明工业污染输入是通济桥水库表层沉积物重金属污染物的第一主要来源，农业面源输入对其表层沉积物重金属污染物有重要贡献. 潜在生态风险分析表明，通济桥水库表层沉积物重金属平均生态风险指数为234.92，全湖沉积物重金属危害处于中等潜在生态风险等级，其中坝前区域处于强生态风险等级，表层沉积物重金属已对其生态安全构成潜在危害. 因此，对坝前等主要受污染区域沉积物开展综合治理与处置，对保障典型乡镇小型水库通济桥水库的水质安全和生态健康具有重要意义.4 参考文献【相关文献】[1] Singh UK, Kumar B. 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