太湖無錫水域底泥重金屬污染評價(jià)研究

施新鋒，陸 敏

（江蘇省無錫市環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇 無錫 214023）

1 引言

水體沉積物作為水環(huán)境中重金屬的主要蓄積庫［1］，可以反應(yīng)水體受重金屬污染的狀況。通過各種途徑進(jìn)入水環(huán)境的重金屬絕大部分能迅速地轉(zhuǎn)移至沉積物與懸浮物中，而懸浮物在被水流搬運(yùn)的過程中，當(dāng)其負(fù)荷量超過搬運(yùn)能力時(shí)，也逐漸變?yōu)槌练e物。因此，無論是在未受污染或受污染嚴(yán)重的水體中，沉積物中重金屬含量比水中重金屬的含量要高許多倍。而累積在沉積物中的重金屬除了直接危害生物和通過食物鏈影響人類健康外，在環(huán)境條件的改變下（如遇到災(zāi)害性的天氣和風(fēng)浪條件），有可能再次釋放出來，導(dǎo)致水體環(huán)境質(zhì)量惡化。由于沉積物中重金屬對環(huán)境的危害作用，研究者已開始重視沉積物中重金屬污染的研究。沉積物環(huán)境的重金屬主要是指生物毒性顯著的汞、錫以及類金屬砷，其次是指毒性一般的重金屬鋅、銅、鎳、鉆、錫等，當(dāng)前最引起人類關(guān)注的是砷、汞、鉻、錫、鉛等。本文通過對“十五期間”太湖無錫水域的底泥數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，選用地積累指數(shù)法對沉積物的重金屬污染程度進(jìn)行了評價(jià)。

2 太湖無錫水域底質(zhì)

2.1 太湖概況

太湖位于江蘇省南部，長江三角洲中部；全部水域在江蘇省境內(nèi)，湖水南部與浙江省湖州市相連。它是中國東部近海區(qū)域最大的湖泊，也是中國第二大淡水湖，是中國著名的風(fēng)景名勝區(qū)。太湖地處平原地區(qū)，是一個(gè)淺水湖，太湖水位較穩(wěn)定，平均水深1.94m，至深處2.6m。

2.2 重金屬來源

目前，太湖除氮、磷等元素偏高對水體產(chǎn)生富營養(yǎng)化，造成夏季藍(lán)藻爆發(fā)外，水質(zhì)尚好，但重金屬污染仍不容忽視。筆者初步分析，太湖流域無錫水域的重金屬污染可能來自以下幾個(gè)方面包括:電鍍行業(yè)產(chǎn)生的含重金屬酸性廢水；城市工業(yè)排污；水土流失過程造成的重金屬污染等。

2.3 評價(jià)范圍

太湖無錫水域底質(zhì)監(jiān)測是在枯水期與太湖水質(zhì)監(jiān)測同步進(jìn)行，監(jiān)測點(diǎn)點(diǎn)位與太湖水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)位相同。監(jiān)測項(xiàng)目為砷、汞、鉛、鉻、鎘、銅、鋅、硫化物及有機(jī)質(zhì)。同時(shí)為了便于太湖底質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價(jià)，將太湖無錫水域分為四個(gè)區(qū):五里湖區(qū)、梅梁湖區(qū)、貢湖無錫水域和宜興沿岸區(qū)，點(diǎn)位圖見圖1。

圖1 太湖底泥采樣圖

2.4 評價(jià)方式

地積累指數(shù)（Igeo）是德國海德堡大學(xué)沉積物研究所的科學(xué)家Muller提出的一種研究水環(huán)境沉積物中重金屬污染的定量指標(biāo)。由于其不僅考慮到人為污染因素、環(huán)境地球化學(xué)背景值等，特別是注意到自然造巖作用可能引起背景值變動(dòng)的因素（常數(shù)），一時(shí)在歐洲被廣泛采用。計(jì)算公式見公式（1）:

式中:C是指元素n在沉積物中的含量（指質(zhì)量比，實(shí)測值），mg／kg；B是指沉積巖（普通頁巖）中該元素的地球化學(xué)背景值，mg／kg（表1）；k為修正系數(shù)（一般取值為1.5），考慮成巖作用可能會(huì)引起背景值的變動(dòng)。

根據(jù)地積累指數(shù)（Igeo）的大小將污染等級分為7級，即0～6級，表示污染程度由無污染至極強(qiáng)污染，地積累指數(shù)（Igeo）與重金屬污染程度的關(guān)系見表1。

表1 地積累指數(shù)（Igeo）與重金屬污染程度的關(guān)系表

3 重金屬污染評價(jià)

（1）太湖地區(qū)重金屬地球化學(xué)背景值見表2［2］。

（2）2005年太湖無錫水域重金屬地積累指數(shù)及污染分級見表3。

表2 太湖地區(qū)重金屬地球化學(xué)背景值

表3 2005年太湖無錫水域重金屬地積累指數(shù)表

五里湖:底質(zhì)中砷、銅、鋅含量處于無－中污染狀態(tài)，汞、鉻和鉛處于清潔狀態(tài)。

梅梁湖:底質(zhì)中鋅含量處于無－中污染狀態(tài)，其余指標(biāo)均處于清潔狀態(tài)。

貢湖無錫水域:指標(biāo)均處于清潔狀態(tài)，這與無錫市將貢湖作為水源地相對應(yīng)，確實(shí)貢湖無論是水質(zhì)還是底質(zhì)都是處于污染較輕的狀態(tài)。

宜興沿岸區(qū):底質(zhì)中砷、銅和鋅含量處于無－中污染狀態(tài)，汞、鉛和鉻處于清潔狀態(tài)；

從整個(gè)太湖無錫水域看:從平均值來說，無錫水域的底泥重金屬都處于無污染狀態(tài)下。但是環(huán)境保護(hù)仍不容忽視，一旦出現(xiàn)污染，治理將是非常困難的。

（3）“十五”期間太湖無錫水域底質(zhì)重金屬變化分析。從整個(gè)“十五”期間太湖無錫水域底質(zhì)含量的變化趨勢看，鉛和銅含量處于輕污染狀態(tài)，并有逐年上升趨勢；汞和鉻處于清潔狀態(tài)，并有逐年下降趨勢；底質(zhì)中砷的含量逐年降低，已由2001年的輕污染下降為清潔，見圖2。

圖2 “十五”期間太湖無錫水域底質(zhì)含量變化趨勢圖

［1］弓曉峰.鄱陽湖底泥中重金屬污染現(xiàn)狀評價(jià)［J］.環(huán)境科學(xué)，2006，27（4）:732～736.

［2］Wei C Y，Wen H L.The geochemical baseline of heavy metals in the sediments of two large fresh water lakes in China:implications for estimation of contamination character and history［J］.Environmental Geochemistry and Health，2012（10）:92～94.