巢湖重污染汇流湾区沉积物重金属污染特征及风险评价

发布时间：2020-11-20 12:44

　　 对巢湖重污染汇流湾区沉积物中主要重金属分布和累积特征及生态风险进行了分析评价.结果表明:受底泥分布影响,湾区沉积物重金属主要累积于距岸边约700m以上的低洼区,且表层沉积物(0~2cm)重金属含量大致随泥深增加而增大.基于地积累指数法和潜在生态风险指数法的评价结果表明,除Hg(Eri=325.5)和Cd(Eri=240.28)外,大多数重金属处于低风险状态,各金属元素污染顺序为HgCdZnPbCuAsCrNi.其中,富集倍数最高的Hg和Cd具有同源性,污染等级均为3级.垂向分析表明,受Hg和Cd的影响,0~14cm沉积物已达严重生态风险程度(RI525),14~34cm沉积物中Hg具有中度生态风险.建议亟须从流域角度对该汇流湾区重金属特别是Hg和Cd进行控制.
【部分图文】：

醋院戏适?的地表径流水体,受到了严重污染.而目前关于巢湖重金属污染的研究一般关注全湖的污染状况,研究区域较分散,在不考虑该重污染湾区的情况下生态风险并不高[14],本研究采用地积累指数法和潜在生态风险指数法,对该重污染湾区沉积物重金属污染特征和风险进行评估,旨在为巢湖污染治理提供依据.1材料与方法1.1样品采集31.72°N31.71°N31.70°N31.69°N31.68°N117.32°E117.34°E117.36°E117.38°E117.40°E0.60.50.40.30.20.10单位:mN南淝河十五里河塘西河图1研究区域采样点位及沉积物分布Fig.1Samplingsitesandsedimentdistributioninthepresentstudy本文研究区域为巢湖西半湖自塘西河至南淝河外的汇流湖湾区,涉及水域面积约20km2.2013年3月,在湖湾内有泥区,用GPS定位设置了17个采样点,用柱状采样器(Φ90mm×500mm)采集无扰动柱状样品,湖湾内沉积物深度分布及采样点分布情况见图1.样品采集后使用上顶法对其进行分层,在0~10cm深度之间按每2cm间隔分层,在大于10cm深度,则每4cm间隔分层.1.2样品处理及测定将沉积物分层样品放入冰箱冷冻后转移至真空冷冻干燥器干化处理,去除样品中的沙石和动植物残体,研磨后过150目尼龙分样筛,分装在聚乙烯塑料袋中贮存备用.沉积物中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的测定使用7700X型电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS),Hg的测定使用Hydra-c型全自动测汞仪.1.3评价方法1.3.1地积累指数(Igeo)法广泛应用于重金属污染评价[1516].该方法在评价过程中主要考虑元素的富集作用[17],其评价方程是:geo2log()1.5nnCIB=×(1)式中,Cn为某种金属的实测含量;Bn为该金属在沉积岩中的地球化学背景

31.71°N31.7°N31.69°N31.68°N117.32°E117.34°E117.36°E117.38°E117.4°E0.290.270.250.230.210.190.170.15Hg31.71°N31.7°N31.69°N31.68°N117.32°E117.34°E117.36°E117.38°E117.4°E3936333027242118Ni31.71°N31.7°N31.69°N31.68°N117.32°E117.34°E117.36°E117.38°E117.4°E6254504642383430Pb5831.71°N31.7°N31.69°N31.68°N117.32°E117.34°E117.36°E117.38°E117.4°E350320290260230200Zn图2湖湾区表层沉积物重金属含量分布(mg/kg)Fig.2Levelsofheavymetalinthesurfacesedimentofthebaystudied(mg/kg)

16As(mg/kg)度深cm)(-36-30-24-18-12-600.00.40.81.2Cd(mg/kg)度深cm)(-36-30-24-18-12-600306090Cr(mg/kg)度深cm)(-36-30-24-18-12-60010203040Cu(mg/kg)度深cm)(-36-30-24-18-12-600.00.10.20.30.4Hg(mg/kg)度深cm)(-36-30-24-18-12-60010203040Ni(mg/kg)度深cm)(-36-30-24-18-12-60020406080Pb(mg/kg)度深cm)(-36-30-24-18-12-600100200300400Zn(mg/kg)度深cm)(图3湖湾区沉积物重金属含量垂向分布Fig.3Verticaldistributionsofheavymetalcontentsinsedimentsofthebaystudied表2表层沉积物重金属地积累指数及污染等级Table2IgeoandcontaminationlevelofheavymetalsinsurfacesedimentAsCdCrCuHgNiPbZn项目IgeoLIgeoLIgeoLIgeoLIgeoLIgeoLIgeoLIgeoL最小值-0.5901.532-1.150-0.6001.782-1.390-0.2901.152最大值0.4812.873-0.2400.3812.853-0.2100.7812.063均值-0.0602.383-0.6000.0912.423-0.6800.4211.7020510152025HgCdAsNiCuCrPbZn图4沉积物重金属聚类分析Fig.4Dendrogramofclusterofheavymetalsinsediment从各金属的风险指数来看(表3),其大小依次是Hg>Cd>As>Pb>Cu>Zn>Ni>Cr.其中污染贡献最大的仍然是Hg和Cd,这2种金属的平均风险指数分别为325.59和240.28,达到严重和较重潜在生态风险状态.这与之前的研究结果相似,石志芳等[24]及程杰等[14]分别认为Hg和Cd是巢湖的主要风险因子.Hg可以损害鱼类的鳃组织[28],影响鱼类的呼吸;Cd会在水生生物的肝脏和肾脏内累积[29].这两种金属都可以通过生物富集进入
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