南灣水庫重金屬分布及污染評價

路程

【摘 要】近年來，由于工業化及城市化的加速，人類生產活動向自然環境中排放的重金屬物質愈發增多。重金屬元素難于降解、只能通過遷移、轉化、富集作用固定在土壤、沉積物及生物體中，具有嚴重危害性。本文通過對南灣水庫1月枯水期和7月豐水期兩個階段，設置7個采樣點的方式對該水庫表層沉積物中Hg，As，Cu，Pb，Cd等5種重金屬元素的含量加以測定，應用潛在生態風險指數法，對水庫進行生態風險評價，對水庫的進一步開發及治理提供理論參數。

【關鍵詞】重金屬污染；生態風險；評價；水庫

重金屬元素通常存在于土壤或水體沉積物中，其危害表現為對其存在環境的毒害作用；且其毒害作用有明顯特征：如毒性閥值低，很低的濃度即可產生毒害作用；不易降解、只能通過遷移、轉化作用，最后容易富集，產生更大危害；其毒性表現為隨環境不同呈現不同程度毒性；于水體沉積物及土壤中易于微生物發生作用，從而轉化為毒性更強的物質。以上種種污染特性，使得重金屬的毒害作用俞發引起人們重視。

1.實驗材料及方法

1.1樣品收集

樣品收集過程：①時間：2010年1月和7月；②地點：南灣水庫上下游設置7個采樣點；③方法：使用抓斗式取泥器取0～10cm水體沉積物樣品，置于聚乙烯瓶，于實驗室保存備用。

1.2處理方式

采集樣品后，放于背光通風處，天然風干，將礫石等雜物剔出，后經碾壓，使其透過 0.85mm篩。過篩的樣品取5～10g，用研缽研磨，過0.15mm篩，于棕色廣口瓶中貼上標簽保存。重金屬含量的測定方法采用原子原子突光法（《水和廢水監測分析方法》（第四版））①。每個樣品測定過程中，設置3個平行樣，后取其平均值。

采用單因子污染指數法評價單一污染物污染狀況。計算公式：C=C/C式中，C為單因子污染指數；C為某一污染物實測值；C為某一污染物參比值。以Hakanson提出的全球工業化之前沉積物中重金屬最大值（Pb、Cd、Hg、As、Cu分別為25、0.5、0.25、15、30mg/kg）作為依據。

2.實驗結果分析

2.1重金屬含量分布

如表1所示：

（1）各采樣點在1月份的重金屬含量特點如下：

Hg含量為0.13～0.31mg/kg，均值為0.21mg/kg，最大、最小值分別出現在馬家畈（上游）、大廟（下游）。As含量為10.01～19.45mg/kg，均值為14.94mg/kg，最大、最小值分別在潭石咀（中游）、白石咀（下游）。

Cd含量為0.26～0.60mg/kg，均值為0.38mg/kg，最大、最小值分別在西雙河、大壩。Cu含量為24.17～39.67mg/kg，均值為31.72mg/kg，最大、最小值分別在馬家畈、白石咀。Pb含量為10.20～19.66mg/kg，均值為16.08mg/kg，最大、最小值分別在大廟、夏家沖。

由上可知：1月份各采樣點的重金屬含量為，最大值點基本都在上游（Pb在下游），最小值點基本都在下游。

（2）各采樣點在7月份的重金屬含量特點如下：

Hg含量為0.14～0.33mg/kg，均值為0.22mg/kg，最大、最小值分別出現在馬家畈（上游），潭石咀和大廟（中游）。As含量為10.21～20.01mg/kg，均值為14.52mg/kg，最大、最小值分別在潭石咀（中游）、大壩（下游）。

Cd含量為0.24～0.61mg/kg，均值為0.40mg/kg，最大、最小值分別在夏家沖、大壩。Cu含量為26.47～36.82mg/kg，.均值為31.52mg/kg，最大、最小值分別在馬家畈、白石咀。Pb含量為10.32～19.32mg/kg，均值為16.17mg/kg，最大、最小值分別在大廟、夏家沖。

由上可知，7月份的重金屬含量特點為：上游含量明顯高于下游。

2.2重金屬生態風險評價

本文重金屬生態風險評價采用Hakanson提出的潛在生態風險指數法②，評價公式為：E=TCRi=E式中，C為單因子污染指數；T為污染物毒性系數（Pb，Cd，Hg，As，Cu分別為5，30，30，l0，5）；E為單個污染物的潛在生態風險；Ri為綜合潛在生態風險指數。

2.2.1單因素污染指數分析

由表2可知：

①1月枯水期時，7個采樣點處各重金屬元素的單因子污染指數分析如下：

Hg于西雙河、馬家畈處大于1，屬中度污染，其余采樣處均小于1，屬輕度污染；As于馬家畈、潭石咀、夏家沖處，污染指數大于1，屬中度污染，其他采樣點處，小于1，屬低度污染Cd在西雙河處大于1，其余點小于1；Cu在西雙河、馬家畈、潭石咀和大廟處的污染指數大于1；Pb的污染指數都小于1。

②7月豐水期時，7個采樣點處各重金屬元素的單因子污染指數分析如下：

Hg于西雙河、馬家畈、白石咀處污染指數大于1，有中度污染，其他采樣點處小于1，屬低污染；As于馬家畈、潭石咀和夏家沖處的污染指數大于1，屬中度污染，在其他采樣點處小于1，屬于輕度污染。

Cd于西雙河、夏家沖處大于1，其余點都小于1；Cu在西雙河、夏家沖、馬家畈、潭石咀和大廟處的單因子污染指數大于l；Pb的污染指數都小于1。

2.2.2單因子潛在生態危害參數及綜合潛在生態風險指數

如表3所示：

1月枯水期時，該水庫七個采樣點處，重金屬污染的綜合潛在生態風險指數Ri在47.3～89.60間，單因子潛在生態危害系數E在2.05～37.20間； 7月豐水期間，該水庫七個采樣點處，重金屬污染的綜合潛在生態風險指數Ri在47.37～86.12間，單因子潛在生態危害系數E在2.06～39.60間。

枯水期，豐水期間其綜合潛在生態風險指數Ri都小于150，單因子潛在生態危害參數E都小于40，屬輕微風險，說明該水庫中重金屬物質污染程度很低，這種情況與處于發達工業地區的水庫有明顯不同 ③。同時，各采樣點處，綜合潛在生態風險指數和單因子潛在生態危害參數均有上游高于下游的明顯趨勢，這說明水庫中重金屬的污染水平與水流方向有一定關系。

3.結論

（1）1月份各采樣點的重金屬含量為：最大值點基本都在上游（Pb在下游），最小值點基本都在下游；7月份的重金屬含量特點為：上游含量明顯高于下游。

（2）1月及7月份，水庫綜合潛在生態風險指數Ri都小于150，單因子潛在生態危害參數E都小于40，屬輕微風險，說明該水庫中重金屬物質污染程度很低；綜合潛在生態風險指數和單因子潛在生態危害參數均有上游高于下游的明顯趨勢。 [科]

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