城市道路沉積物中重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的優(yōu)化評(píng)價(jià)

朱 龍，陳友媛,2,3*，苑公靜，張翔宇，江曉倩，楊新如，王秀海,2,3*

1. 中國(guó)海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266100

2. 中國(guó)海洋大學(xué)，海洋環(huán)境與生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100

3. 中國(guó)海洋大學(xué)，山東省海洋環(huán)境地質(zhì)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100

沉積物是污染物的重要載體. 道路沉積物中含有無(wú)機(jī)物、有機(jī)物、重金屬等污染物. 重金屬因具有難降解、毒性強(qiáng)、隱蔽性等特性受到廣泛關(guān)注. 道路沉積物中的重金屬不僅會(huì)隨著地表徑流的沖刷、入滲等方式進(jìn)入受納水體，從而損害水生生態(tài)系統(tǒng)；還會(huì)通過(guò)食物鏈累積富集到人體內(nèi)，對(duì)人體健康產(chǎn)生影響.

重金屬對(duì)環(huán)境的危害不僅取決于其總量大小，還與重金屬的毒性、賦存形態(tài)有關(guān). 毒性是由重金屬與生物大分子作用造成的. 耿源濛等研究表明，盡管污泥中Cd的含量最小，但由于其毒性大，導(dǎo)致其潛在風(fēng)險(xiǎn)最高. 重金屬的形態(tài)分布會(huì)影響重金屬的毒性大小. Jain研究表明，當(dāng)重金屬的弱酸提取態(tài)比例超過(guò)1%時(shí)，會(huì)對(duì)土壤產(chǎn)生明顯污染；而林承奇等研究表明，殘?jiān)鼞B(tài)的重金屬易結(jié)合在沉積物中的硅鋁酸酸鹽礦物晶格中，難以被釋放，殘?jiān)鼞B(tài)重金屬含量越高越不易發(fā)生遷移. 因此，在研究道路沉積物中重金屬的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，需綜合考慮重金屬的毒性及賦存形態(tài)，才能對(duì)重金屬的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià).

采用不同方法評(píng)價(jià)重金屬的污染狀況，結(jié)果往往存在差異. 單因子污染指數(shù)法(P)是環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、污染綜合評(píng)價(jià)的常規(guī)方法，能反映單個(gè)因子的污染狀況. 胡國(guó)成等針對(duì)汞礦周邊重金屬污染時(shí)發(fā)現(xiàn)，采用單因子污染指數(shù)(P)和地累積指數(shù)()評(píng)價(jià)Cr污染狀況時(shí)存在差異. 單因子生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(

)

用于重金屬的毒理學(xué)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估. Liu等采用和考慮重金屬形態(tài)的單因子生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)

(

)對(duì)海洋沉積物中重金屬進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)評(píng)價(jià)結(jié)果表現(xiàn)為As的污染水平最高，而評(píng)價(jià)結(jié)果則表現(xiàn)為Cd的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)最高. 風(fēng)險(xiǎn)編碼評(píng)價(jià)(RAC)能更真實(shí)地反映重金屬毒性風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài). 胡青青等在分析改良土壤垂直截面重金屬Cd的污染中，發(fā)現(xiàn)RAC評(píng)價(jià)重金屬污染狀況時(shí)，40%采樣點(diǎn)為低風(fēng)險(xiǎn)，而采用次生相與原生相比值法(RSP)評(píng)價(jià)時(shí)，70%采樣點(diǎn)為無(wú)污染. 因此，對(duì)各評(píng)價(jià)方法得到的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)一，從而更準(zhǔn)確地對(duì)研究區(qū)重金屬污染狀況進(jìn)行判斷成為亟需解決的問(wèn)題.

模糊數(shù)學(xué)常應(yīng)用于重金屬污染評(píng)價(jià)研究. 如Chen采用模糊數(shù)學(xué)的方法評(píng)價(jià)連云港海洋重金屬的毒性；Wang等利用模糊數(shù)學(xué)評(píng)判城市固體廢物露天燃燒中有毒重金屬的大氣排放，確定了不同成分和時(shí)間變化的排放因子的最佳表現(xiàn)；能子禮超等考慮了重金屬毒性系數(shù)的影響，通過(guò)引入毒性系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，對(duì)模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)重金屬的污染狀況進(jìn)行了優(yōu)化. 盡管模糊數(shù)學(xué)被廣泛地應(yīng)用到重金屬污染狀況的評(píng)價(jià)中，但利用模糊數(shù)學(xué)對(duì)各評(píng)價(jià)方法的結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)判還鮮有研究.

該研究通過(guò)調(diào)查分析城市道路沉積物中重金屬的總量及形態(tài)分布特征，解析沉積物中重金屬的來(lái)源；明晰沉積物中重金屬的污染狀況和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，建立模糊綜合評(píng)價(jià)體系，定量評(píng)價(jià)道路沉積物中重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度，以期為道路沉積物重金屬污染控制提供理論參考.

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于山東省青島市嶗山區(qū)(119°30′E～121°00′E、35°35′N(xiāo)～37°09′N(xiāo)). 嶗 山 區(qū) 總 面 積 為395.79 km，地形坡度大，花崗巖地質(zhì). 屬溫帶季風(fēng)氣候，年均氣溫11～17 ℃，年降水量775.6 mm，降雨主要集中在6-9月. 根據(jù)青島市2020年統(tǒng)計(jì)年鑒，嶗山區(qū)機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量為47×10輛，平均綠化率為40.22%.通過(guò)調(diào)查，研究區(qū)主干道每天進(jìn)行灑水處理，每周清掃一次，高峰期車(chē)流量達(dá)1 743輛/h.

1.2 樣品采集

2020年4-7月，選擇嶗山區(qū)11條主干道，在每條道路外側(cè)0.5 m的位置選2個(gè)面積約為1 m區(qū)域用小毛刷和簸箕收集沉積物樣品. 受降水徑流的影響，該區(qū)域沉積物量多，造成的污染較大，能更好地反應(yīng)道路污染狀況，因此更具代表性. 利用GPS記錄采樣點(diǎn)的位置，并記錄周邊土壤，植被及道路的環(huán)境狀況.研究區(qū)采樣點(diǎn)分布見(jiàn)圖1. 對(duì)道路沉積物進(jìn)行風(fēng)干，除去雜物后進(jìn)行顆粒分析試驗(yàn)，結(jié)果表明粒徑＜75 μm的道路沉積物的重金屬含量具有代表性，該文采用粒徑＜75 μm的沉積物進(jìn)行重金屬特征分析.

圖 1 研究區(qū)城市道路沉積物采樣點(diǎn)Fig.1 Sampling sites of urban road sediments in the study area

1.3 樣品分析

根據(jù)前期調(diào)查，選取研究區(qū)含量較高的4種重金屬Cu、Zn、Pb和Cd，溶解沉積物，測(cè)量其pH，其范圍在5.5~6.5之間. 采用HCl-HNO-HF-HClO進(jìn)行消解破壞有機(jī)物并溶解顆粒物，采用BCR連續(xù)提取法進(jìn)行4種重金屬化學(xué)形態(tài)的測(cè)定，得到弱酸提取態(tài)(F1)、可還原態(tài)(F2)、可氧化態(tài)(F3)、殘?jiān)鼞B(tài)(F4)；重金屬含量的測(cè)定采用火焰原子分光光度

法[27-28].

1.4 重金屬污染水平評(píng)價(jià)及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法

單因子指數(shù)法

重金屬污染評(píng)價(jià)采用單因子指數(shù)法，計(jì)算公式：

式中：C為重金屬的實(shí)測(cè)含量，mg/kg；為重金屬的背景值，mg/kg，該文中Cu、Zn、Pb、Cd取青島市土壤重金屬含量的背景值，分別為24、25.8、63.5和0.084 mg/kg；P為單因子污染指數(shù)，P＜1表示無(wú)污染，1≤P＜2表示輕微污染，2≤P＜3表示輕度污染，3≤P＜5表示中度污染，P≥5表示重度污染.

生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法

生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)采用瑞典科學(xué)家Hakanson的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法(RI)，計(jì)算公式：

式中：為重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子；為重金屬的毒性(Zn，1； Cd，30； Pb和Cu，5)；為樣品中重金屬的平均含量，mg/kg；是重金屬的實(shí)測(cè)含量，mg/kg；為相應(yīng)的重金屬背景值，mg/kg. 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度級(jí)別劃分見(jiàn)表1.

表 1 Eri和RI對(duì)應(yīng)的污染程度以及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度等級(jí)Table 1 The degree of pollution and potential ecological risk corresponding to Eri and RI

風(fēng)險(xiǎn)編碼評(píng)價(jià)法

基于重金屬的形態(tài)特征，采用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)編碼法(RAC)分析重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，計(jì)算公式：

式中：為弱酸提取態(tài)的重金屬含量，mg/kg；為可還原態(tài)的重金屬含量，mg/kg；為可氧化態(tài)的重金屬含量，mg/kg；為殘?jiān)鼞B(tài)的重金屬含量，mg/kg；RAC＜1%表示無(wú)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，1%≤RAC＜10%表示低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，10%≤RAC＜30%表示中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，30%≤RAC＜50%表示高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，RAC≥50%表示極高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn).

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016和SPSS 26軟件進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析；采用Origin 2018、Photoshop軟件進(jìn)行制圖.

2 結(jié)果與討論

2.1 城市道路沉積物中重金屬特征

重金屬總量特征

研究區(qū)11條主干道沉積物樣品中的重金屬含量見(jiàn)表2. Cu、Zn、Pb和Cd的含量范圍分別為44.83~113.00、539.63~921.91、61.59~110.40、0.34~0.93 mg/kg，平均含量分別為91.15、712.44、77.11、0.70 mg/kg.

表 2 城市道路沉積物中重金屬總量特征Table 2 Total characteristics of heavy metals in urban road sediments

道路沉積物中的重金屬主要來(lái)源于大氣灰塵沉降、汽車(chē)磨損物、汽油燃燒、道路油漆等，不同類(lèi)型道路中重金屬的含量也有所不同，一般表現(xiàn)為柏油路＞石板路＞橡膠路. Stigliani等研究表明，金屬電鍍、機(jī)動(dòng)車(chē)磨損是Cu污染的主要來(lái)源. Ordó?ez等研究表明，汽車(chē)輪胎和車(chē)體的機(jī)械磨損及潤(rùn)滑劑的泄露、防腐鍍鋅汽車(chē)板的磨損會(huì)引起道路沉積物中Zn含量的升高. 由于長(zhǎng)期使用Pb汽油，受道路徑流、海風(fēng)等因素的影響，Pb沉積在道路兩側(cè)的土壤表層. 當(dāng)風(fēng)力強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，形成揚(yáng)塵，容易重新沉降回到道路沉積物中，部分工業(yè)活動(dòng)也會(huì)影響Pb的含量. 路面標(biāo)識(shí)所使用的有色油漆含有Cd、Cu、Pb等重金屬，尤其是黃色油漆，Cd含量遠(yuǎn)高于其他重金屬，最高可達(dá)5.49 mg/kg. 該研究區(qū)所有采樣點(diǎn)均位于嶗山區(qū)主干道，路面均為瀝青路，車(chē)流量較大；遠(yuǎn)離工業(yè)區(qū)，因此受工業(yè)排放以及農(nóng)業(yè)面源污染的影響較小，可認(rèn)為其污染主要來(lái)源于交通活動(dòng).此外，研究區(qū)位于黃海之濱，受海風(fēng)影響，道路周邊土壤中攜帶的重金屬也會(huì)擴(kuò)散沉降到道路，同時(shí)研究區(qū)道路標(biāo)識(shí)如雙黃線等采用有色油漆，也會(huì)對(duì)道路沉積物中重金屬的含量產(chǎn)生影響. 因此，研究區(qū)內(nèi)重金屬主要來(lái)源于交通活動(dòng)、大氣沉降以及道路標(biāo)識(shí)油漆. 通過(guò)制定合理的交通政策，采用更清潔的油漆等措施可減少道路沉積物中的重金屬含量.

重金屬形態(tài)特征

采用BCR提取法得到4種重金屬的形態(tài)分布(見(jiàn)圖2). 樣品中Cu以可氧化態(tài)為主，約占其總含量的54.56%，殘?jiān)鼞B(tài)Cu含量占比為39.18%；Zn以弱酸提取態(tài)為主，約占其總含量的40.44%，殘?jiān)鼞B(tài)Zn含量占比為24.36%；Pb以殘?jiān)鼞B(tài)為主，約占總含量的56.54%，其次是弱酸提取態(tài)，但其含量差距較大；Cd中各形態(tài)重金屬的含量分布較為均勻，生物可利用態(tài)(弱酸提取態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài))占比較大，殘?jiān)鼞B(tài)含量占比為20.00%. 有研究表明，重金屬的生物可利用態(tài)占比較大時(shí)，其遷移率越大，對(duì)水生環(huán)境的危害越大. 采樣點(diǎn)E的4種重金屬的前三態(tài)占比均較高，且位于沿海地區(qū)，意味著采樣點(diǎn)E的4種重金屬極易遷移到近海海域污染海洋環(huán)境，重金屬在被水生生物攝取后，容易隨食物鏈進(jìn)入人體蓄積，對(duì)人體產(chǎn)生危害.

圖 2 道路沉積物重金屬化學(xué)形態(tài)分布Fig.2 Chemical morphological distribution of heavy metals in road sediments

2.2 重金屬污染水平及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

重金屬污染水平

單因子污染指數(shù)(P)的平均值為Zn (27.61)＞Cd(8.33)＞Cu (3.80)＞Pb (1.21)，均超過(guò)了青島的土壤重金屬背景值，表明這4種重金屬存在不同程度的積累，僅Pb的含量沒(méi)有超過(guò)GB 15618-2018《農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》篩選值，表現(xiàn)為輕微污染水平，Cu表現(xiàn)為中度污染水平，而Zn和Cd表現(xiàn)為重度污染水平. 導(dǎo)致這一差異的原因可能是鋅皂類(lèi)加工助劑、二乙基鋅鹽、二甲基鋅鹽等被用于輪胎加工，而Cd則主要作為含Zn添加劑的雜質(zhì)存在于輪胎和潤(rùn)滑油內(nèi)，部分Cd來(lái)源于道路油漆. 各道路重金屬P評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)圖3. 其中，采樣點(diǎn)H的4種重金屬評(píng)價(jià)結(jié)果均偏高，從其空間位置分析來(lái)看，該樣點(diǎn)與多條主干道相交，車(chē)流量較大，結(jié)合其地理環(huán)境，該樣點(diǎn)西南方向的山丘在一定程度上阻擋了沉積物隨風(fēng)遷移，大量沉積物在此沉積；采樣點(diǎn)C的各評(píng)價(jià)結(jié)果均偏低，這是由于采樣點(diǎn)所在道路與其他道路的聯(lián)系較少，車(chē)流量也相對(duì)較少，導(dǎo)致該點(diǎn)不容易受其他道路影響，且該區(qū)域地形相對(duì)平坦，受海風(fēng)影響，不易形成沉積. 4種重金屬的變異系數(shù)大小依次為Cd (0.251)＞Cu (0.215)＞Pb (0.175)＞Zn (0.168)，均為中等變異性，表明研究區(qū)道路沉積物重金屬易受到外界干擾，其中Cd受外界干擾最為顯著.

圖 3 單因子指數(shù)法的評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.3 Evaluation results of single factor index method

重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)

RI是潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，其不僅考慮了重金屬的總含量，還考慮了不同重金屬的毒性. 研究區(qū)道路沉積物重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表3. 4種重金屬的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(RI)為301.92，表現(xiàn)為高風(fēng)險(xiǎn). 單因子生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)()平均值從高到低依次為Cd(259.24)＞Zn(27.61)＞Cu(19.00)＞Pb(6.07)，Cd表現(xiàn)為高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，Zn、Cu、Pb表現(xiàn)為低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn). 導(dǎo)致這一結(jié)果的原因是Cd的毒性更大，在沉積物中富集會(huì)造成較高的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn). Li等研究表明，道路沉積物中的Cd會(huì)通過(guò)皮膚接觸、吸入等途徑進(jìn)入人體，從而影響人體健康. 盡管道路沉積物中的Cd只有少量存在，但由于其較強(qiáng)的毒理特性，也會(huì)產(chǎn)生較大的健康影響. 王成霞研究表明，道路沉積物中的重金屬會(huì)隨著風(fēng)力作用重新回到大氣，影響空氣質(zhì)量，或是直接沉積在水體和土壤中影響水體和土壤質(zhì)量. 因此，要重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)重金屬Cd的監(jiān)測(cè)與管控，最大程度上降低道路沉積物中Cd的遷移風(fēng)險(xiǎn).

表 3 城市道路中沉積物重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果Table 3 Potential ecological risk assessment of heavy metals in urban road sediment

采用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)編碼法(RAC)對(duì)道路沉積物中重金屬的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析(見(jiàn)表4). Cu、Zn、Pb、Cd的RAC平均值分別為3.80%、40.44%、28.24%和25.37%. 根據(jù)RAC的大小，Cu屬于低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，Zn屬于高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，Pb和Cd屬于中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn).

表 4 城市道路沉積物重金屬風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)編碼評(píng)估結(jié)果Table 4 Results of the urban road sediment heavy metal risk assessment code assessment

3種評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)結(jié)果存在差異，在已有研究中均有報(bào)道，導(dǎo)致這種差異的原因是各評(píng)價(jià)方法的側(cè)重點(diǎn)不同.P、RI和RAC的評(píng)價(jià)結(jié)果相差較大，是由于P側(cè)重于重金屬總量和背景值的關(guān)系，RI是在總量的基礎(chǔ)上還考慮了重金屬的毒性，RAC則側(cè)重于重金屬形態(tài)對(duì)生物有效性的影響以及潛在生物有效性組分的污染程度.

2.3 優(yōu)化評(píng)價(jià)

式中，v為第個(gè)參評(píng)因子的變異系數(shù)，見(jiàn)表2～4.

將重金屬的污染程度從輕到重劃分為5個(gè)等級(jí)，構(gòu)成評(píng)價(jià)集={,,,,}，集合V中的每一個(gè)等級(jí)對(duì)應(yīng)集合中指標(biāo)相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表5). 集合中各參評(píng)因子對(duì)中等級(jí)的隸屬度函數(shù)可以組成模糊關(guān)系矩陣：

表 5 模糊評(píng)價(jià)的等級(jí)劃分及賦值評(píng)分Table 5 Classification and assignment of fuzzy evaluation

以單因子污染指數(shù)(P)為例，通過(guò)隸屬函數(shù)〔見(jiàn)式(6)~(8)〕確定P的各級(jí)隸屬度函數(shù)值：

一級(jí)隸屬度函數(shù)(P)，即=1時(shí)：

二~四級(jí)隸屬度函數(shù)(P~P)，即=2、3、4時(shí)：

五級(jí)隸屬度函數(shù)(P)，即=5時(shí)：

通過(guò)模糊矩陣及權(quán)重集計(jì)算模糊評(píng)價(jià)矩陣：

通過(guò)計(jì)算，Cu、Zn、Pb、Cd的模糊評(píng)價(jià)矩陣分別為[0.154，0.424，0.129，0.176，0.117]、[0.121，0.270，0，0.104，0.505]、[0.231，0.256，0.097，0.416，0]、[0，0，0.086，0.458，0.456]. 為了更客觀地反映研究區(qū)的重金屬污染狀況，對(duì)各評(píng)價(jià)等級(jí)進(jìn)行賦值評(píng)分(見(jiàn)表4).各重金屬的污染綜合指數(shù)的計(jì)算公式：

式中，F(xiàn)CI為該重金屬的評(píng)分，B為各重金屬的模糊評(píng)價(jià)矩陣，表示對(duì)應(yīng)等級(jí)的評(píng)分.

4種重金屬的模糊評(píng)價(jià)結(jié)果為Cd (87.4)＞Zn(72.04)＞Pb (53.96)＞Cu (53.56). 根據(jù)表5對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)等級(jí)可知，Cd屬于五級(jí)污染水平，Zn屬于四級(jí)污染水平，Pb和Cu屬于三級(jí)污染水平(見(jiàn)表6). 盡管Cd的含量非常小，但其模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果仍高于含量最高的Zn，這表明重金屬的毒性對(duì)重金屬污染水平的影響要大于重金屬的總量和形態(tài). Zn由于含量遠(yuǎn)高于Pb和Cu，而毒性與這兩種重金屬相差不大，因此其模糊綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果要高于Pb和Cu. 模糊評(píng)價(jià)結(jié)果與3種評(píng)價(jià)方法的結(jié)果均存在一定差異，是由于模糊評(píng)價(jià)對(duì)3種評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了綜合考慮，能在一定程度上均衡考慮總量、毒性和形態(tài)對(duì)重金屬污染狀況的影響. 因此新的模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)體系適用于當(dāng)各評(píng)價(jià)方法得到的結(jié)果存在分歧時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)研究區(qū)污染狀況的準(zhǔn)確評(píng)價(jià).

表 6 各評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)結(jié)果Table 6 Evaluation results of each evaluation methodology

3 結(jié)論

a) 青島市嶗山區(qū)11條主干道沉積物中重金屬Cu、Zn、Pb和Cd的含量分別為91.15、712.44、77.11、0.70 mg/kg，均超過(guò)了青島的土壤重金屬背景值，即存在累積現(xiàn)象. 4種重金屬的主要來(lái)源為交通活動(dòng)、大氣沉降以及道路標(biāo)識(shí)油漆. 4種重金屬的形態(tài)分布不均勻，Cu以可氧化態(tài)為主，Zn以弱酸提取態(tài)為主，Pb以殘?jiān)鼞B(tài)為主，Cd的生物可利用態(tài)(弱酸提取態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài))占比較大.

b) 單因子指數(shù)法(P)評(píng)價(jià)結(jié)果為Zn (27.61)＞Cd(8.33)＞Cu (3.80)＞Pb (1.21)，Zn和Cd表現(xiàn)為重度污染水平，Cu表現(xiàn)為中度污染水平，Pb表現(xiàn)為輕微污染水平；生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法(RI)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為高風(fēng)險(xiǎn)，其中單因子生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)()為Cd (259.24)＞Zn(27.61)＞Cu (19.00)＞Pb (6.07)，僅有Cd表現(xiàn)為高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平，Zn、Cu、Pb表現(xiàn)為低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平；風(fēng)險(xiǎn)編碼評(píng)價(jià)法(RAC)評(píng)價(jià)結(jié)果為Zn (40.44%)＞Pb(28.24%)＞ Cd (25.37%)＞Cu (3.80%)，Zn表現(xiàn)為高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，Pb和Cd表現(xiàn)為中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，Cu表現(xiàn)為低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn). 不同評(píng)價(jià)方法所得到的結(jié)果不同是由于其考慮的側(cè)重點(diǎn)不同.

c) 模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為Cd (87.4)＞Zn (72.04)＞Pb(53.96)＞Cu (53.56)，Cd屬于五級(jí)污染水平，Zn屬于四級(jí)污染水平，Pb和Cu屬于三級(jí)污染水平. 導(dǎo)致Cd的評(píng)價(jià)結(jié)果高于Zn的原因是重金屬的毒性對(duì)重金屬污染水平的影響要大于重金屬的總量和形態(tài)，重金屬總量也會(huì)在一定程度上影響其評(píng)價(jià)結(jié)果. 通過(guò)新建立的模糊綜合評(píng)價(jià)體系可以更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)重金屬的污染狀況. 模糊綜合評(píng)價(jià)體系綜合考慮了重金屬的總量、毒性和形態(tài)，評(píng)價(jià)更加全面.