象湖流域底泥重金屬污染特征與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析

熊戩等

摘要[目的]了解城市湖泊底泥重金屬的污染情況。[方法]以象湖流域?yàn)檠芯繉ο螅梦⒉ㄏ?火焰原子吸收分光光度法、BCR連續(xù)提取法、ICPAES分別測定底泥中重金屬的總量及各形態(tài)重金屬的含量，并利用潛在生態(tài)危害法對象湖的潛在生態(tài)危害進(jìn)行評價(jià)。[結(jié)果]象湖所測的潛在危害來源主要是Cd。[結(jié)論]該研究為城市湖泊生態(tài)系統(tǒng)退化的原因提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞底泥；重金屬；污染特征；形態(tài)分析；RSP；潛在生態(tài)危害指數(shù)

中圖分類號S181.3；X826文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號0517-6611（2014）21-07151-04

Analysis on Heavy Metal Pollution Characteristics and Ecological Risk of Elephant Lake Water Body Sediment

XIONG Jian， LIU Xiaozhen et al（Key Lab of Poyang Lake Environment and Resource Utilization of Ministry of Education， School of Environment and Chemical Engineering， Nanchang University， Nanchang， Jiangxi 330047； School of Environment and Chemical Engineering， Nanchang Hangkong University， Nanchang， Jiangxi 330063）

Abstract[Objective] To study the pollution status of heavy metals in urban lake sediment. [Method] With Elephant Lake as study object， microwave digestion， flame atomic absorption spectrophotometry， BCR sequential extraction method and inductively coupled plasmaatomic emission spectrometry were used to determine the total and each species of heavy metal content. And the potential ecological risk was evaluated. [Result] The results showed that the content sequence of six kinds of heavy metals determined were Zn>Pb>Cu>Cr>As>Cd. The pollution of Cd was the most serious. The concentrations of Cu， Zn， Cd followed the trend escalation from deep to shallow. Only the ratio of secondary phase to primary phase （RSP） Cr in site xh3 was bigger than the three， the contamination level was serious. All the other sites belong to mild contamination. The potential ecological risk levels of all sites were strong except xh2 which level was medium. There sequence were xh4>xh4>xh3>xh1>xh2. Cd was the main pollution source of Elephant Lake from individual potential ecological risk coefficient. [Conclusion] The study can provide theoretical basis for urban lakes ecosystem degradation.

Key wordsSediment； Heavy metal； Pollution characteristics； Speciation analysis； RSP； Potential ecological risk index

城市湖泊是指位于大中城市城區(qū)或近郊的中小型湖泊，具有漁業(yè)、游覽和給排水等服務(wù)功能，對于城市的可持續(xù)發(fā)展意義重大[1-2]。近年來隨著城市人口的劇增，工業(yè)化水平的提升，城市湖泊的污染問題越來越嚴(yán)重。重金屬由于其穩(wěn)定性高、難降解、易生物積累等特點(diǎn)，對人類的健康存在重大威脅，成為當(dāng)今世界重要的環(huán)境隱患[3-4]。而重金屬污染是城市環(huán)境問題的一個(gè)重要方面，城市土壤重金屬的研究多年來一直是國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)[5-8]。城市湖泊要接納大量包含大氣降塵、街道灰塵和地表土壤等固體殘?jiān)某鞘袕搅鳎@些固體殘?jiān)赡芎懈鞣N途徑進(jìn)來的重金屬，通過沉淀、絮凝、吸附、絡(luò)合、生物同化等作用，很大一部分重金屬均會(huì)沉積到湖底[9-10]。通過研究城市湖泊底泥重金屬的分布情況，能夠綜合了解城市湖泊受人類活動(dòng)的影響情況，有利于了解城市湖泊生態(tài)系統(tǒng)退化的原因和城市湖泊對人類健康的潛在影響。筆者以南昌市象湖流域?yàn)檠芯繉ο螅侠聿键c(diǎn)，對表層底泥重金屬的濃度、象湖重金屬垂直分布和表層底泥重金屬形態(tài)特征進(jìn)行研究，結(jié)合次生相與原生相比值法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法對象湖的潛在生態(tài)危害進(jìn)行評價(jià)，綜合了解象湖流域重金屬的污染情況以及對生態(tài)環(huán)境的影響。

1材料與方法

1.1采樣區(qū)域概況象湖流域包括象湖和連接象湖和贛江的撫河故道（下簡稱撫河），象湖位于繁華的城中心地帶，是典型的城內(nèi)景觀湖泊。象湖北部由撫河將其與贛江相連，湖水經(jīng)撫河流入贛江。象湖作為城市湖泊，其污染來源主要是市政污水的排放。由于舊城區(qū)的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)低、水源減少以及淤積堵塞等原因，大量的市政污水和工業(yè)廢水直接向象湖和撫河排放，導(dǎo)致水質(zhì)嚴(yán)重惡化。

1.2樣品采集與處理根據(jù)象湖的污染特點(diǎn)和功能區(qū)分布，對象湖5個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行底泥樣的采集，撫河的采樣點(diǎn)確定主要依據(jù)沿岸的4個(gè)主要排污口確定，具體的采樣點(diǎn)分布如圖1所示。從南至北各采樣點(diǎn)的編號依次為

3結(jié)論

（1）象湖中Cu、Zn、Cr、As的表層底泥重金屬濃度在一級土壤濃度限值以下，Pb的濃度處于一級限值與二級限值之間，Cd僅有xh1和xh2在三級限值以下，其他點(diǎn)的濃度均在三級限值以內(nèi)，各點(diǎn)重金屬的平均濃度Zn>Pb>Cu>Cr>As>Cd；撫河各點(diǎn)重金屬污染均非常嚴(yán)重。

（2）象湖5種元素僅Pb的次生相與原生相的比值RSP值小于1，其余均略大于1，為輕度污染。排污口xh3的Cr和Cd RSP分別為3.43和2.23，屬于重度污染和中度污染，其他各采樣點(diǎn)均有重金屬元素RSP>1且最大值<2，屬于輕度污染；5個(gè)采樣點(diǎn)的潛在危害程度xh3>xh2>xh4>xh1>xh5。 潛在危害指數(shù)法的評價(jià)結(jié)果與RSP法評價(jià)結(jié)果差異較大，象湖的5個(gè)采樣點(diǎn)中，除了西邊采樣點(diǎn)（xh2）潛在生態(tài)危害程度為中等外，其余潛在生態(tài)危害程度均是強(qiáng)，5個(gè)點(diǎn)的潛在生態(tài)危害順序?yàn)閤h4>xh5>xh3>xh1>xh2，Cd是象湖重金屬的主要潛在危害因素。

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