五大連池藥泉湖沉積物中重金屬污染特征與生態風險評價

摘 要:對黑龍江省五大連池藥泉湖6個采樣點沉積物中Cu、Zn、Pb、Cr、As、Hg、Cd7個指標的空間分布進行監測調查，并采用瑞典科學家Hakanson潛在生態危害指數法對監測結果進行污染程度評價。結果表明:藥泉湖沉積物中Cd和As的含量較高，尤其是Cd的潛在生態危害極強，6個采樣點的潛在生態危害均很強，污染最嚴重處為林業局入水口。

關鍵詞:藥泉湖 沉積物 重金屬 潛在生態風險指數法

中圖分類號:X13文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2012)06(c)-0155-02

重金屬是一類具有較大毒性的污染物，能與生物大分子基團和遺傳物質相互作用，導致生物器官畸變、突變、癌變效應，一直備受環境工作者的高度重視[1～2]。大量研究表明，進入水體的重金屬污染物絕大部分易于由水相轉入懸浮物，隨著懸浮物的沉降進入底層，在環境條件變化時沉積物又向水相釋放重金屬，造成二次污染[3]。因此，水體沉積物能明顯地反映湖泊受重金屬污染狀況。

藥泉湖是五大連池風景名勝區七大景區的核心部分之一，不僅是藥泉山景區至關重要的生態景點，還是藥泉山礦泉水帶的重要補給水源，目前已經出現一系列富營養現象，嚴重影響其景觀功能和水產養殖功能，并威脅著地下礦泉水帶的安全。

本文依托黑龍江省財政基本科研業務費專項“五大連池藥泉湖水質的研究”，對黑龍江省五大連池藥泉湖6個采樣點沉積物中Cu、Zn、Pb、Cr、As、Hg、Cd 6個指標進行監測調查，并采用潛在生態危害指數法對監測結果進行污染程度評價，對于了解目前五大連池藥泉湖的重金屬污染狀況和環境保護具有重要的價值。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

在現場調研和資料分析的基礎上，根據藥泉湖的形態特征以及監測斷面的設置原則設置了6個采樣點，分別是S1地震臺泉眼入水口、S2林業局入水口、S3石龍入水口、S4深水湖心、S5瀑布出水口和S6水廠涵洞入水口。2010年10月采用抓斗式采樣器采集表層0～5cm表層沉積物1kg～2kg，裝入密實聚乙烯封口塑料袋，運回實驗室放于通風陰涼處，讓其自然風干，剔除石頭及動植物殘體等雜質，使其通過20目尼龍網篩，篩下的樣品用四分法縮分至所需量，用研缽磨碎，過120目尼龍網篩，裝入棕色廣口瓶中，貼上棕色廣口瓶中，貼上標簽備用。

1.2 分析方法

沉積物樣品采用HNO3-HCLO4-HF消化處理后，采用直接吸入火焰原子吸收法測定Cu、Zn、Cr，采用石墨爐原子吸收法測定Cd、Pb，采用氫化物-非色散原子熒光法測定As，采用冷原子熒光法測定Hg。

1.3 潛在生態風險評價

本文選用瑞典科學家Hakanson提出的潛在生態危害指數法進行評價。根據這一方法，某一區域沉積物中第i種重金屬的潛在生態危害系數Eir及沉積物中多種重金屬的潛在生態危害指數RI可分別表示為: Eir=Tri.CsiCni;RI=∑Eir。

其中Csi為表層沉積物重金屬i濃度的實測值;Cni為元素的評價標準，底泥中重金屬潛在生態危害程度的劃分標準如表1所示，為了在更大程度上反映可能的潛在危害程度，Hakanson提出以現代工業化以前正常顆粒金屬的最高背景值為參比值如表2所示。

2 結果與討論

2.1 藥泉湖沉積物中重金屬含量

藥泉湖6個采樣點沉積物中7種重金屬元素的含量見表3。

從表3可以看出:重金屬Cu、Zn、Pb、Cr、As、Hg、Cd的平均濃度分別為36.078mg/kg、120.155mg/kg、95.554mg/kg、164.107mg/kg、37.933mg/kg、0.139mg/kg、13.930mg/kg。由于測得藥泉湖6個采樣點底泥pH值在5.59～6.57間，平均值為6.15，故土壤重金屬背景值采用的是《土壤環境質量標準》(GBl5618-1995)中標準值的二級標準(6.5

2.2 藥泉湖沉積物中重金屬潛在生態風險指數評價

根據藥泉湖沉積物中重金屬含量分析結果，采用潛在生態危害指數法評價藥泉湖沉積物中重金屬的潛在生態風險，計算得到各采樣點重金屬污染的潛在生態危害系數(Eir)和危害指數(RI)，如表4所示。

評價結果表明:以單個重金屬的潛在生態危害系數來看，6個采樣點的Cd的Eir在669.24～1023.90之間，平均Eir為835.80，均大于320，潛在生態危害極強，Cu、Zn、Pb、Cr、As、Hg的Eir在各個采樣點均小于40，潛在生態危害輕微;從潛在生態危害指數RI來看，所有采樣點的潛在生態危害均很強，RI值在731.40～1114.15之間，這主要由6個采樣點底泥中Cd的含量均遠超過背景值，而且Cd的毒性響應系數最高造成的。藥泉湖中重金屬元素的潛在生態危害指數的空間分布規律為林業局入水口＞石龍出水口＞深水湖心＞瀑布出水口＞水廠涵洞入水口＞地震臺泉眼入水口。

3 結語

藥泉湖沉積物重金屬中Cd和As的含量均超過背景值。從潛在生態污染程度分析， Cd的潛在生態危害極強，由于Cd一般可作為施用農藥和化肥等農業活動的標識元素，也可能由工業“三廢”排放所導致，必須給與高度重視。6個采樣點的潛在生態危害均很強，污染最嚴重處為林業局入水口，該處流經老黑山農田區，因此要注意農業面源對藥泉湖的污染。

參考文獻

[1]BarbosaJS，CabralT M，Ferreira D N，eta1．Genotoxicity assessment in aquatic environment Impacted by the presence of heavy metals[J]．Eco—toxicology and Environmental Safety，2010，73(3):320～325．

[2]Meetu G，Neera B S．Heavy metal induced DNA changes in aquatic macrophytes:Random amplified polymorphic DNA analysis and identi-fication of sequence characterized amplified region marker[J]．Journal of Environmental Sciences，2009，21(5):686～690．

[3]鄭志俠，潘成榮，丁凡.湖表層沉積物中重金屬的分布及污染評價[J].農業環境科學學報，2011，30(1):161.