湘江(長(zhǎng)株潭段)表層沉積物Zn污染現(xiàn)狀分析

李　歡　潘　瓊　鐘　瓊

(長(zhǎng)沙環(huán)境保護(hù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙　410004)

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湘江(長(zhǎng)株潭段)表層沉積物Zn污染現(xiàn)狀分析

李歡潘瓊鐘瓊

(長(zhǎng)沙環(huán)境保護(hù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410004)

本文對(duì)湘江(長(zhǎng)株潭段)表層沉積物進(jìn)行了Zn等多種種元素測(cè)定，并分析了Zn與其他元素的相關(guān)性，得出湘江(長(zhǎng)株潭段)表層沉積物中Zn含量從株洲依次遞減，Pb、Zn和Cu的相關(guān)性最高且高于本底值，這主要與株洲地區(qū)的鉛鋅冶煉有關(guān)，今后還需進(jìn)一步研究沉積物中Zn的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)理，為湘江飲水安全保駕護(hù)航。

沉積物；湘江(長(zhǎng)株潭段)；Zn；重金屬

1　引　言

早在20世紀(jì)70年代國(guó)外學(xué)者就開(kāi)展了河流中的重金屬污染研究。美國(guó)科學(xué)家20世紀(jì)70年代對(duì)河流沉積物中重金屬污染進(jìn)行示蹤研究(Benninger Larry etal，1975)[1]，80年代有學(xué)者對(duì)密西西比河河谷沉積物的重金屬污染歷史開(kāi)展了全面的調(diào)研分析(KNOx，1987)[2]，對(duì)流經(jīng)境內(nèi)的萊茵河(Gocht etal.，2001)[3]和多瑙河(WOltkeetal.2003[4]；Klaveretal.，2007[5])也做了許多調(diào)查工作。而湘江作為湖南的母親河，其沉積物中污染物研究始于20世紀(jì)80年代[6-11]，至今都還有學(xué)者在持續(xù)研究[12-14]。隨著對(duì)河流沉積物重金屬污染研究的深入，獲取了大量的河流沉積物樣品數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者基本都指出重金屬在天然水溶液中的含量常常是痕量的，而在沉積物中其濃度則高達(dá)水溶液中濃度的數(shù)百倍至數(shù)十萬(wàn)倍。在適當(dāng)條件下，沉積物吸持的這些中重金屬將有可能再次釋放出來(lái)，產(chǎn)生二次污染。因此，水體沉積物既是污染物的匯合，又是對(duì)水質(zhì)具有影響的潛在污染源，在很大程度上決定著污染物在水體中的遷移、轉(zhuǎn)化、歸宿和生物效應(yīng)。因此，本研究旨在探討沉積物中Zn的污染現(xiàn)狀，為湘江(長(zhǎng)株潭段)重金屬污染防治提供科學(xué)參考和長(zhǎng)沙航電樞紐順利運(yùn)行保駕護(hù)航。

2　研究區(qū)域概況

湘江水系水質(zhì)屬重碳酸鹽型[15]。湘江在湖南境內(nèi)干流長(zhǎng)670km，流域面積9.466×104km2[16]。湘江(長(zhǎng)株潭段)是“長(zhǎng)株潭兩型社會(huì)”的母親河，它由南向北流經(jīng)株洲市區(qū)，后經(jīng)湘潭，進(jìn)入長(zhǎng)沙市區(qū)，經(jīng)三汊磯轉(zhuǎn)向西北，至喬口而出望城縣，再經(jīng)岳陽(yáng)匯入洞庭湖。

3　材料與方法

3.1沉積物樣品采集和保存

樣品于2015年8月分別在株洲、湘潭、長(zhǎng)沙和望城進(jìn)行取樣，取樣位置為靠河流兩岸的底泥。

沉積物樣品采集后風(fēng)干，待干燥后去雜物及石塊，經(jīng)陶瓷研缽研磨處理后過(guò)100 目尼龍篩，貯存于塑料自封袋密封待用。

3.2分析方法

湘江沉積物用ICP-AES進(jìn)行分析。

(1) 儀器型號(hào)：美國(guó)Baird公司PS-6型電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometer System。

(2)樣品處理。準(zhǔn)確稱(chēng)取0.1g試樣于PTFE坩堝中，加10ml HF，5ml HNO3，3ml HClO4加熱溶解至白煙冒盡，加10mlHCl(1+1)溶解后移入50mL容量瓶中，水稀至刻度。

4　結(jié)果與分析

4.1Zn污染現(xiàn)狀

從所測(cè)樣品的中發(fā)現(xiàn)，Zn含量最高的位置在株洲，其含量為湘潭的1.08倍、長(zhǎng)沙的1.86倍、望城的2.08倍，因中國(guó)河流沉積物暫時(shí)沒(méi)有相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，故通過(guò)《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(2008居民用地)進(jìn)行對(duì)標(biāo)，《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(2008居民用地)僅Hg、Zn、Pb、 Cd、As、Cr、Cu、Se、Sb、Mg、Ni、Co有標(biāo)準(zhǔn)可查詢(xún)，其中株洲湘潭樣品的Zn超標(biāo)，長(zhǎng)沙和望城樣品中的Zn暫未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)。

綜上所述，湘江(長(zhǎng)株潭段)Zn污染主要集中在株洲。由于全球第九大鋅生產(chǎn)企業(yè)的株洲冶煉廠位于株洲市區(qū)范圍，隸屬湘江流域，故從湘江沉積物的污染因子看，湘江沉積物污染主要受鉛鋅冶煉的影響，而鉛鋅冶煉所帶來(lái)的污染物主要為Zn也成為湘江株洲段沉積物中的主要污染因子之一。

4.2Zn與其他元素相關(guān)性分析

在長(zhǎng)株潭研究區(qū)域內(nèi)，沉積物中各元素含量及其之間的比率具有相對(duì)的穩(wěn)定性，當(dāng)沉積物來(lái)源相同或相似時(shí)，其中的各個(gè)元素具有顯著的相關(guān)性(見(jiàn)表1)。

表1　沉積物元素相關(guān)性分析

*P<0. 05；**P<0. 01。

沉積物中各組分的相關(guān)性差異可能體現(xiàn)了其來(lái)源及遷移機(jī)制的不同。Pb、Cu、Zn兩兩之間各自相關(guān)性最高性極其顯著(見(jiàn)表1)，表明它們可能有相同的污染來(lái)源。鑒于其含量遠(yuǎn)高于本底值，故此推斷他們有相同的人為污染。

5　結(jié)論與討論

經(jīng)過(guò)與Zn濃度的比較和元素相關(guān)性分析，我們不難看出，湘江(長(zhǎng)株潭段)沉積物Zn含量最高的為株洲區(qū)域，按照河流流向Zn濃度依次降低。從該區(qū)域Zn污染來(lái)源來(lái)看，在相關(guān)性分析中Pb、Cu、Zn之間的相關(guān)性最強(qiáng)且高于背景值，主要來(lái)源于人為污染源，這與株洲地區(qū)的銅鉛鋅礦和鉛鋅冶煉不無(wú)關(guān)系。因湘江望城段的大壩已經(jīng)開(kāi)始啟用，湘江(長(zhǎng)株潭段)河流沉積物的流動(dòng)性降低，為避免沉積物中的重金屬釋放，今后還將繼續(xù)深入研究沉積物重金屬釋放機(jī)理，以保障該區(qū)域的用水安全。

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Analysis of Zn in Surfuce Sediment in Xiangjiang River (Changzhutan Section)

LI HuanPAN QiongZHONG Qiong

(Changsha Environmental Protection College，Changsha，Hunan 410004，China)

In this paper，surface sediment has carried on the determination of zinc and other elements in the xiangjiang river (changzhutan section).We analyzed the correlation between zinc and other elements，it is concluded that the xiangjiang river (changzhutan section) zinc content in the surface sediments from zhuzhou decreasing.Pb，Cu and Zn has the highest correlation and higher than the background value，this is mainly related to the lead and zinc smelting in zhuzhou.We need to research the migration mechanism of zinc，and escort for the xiangjiang river drinking water safety.

Sediment；Xiangjiang river (the section of Changzhutan)；Zn；Heavy metals

李歡，講師，工程師，研究方向?yàn)橹亟饘傥廴局卫怼⑺幚砑夹g(shù)、環(huán)境規(guī)劃

X53

A

1673-288X(2016)05-0174-02

項(xiàng)目資助：湖南省環(huán)保科技項(xiàng)目《湘江(長(zhǎng)株潭段)沉積物重金屬污染現(xiàn)狀研究》，湘財(cái)建指[2014]287號(hào)

引用文獻(xiàn)格式：李歡等.湘江(長(zhǎng)株潭段)表層沉積物Zn污染現(xiàn)狀分析[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2016，41(5)：174-175.