三峡库区（重庆主城段）水体重金属污染分析及风险评价研究

发布时间：2020-07-07 21:06

【摘要】：重金属具有较强的毒性、不可降解性、不可逆性、隐蔽性和生物累积性,是水生环境中的常见污染物。重金属因其不可被降解而在自然界中不断累积。在土壤,水体和大气中的重金属被动植物的生长过程所吸收,通过食物链和食物网进行物质的迁移与转换,最后进入人体,造成严重的生理后果,重者将导致死亡。三峡库区位于长江干流的上游地区,重庆主城段作为三峡库区的重要组成部分,同时也是长江流域经济迅速发展和人口最为密集的区域之一,研究本区域水体重金属的污染状况,对于人类的健康和区域经济的安全和可持续发展具有重要意义。迄今为止,关于库区完全蓄水前后水体重金属的对比研究较少,本文的研究将从整体上了解库区完全蓄水对水体重金属的影响。本文主要以三峡库区(重庆主城段)为主要研究区域,研究了水中溶解态和悬浮物中10种重要的有毒重金属(Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Se、Sb、Ba和Ni)的含量水平,并对其中6种含量较高的主要重金属(Cr、Cu、Zn、As、Cd和Pb)进行了包括时空分布特征分析、健康风险评价、地累积指数法评价和潜在生态危害指数评价等研究。比较全面的反应了三峡库区(重庆主城段)水体中重金属的污染特征,为三峡库区重金属污染防控及修复治理提供理论依据和数据支持。本次研究的具体发现如下:(1)对水体溶解态重金属的研究结果表明:(a).Se、Sb、Ba和N i的浓度远低于标准值;6种重金属(Cr、Cu、Zn、As、Cd和Pb)的浓度达到《国家地表水环境质量标准》(GB3838-2002)III类水标准;(b).从2015年到2016年,不同重金属元素在不同的采样点具有不同的变化趋势,Cr、Cu、As和Cd的浓度水平整体上呈下降趋势,Zn的浓度在大多数采样点呈上升趋势。2016年寸滩重金属污染较为严重;(c).2015年到2016年水体溶解态总的重金属浓度水平整体上呈现出上升的趋势,Zn是贡献率最大的重金属。(2)通过结合前人的研究成果与本次的测试结果,并综合分析,可以发现从2005年到2016年水体溶解态重金属的浓度除Zn以外,Cr、Cu、As、Cd和Pb整体上呈轻微下降趋势。库区蓄水对不同重金属的影响不同,但整体上减轻了重金属污染。(3)三峡库区水体溶解态重金属的健康风险评价结果显示:整体上,各采样点金属类化学致癌物质的风险值高于非致癌物质,其中As是健康风险最大的重金属;研究区大多数采样点受到的重金属污染较小,2016年寸滩的水体受到比较严重的重金属污染,并对人体健康构成了较大的威胁。(4)悬浮物中Zn的含量最高,Cr次之。从重金属总量在空间呈现出在研究区域内长江从上游到下游重金属总量逐渐减少的变化趋势;三峡库区悬浮物的地累积指数(Igeo)结果为CrCuPbZnCdAs,研究区基本上未受到Cr的污染,As在悬浮物中非常富集属于强度污染至极强污染和极强污染水平;潜在生态风险评价结果显示,研究区内长江上游到下游6种重金属的总潜在生态危害指数(RI)依次减小,危害程度逐渐减弱。其中,Cd的危害指数(ECd)对总生态危害指数(RI)贡献最大,因此Cd是三峡库区重庆主城段水体悬浮物最主要的危害重金属。
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X524;X824
【图文】：

分布图,三峡库区,采样点,分布图

第 2 章研究区概况和样品采集与测定析表明，在 2015 年全市废污水排放总量 24.7178 亿吨，其中城镇居民生活污水排放量 6.2698 亿吨，第二产业废污水排放量 16.3521 亿吨，第三产业污水排放量2.0958 亿吨，分别占废污水排放总量的 25.36%、66.16%和 8.48%。长江、嘉陵江和乌江全年水质为Ⅲ类水 (重庆市水资源公报, 2015 )。在三峡库区蓄水以后，出现了许多生态环境问题，如河流沉积物污染浓度增加，水体自净能力减弱，污染物消解功能降低，部分支流回水区和库湾成为富营养化的敏感区域，库区次级河流水污染严重等。库区水资源污染表现出城镇生活污染严重、工业污染居高不下、农村污染日益加重等特点 (王树文等, 2015)。2.2 样品的采集与测定2.2.1 采样点的选择

溶解态重金属,时空分布特征,三峡库区,水体

第 3 章水体溶解态重金属浓度水平与时空分布特征3.2 水体溶解态重金属浓度时空变化3.2.1 短期变化(2015——2016 年)从图 3.1 中可以看到，从 2015 年 4 月至 2016 年 8 月，Cr 的浓度除了江津和寸滩以外的其他采样点基本上表现为减少的趋势；Cu的浓度除寸滩表现为增加的趋势，江津、望龙门、长寿和涪陵则逐渐减小；Zn 的浓度除江津和北碚以外，其余采样点均呈上升的趋势；As 的浓度在北碚和寸滩有增加趋势，其余采样点均在减少；Cd 的浓度 2015 年 8 月在北碚异常升高，在寸滩浓度增加，其余采样点则呈下降趋势；Pb 的浓度在望龙门有减少的趋势，在寸滩则明显升高，北碚水体溶解态重金属的浓度在 2015 年 8 月异常升高，其余采样点变化较小。2016 年 8 月与2015 年 4 月相比较，寸滩 6 种重金属的浓度都有较大幅度的上升，表明寸滩在 2016年重金属污染较为严重。

溶解态重金属,三峡库区,总浓度,水体

第 3 章水体溶解态重金属浓度水平与时空分布特征亦有明显的降低，Zn的浓度显著增大，Pb 的浓度变化较小。同时南沱水体溶解态重金属 Cu、Pb、Cd 和 Cr 的浓度较 2008 年 8 月(4 种重金属的浓度分别为 7.76、5.14、0.35 与 1.12 μg/L)显著降低 (吉英芳等, 2009)，水质逐渐变好。在图 3.2 中，从 2015 年 4 月到 2016 年 8 月，总的重金属浓度水平再江津逐渐降低；而在望龙门、长寿和南沱升高；北碚在 2015 年 8 月总重金属浓度水平达到高峰，但在2016年8月降到低水平；寸滩，总的重金属浓度水平在2015年4月(89.85μg/L)到 2016 年 8 月(538.33 μg/L)增加了近 6 倍；涪陵和寸滩的变化模式相同，2015年 8 月总的重金属浓度水平最低，但在 2016 年 8 月急剧上升。5 个采样点的总重金属浓度水平从 2015 年 4 月到 2016 年 8 月呈现上升趋势。

【参考文献】