潛在生態危害指數法在沉積物質量評價中的應用研究查

呂斌

摘 要：在霍邱縣城東湖中采取湖底沉積物樣品30件，選取As、Cd、Cr、Ni、Cu、Hg、Pb、Zn等8種大金屬元素作為評價因子，應用潛在生態危害指數法進行評價，結果顯示，As、Cr、Ni、Cu、Pb、Zn、Hg和Cd元素的潛在生態危害屬于輕微生態危害，多種重金屬的潛在生態危害屬于輕微生態危害。

關鍵詞：霍邱縣城東湖;重金屬污染;潛在生態危害指數法

中圖分類號 X503 文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）16-0162-03

目前，關于沉積物質量評價方法較多，主要有化學方法、生態方法、毒理學方法以及化學、生態和（或）毒理學相結合的方法，它們已廣泛應用于評價水環境的重金屬污染。本研究以霍邱縣城東湖為對象，探索了潛在生態危害指數法在沉積物質量評價中的應用。

1 材料與方法

1.1 采樣密度 按照1個點/4km2的采樣密度。

1.2 樣品的采集 本次樣品采樣深度為0～40cm，共計30件樣品，樣品的采集、加工、分析和測試均參照《多目標區域地球化學調查規范》（1∶250000）執行。

1.3 評價因子 根據查閱文獻資料，確定本次評價因子為：As、Cd、Cr、Ni、Cu、Hg、Pb、Zn。

1.4 評價方法 采用瑞典科學家Hakanson提出的潛在生態危害指數法進行重金屬生態危害評價。該方法結合化學、生物毒理學、生態學等方面的內容，利用沉積物中重金屬相對于工業化以前沉積物的最高背景值的富集程度以及相應重金屬的生態毒性系數進行加權求和得到生態危害指數，以定量的方法劃分出重金屬潛在危害程度。

單個重金屬污染系數的確定，簡稱C值。

[Cir=Ci表層/Cin] （1）

式中，[Cir]為某一重金屬的污染系數;

[Ci表層]為表層沉積物重金屬濃度實測值;

[Cin]為計算所需要的參比值。

Hakanson提出以現代工業化前沉積物中重金屬的最高背景值作為參比值，也有學者在評價中以國家土壤環境標準值作為參比值。為了反映特定區域的差異性，避免大尺度平均參考值的偏差，本次采用霍邱縣全區土壤背景值作參比值。

沉積物重金屬污染度，簡稱[Cd]值，它是多種重金屬污染系數之和：

[Cd=Cir] （2）

各重金屬的毒性響應系數，簡稱[Tir]值。此值被用來反映重金屬的毒性水平及水體對重金屬污染的敏感程度。重金屬毒性系數的確定參照Hakanson等意見如表1所示：

單個重金屬的潛在生態危害指數，簡稱[Eir]值。按下式確定：

[Eir=TirCir] （3）

多種重金屬的潛在生態危害指數，簡稱[RI]值。按下式確定：

[RI=inEir] （4）

表2列出了潛在生態危害指數及分級關系。

潛在生態危害指數法可以反映以下4個方面的情況：（1）潛在生態危害指數應隨著污染程度的加大而增大;（2）多種金屬污染的沉積物的潛在生念危害指數應高于少數幾種金屬污染的沉積物;（3）毒性高的金屬應對潛在生態危害指數的數值有較大貢獻;（4）對金屬污染敏感性大的水體應有較高的潛在生態危害指數。該方法不僅反映了沉積物遭受污染的程度，而且表達了沉積污染物對生態環境的潛在危害。

2 結果與分析

2.1 地球化學參數統計 30件樣品化驗數據見表3。

根據化驗結果，城東湖30件樣品地球化學參數統見表4。

2.2 潛在生態危害指數法評價結果 根據計算，評價結果見表5。

由表5可知：

（1）As：本次湖底沉積物中砷含量為6.4～18.6mg/kg，平均值9.9mg/kg，生態危害指數6.79～19.74，平均值10.54。表明霍邱縣城東湖30個樣點砷元素的生態危害程度為輕微。

（2）Cd：本次湖底沉積物中隔含量為0.044～0.138mg/kg，平均值0.070mg/kg，生態危害指數11.64～36.42，平均值18.55。表明霍邱縣城東湖30個樣點隔元素生的態危害程度為輕微。

（3）Cr：本次湖底沉積物中鉻含量為56.7～97mg/kg，平均值71.8mg/kg，生態危害指數1.71～2.93，平均值2.17。表明霍邱縣城東湖30個樣點鉻元素的生態危害程度為輕微。

（4）Ni：本次湖底沉積物中鎳含量為23.7～46.8mg/kg，平均值33.4mg/kg，生態危害指數4.56～9，平均值6.43。表明霍邱縣城東湖30個樣點鎳元素生的態危害程度為輕微。

（5）Cu：本次湖底沉積物中銅含量為21.0～39.1mg/kg，平均值28.0mg/kg，生態危害指數4.15～7.73，平均值5.54。表明霍邱縣城東湖30個樣點銅元素的生態危害程度為輕微。

（6）Hg：本次湖底沉積物中汞含量為0.014～0.034mg/kg，平均值0.023mg/kg，生態危害指數16.54～38.43，平均值26.09。表明霍邱縣城東湖30個樣點汞元素的生態危害程度為輕微。

（7）Pb：本次湖底沉積物中鉛含量為20.2～31.4mg/kg，平均值25.4mg/kg，生態危害指數3.75～5.84，平均值4.72。表明霍邱縣城東湖30個樣點鉛元素的生態危害程度為輕微。

（8）Zn：本次湖底沉積物中鋅含量為48.1～104.6mg/kg，平均值70.2mg/kg，生態危害指數0.9～1.96，平均值1.31。表明霍邱縣城東湖30個樣點鋅元素的生態危害程度為輕微。

（9）多種重金屬潛在生態危害指數為56.83～112.06，平均值75.36。表明霍邱縣城東湖8大重金屬元素的生態危害程度為輕微。

3 結論

霍邱縣城東湖中As、Cd、Cr、Ni、Cu、Hg、Pb、Zn生態危害程度均為輕微，多重金屬潛在生態危害為輕微。

參考文獻

[1]陳富榮.巢湖沉積物鎘等重金屬地球化學分布、賦存特征及危害性研究[J].安徽地質，2009，19（3）：200-203，189.

（責編：張宏民）