利用潛在生態危害指數法評價淮南顧橋塌陷區沉積物中重金屬污染

王丹+高良敏

【摘 要】 顧橋塌陷區是淮南幾個大型采煤塌陷區中一個比較典型的塌陷區域。本文用火焰原子吸收分光光度法就對顧橋塌陷區做了塌陷水體和沉積物的總量分析并用潛在生態危害指數法進行評價。評價結果看出，顧橋重金屬的危害程度為Cd>Cu>Pb>Ni>Zn>Mn>Fe。

【關鍵詞】 塌陷區 重金屬 潛在生態危害指數法

沉積物是以礦物顆粒為骨架的一種絮狀聚集體，沉積物中的腐殖酸，無機自然膠體顆粒，有機質、以及金屬氧化物等都附著在礦物顆粒上。對于水環境中常見的重金屬有銅，鋅，鉻，鎘，鉛，鐵，砷，硒，鈷，鎳，錳，汞，錫等，含有這些重金屬的污染物在水體中不可能被微生物降解，相反卻能通過沉淀一溶解、氧化還原、配合作用、膠體形成、吸附一解吸等一系列物理化學作用和生物化學作用而發生各種形態之間的相互轉化，最終通過生物積蓄，生物放大作用，轉移到種植物以及微生物體內，對環境造成潛在危害。

1 材料與方法

1.1 區域概況和樣品采集

顧橋煤礦建設規模為1000萬噸，是亞洲井工開采規模最大的礦井。塌陷區水域面積約為10km2，平均塌陷水深為4.0m，礦區內的道路將整個塌陷水域分割為四個部分。目前塌陷區水體主要用于漁業養殖，農田灌溉，周圍有煤矸石堆積。

2013年5月在顧橋塌陷區水域進行沉積物的采集，設置12個具有代表性的采樣點。采集的每個樣品放入對應的標好樣點號的塑封袋中，帶回實驗室待分析。

1.2 研究方法

將采集的各采樣點處的沉積物樣品進行風干、研磨、過篩后，稱取適量，進行消解預處理，再用原子吸收分光光度法對樣品中Fe、Mn、Zn、Cd、Ni、Cu、Pb重金屬元素進行分析測定。最后用潛在生態危害指數法對顧橋塌陷區沉積物中的重金屬污染情況進行評價。

1.3 潛在生態危害指數法

根據重金屬性質及其在環境中遷移轉化沉積等行為的特點，從沉積學的角度Hakanson[1]提出了潛在生態危害指數法。該方法的計算公式如下：

式中：CDi—樣品實測濃度；CRi—沉積物樣品背景值；Eri—單一金屬潛在生態風險指數；Tri—金屬生物毒性響應因子[2]；RI—多金屬潛在生態風險指數。表1為潛在生態危害指數風險程度劃分表。

2 評價結果

顧橋塌陷區沉積物中重金屬的單一因子潛在生態危害指數值分析（如表2）。其中Mn、Zn、Cd、Ni、Cu、Pb元素的單一因子潛在生態危害指數值的變化范圍分別為0.5～1.8、1.4～4.8、704.9～3303.4、4.6～33.4、12.5～38.6、6.8～25.2。顧橋礦區Cd元素的潛在生態危害指數最大的達到了3303.4，是極強生態危害級別的十倍，對水生態環境的危害不可估量。Ni和Cu元素分別在1、15采樣點處表現出中等生態危害。其他三種重金屬的單因子潛在生態風險程度存在輕微生態危害，可忽略生態污染問題；綜合因子潛在生態危害指數值的變化范圍為725.8～3356.9，跨度很大，主要是Cd元素的強生態危害影響的。

3 結語

本文對顧橋塌陷區水域沉積物重金屬用潛在生態危害指數法進行了評價。從評價結果看出，Fe與Mn元素在水環境中比較穩定，基本不造成水環境污染，可能是由于這兩種元素常以鐵錳氧化物結合態的形式存在水環境中造成的。Cd污染是顧橋塌陷區沉積物中造成環境危害最嚴重、來源最復雜、最容易與沉積物發生吸附并富集的元素。Cu、Pb、Ni、Zn四種元素評價的結果為無污染或輕度污染。潛在生態危害指數法偏向于重金屬對生物的毒理性以及生態效應。如果能對這種評價方法根據實際情況作出進一步的修正，評價結果的有效性和準確度上將更有說服力。

參考文獻：

[1]Hakanson L.An ecological risk index for aquatic pollution control-A sedimentological approach[J].Water Environ，1980，14（8）：975-1001.

[2]陳麗莎，陳志良，彭曉春.湘江流域長株潭段底泥重金屬污染評價[J].安徽農業科學，2011，39（8）：4603-4605.

[3]劉成，王兆印，何耘，等.環渤海灣諸河口潛在生態風險評價[J].環境科學研究，2002，15（5）：33-37.

[4]孫照斌，邴海健，吳艷宏，等.太湖流域西氿湖沉積巖芯中重金屬污染及潛在生態風險[J].湖泊科學，2009，21（4）：563-569.

【摘 要】 顧橋塌陷區是淮南幾個大型采煤塌陷區中一個比較典型的塌陷區域。本文用火焰原子吸收分光光度法就對顧橋塌陷區做了塌陷水體和沉積物的總量分析并用潛在生態危害指數法進行評價。評價結果看出，顧橋重金屬的危害程度為Cd>Cu>Pb>Ni>Zn>Mn>Fe。

【關鍵詞】 塌陷區 重金屬 潛在生態危害指數法

沉積物是以礦物顆粒為骨架的一種絮狀聚集體，沉積物中的腐殖酸，無機自然膠體顆粒，有機質、以及金屬氧化物等都附著在礦物顆粒上。對于水環境中常見的重金屬有銅，鋅，鉻，鎘，鉛，鐵，砷，硒，鈷，鎳，錳，汞，錫等，含有這些重金屬的污染物在水體中不可能被微生物降解，相反卻能通過沉淀一溶解、氧化還原、配合作用、膠體形成、吸附一解吸等一系列物理化學作用和生物化學作用而發生各種形態之間的相互轉化，最終通過生物積蓄，生物放大作用，轉移到種植物以及微生物體內，對環境造成潛在危害。

1 材料與方法

1.1 區域概況和樣品采集

顧橋煤礦建設規模為1000萬噸，是亞洲井工開采規模最大的礦井。塌陷區水域面積約為10km2，平均塌陷水深為4.0m，礦區內的道路將整個塌陷水域分割為四個部分。目前塌陷區水體主要用于漁業養殖，農田灌溉，周圍有煤矸石堆積。

2013年5月在顧橋塌陷區水域進行沉積物的采集，設置12個具有代表性的采樣點。采集的每個樣品放入對應的標好樣點號的塑封袋中，帶回實驗室待分析。

1.2 研究方法

將采集的各采樣點處的沉積物樣品進行風干、研磨、過篩后，稱取適量，進行消解預處理，再用原子吸收分光光度法對樣品中Fe、Mn、Zn、Cd、Ni、Cu、Pb重金屬元素進行分析測定。最后用潛在生態危害指數法對顧橋塌陷區沉積物中的重金屬污染情況進行評價。

1.3 潛在生態危害指數法

根據重金屬性質及其在環境中遷移轉化沉積等行為的特點，從沉積學的角度Hakanson[1]提出了潛在生態危害指數法。該方法的計算公式如下：

式中：CDi—樣品實測濃度；CRi—沉積物樣品背景值；Eri—單一金屬潛在生態風險指數；Tri—金屬生物毒性響應因子[2]；RI—多金屬潛在生態風險指數。表1為潛在生態危害指數風險程度劃分表。

2 評價結果

顧橋塌陷區沉積物中重金屬的單一因子潛在生態危害指數值分析（如表2）。其中Mn、Zn、Cd、Ni、Cu、Pb元素的單一因子潛在生態危害指數值的變化范圍分別為0.5～1.8、1.4～4.8、704.9～3303.4、4.6～33.4、12.5～38.6、6.8～25.2。顧橋礦區Cd元素的潛在生態危害指數最大的達到了3303.4，是極強生態危害級別的十倍，對水生態環境的危害不可估量。Ni和Cu元素分別在1、15采樣點處表現出中等生態危害。其他三種重金屬的單因子潛在生態風險程度存在輕微生態危害，可忽略生態污染問題；綜合因子潛在生態危害指數值的變化范圍為725.8～3356.9，跨度很大，主要是Cd元素的強生態危害影響的。

3 結語

本文對顧橋塌陷區水域沉積物重金屬用潛在生態危害指數法進行了評價。從評價結果看出，Fe與Mn元素在水環境中比較穩定，基本不造成水環境污染，可能是由于這兩種元素常以鐵錳氧化物結合態的形式存在水環境中造成的。Cd污染是顧橋塌陷區沉積物中造成環境危害最嚴重、來源最復雜、最容易與沉積物發生吸附并富集的元素。Cu、Pb、Ni、Zn四種元素評價的結果為無污染或輕度污染。潛在生態危害指數法偏向于重金屬對生物的毒理性以及生態效應。如果能對這種評價方法根據實際情況作出進一步的修正，評價結果的有效性和準確度上將更有說服力。

參考文獻：

[1]Hakanson L.An ecological risk index for aquatic pollution control-A sedimentological approach[J].Water Environ，1980，14（8）：975-1001.

[2]陳麗莎，陳志良，彭曉春.湘江流域長株潭段底泥重金屬污染評價[J].安徽農業科學，2011，39（8）：4603-4605.

[3]劉成，王兆印，何耘，等.環渤海灣諸河口潛在生態風險評價[J].環境科學研究，2002，15（5）：33-37.

[4]孫照斌，邴海健，吳艷宏，等.太湖流域西氿湖沉積巖芯中重金屬污染及潛在生態風險[J].湖泊科學，2009，21（4）：563-569.

【摘 要】 顧橋塌陷區是淮南幾個大型采煤塌陷區中一個比較典型的塌陷區域。本文用火焰原子吸收分光光度法就對顧橋塌陷區做了塌陷水體和沉積物的總量分析并用潛在生態危害指數法進行評價。評價結果看出，顧橋重金屬的危害程度為Cd>Cu>Pb>Ni>Zn>Mn>Fe。

【關鍵詞】 塌陷區 重金屬 潛在生態危害指數法

沉積物是以礦物顆粒為骨架的一種絮狀聚集體，沉積物中的腐殖酸，無機自然膠體顆粒，有機質、以及金屬氧化物等都附著在礦物顆粒上。對于水環境中常見的重金屬有銅，鋅，鉻，鎘，鉛，鐵，砷，硒，鈷，鎳，錳，汞，錫等，含有這些重金屬的污染物在水體中不可能被微生物降解，相反卻能通過沉淀一溶解、氧化還原、配合作用、膠體形成、吸附一解吸等一系列物理化學作用和生物化學作用而發生各種形態之間的相互轉化，最終通過生物積蓄，生物放大作用，轉移到種植物以及微生物體內，對環境造成潛在危害。

1 材料與方法

1.1 區域概況和樣品采集

顧橋煤礦建設規模為1000萬噸，是亞洲井工開采規模最大的礦井。塌陷區水域面積約為10km2，平均塌陷水深為4.0m，礦區內的道路將整個塌陷水域分割為四個部分。目前塌陷區水體主要用于漁業養殖，農田灌溉，周圍有煤矸石堆積。

2013年5月在顧橋塌陷區水域進行沉積物的采集，設置12個具有代表性的采樣點。采集的每個樣品放入對應的標好樣點號的塑封袋中，帶回實驗室待分析。

1.2 研究方法

將采集的各采樣點處的沉積物樣品進行風干、研磨、過篩后，稱取適量，進行消解預處理，再用原子吸收分光光度法對樣品中Fe、Mn、Zn、Cd、Ni、Cu、Pb重金屬元素進行分析測定。最后用潛在生態危害指數法對顧橋塌陷區沉積物中的重金屬污染情況進行評價。

1.3 潛在生態危害指數法

根據重金屬性質及其在環境中遷移轉化沉積等行為的特點，從沉積學的角度Hakanson[1]提出了潛在生態危害指數法。該方法的計算公式如下：

式中：CDi—樣品實測濃度；CRi—沉積物樣品背景值；Eri—單一金屬潛在生態風險指數；Tri—金屬生物毒性響應因子[2]；RI—多金屬潛在生態風險指數。表1為潛在生態危害指數風險程度劃分表。

2 評價結果

顧橋塌陷區沉積物中重金屬的單一因子潛在生態危害指數值分析（如表2）。其中Mn、Zn、Cd、Ni、Cu、Pb元素的單一因子潛在生態危害指數值的變化范圍分別為0.5～1.8、1.4～4.8、704.9～3303.4、4.6～33.4、12.5～38.6、6.8～25.2。顧橋礦區Cd元素的潛在生態危害指數最大的達到了3303.4，是極強生態危害級別的十倍，對水生態環境的危害不可估量。Ni和Cu元素分別在1、15采樣點處表現出中等生態危害。其他三種重金屬的單因子潛在生態風險程度存在輕微生態危害，可忽略生態污染問題；綜合因子潛在生態危害指數值的變化范圍為725.8～3356.9，跨度很大，主要是Cd元素的強生態危害影響的。

3 結語

本文對顧橋塌陷區水域沉積物重金屬用潛在生態危害指數法進行了評價。從評價結果看出，Fe與Mn元素在水環境中比較穩定，基本不造成水環境污染，可能是由于這兩種元素常以鐵錳氧化物結合態的形式存在水環境中造成的。Cd污染是顧橋塌陷區沉積物中造成環境危害最嚴重、來源最復雜、最容易與沉積物發生吸附并富集的元素。Cu、Pb、Ni、Zn四種元素評價的結果為無污染或輕度污染。潛在生態危害指數法偏向于重金屬對生物的毒理性以及生態效應。如果能對這種評價方法根據實際情況作出進一步的修正，評價結果的有效性和準確度上將更有說服力。

參考文獻：

[1]Hakanson L.An ecological risk index for aquatic pollution control-A sedimentological approach[J].Water Environ，1980，14（8）：975-1001.

[2]陳麗莎，陳志良，彭曉春.湘江流域長株潭段底泥重金屬污染評價[J].安徽農業科學，2011，39（8）：4603-4605.

[3]劉成，王兆印，何耘，等.環渤海灣諸河口潛在生態風險評價[J].環境科學研究，2002，15（5）：33-37.

[4]孫照斌，邴海健，吳艷宏，等.太湖流域西氿湖沉積巖芯中重金屬污染及潛在生態風險[J].湖泊科學，2009，21（4）：563-569.