沂河臨沂城區(qū)段重金屬污染調(diào)查

霍修楠+胡長偉+李修嶺

摘要：選取沂河臨沂城區(qū)段4個(gè)研究樣點(diǎn)，采集水樣、水生植物菹草和底棲動(dòng)物田螺樣樣品分析了Cr、Co、Ni、Cu和Pb 5種重金屬水平及其在田螺體內(nèi)的富集程度。結(jié)果顯示：水體中除Cr濃度較高以外，其他重金屬濃度較低，均達(dá)地表水Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；Cr、Ni、Cu在菹草中有較高的富集水平；田螺對(duì)Cr、Co、Cu、Pb均具有較強(qiáng)的富集能力，對(duì)Cu的富集系數(shù)最高可達(dá)71050。結(jié)果證明盡管水體中重金屬污染程度較低，但沂河臨沂城區(qū)段水域仍存在一定的重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：沂河；重金屬污染；調(diào)查

中圖分類號(hào)：X52

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：16749944（2017）22002502

1 引言

隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快以及城市經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城市水環(huán)境面臨嚴(yán)重的污染壓力，其中重金屬污染已經(jīng)成為不容忽視的環(huán)境問題。重金屬普遍具有生物毒性，且具有難降解和易于蓄積等特點(diǎn)，因此重金屬污染是生態(tài)修復(fù)和環(huán)境保護(hù)的關(guān)注焦點(diǎn)。

沂河是臨沂市最大的河流，南北貫穿臨沂城區(qū)，年均徑流量24億m3。沂河與臨沂城區(qū)居民的生活息息相關(guān)，對(duì)改善市區(qū)生態(tài)環(huán)境起著至關(guān)重要的作用。李寶等研究了臨沂市小埠東橡膠壩對(duì)沂河臨沂城區(qū)蓄水段沉積物重金屬分布和富集的影響，發(fā)現(xiàn)橡膠壩的建成改變沉積物重金屬的分布與富集狀況，Hg和Cd水平較高，具有很強(qiáng)的生態(tài)危害[1]；邱繼彩等調(diào)查了沂河重要支流祊河下游重金屬污染現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)As和Hg分別為輕微污染和嚴(yán)重污染[2]。

本研究選取沂河與祊河交匯處作為研究對(duì)象，分析水體、菹草（Potamogeton crispus L.）和田螺（Cipangopaludian cathayensis）中的5中重金屬Cr、Co、Ni、Cu和Pb的水平，通過對(duì)比地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與分析生物富集系數(shù)，評(píng)價(jià)沂河城區(qū)段重金屬污染程度。

2 樣品采集與處理方法

2.1 樣點(diǎn)設(shè)置和采樣方法

在沂河城區(qū)段沂河北大橋和沂河大橋之間設(shè)置4個(gè)采樣點(diǎn)（圖1），地理坐標(biāo)分別為S1（N35°05′06.11″，E118°22′24.56″），S2（N35°04′13.56″，E118°22′33.82″），S3（N35°04′04.06″，E118°21′44.90″）和S4（N35°03′07.52″，E118°22′55.10″）。

于2017年4月份進(jìn)行采樣，采集表層水下20 cm處水樣50 mL，菹草葉片100～200 g（濕重），大小均一的田螺10粒，每個(gè)樣點(diǎn)及其上下游各50 m處各采集3份。

2.2 樣品處理方法

水樣采用0.22 μm微孔濾膜過濾，HNO3酸化以后待測(cè)。菹草葉片以超純水沖洗3次，取螺肉約0.5～1.0 g（鮮重），置于烘箱中烘干48 h至恒重。準(zhǔn)確稱取一定量的生物樣品，置于玻璃試管中，加濃HNO3，于95 ℃水浴中消解，然后定容至10 mL待測(cè)。

2.3 重金屬分析方法

利用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS，iCAP Q，美國）測(cè)定水樣和生物樣品中5種重金屬Cr、Co、Ni、Cu和Pb的濃度，其檢測(cè)限均低于0.01 μg/L。采用富集系數(shù)（K）評(píng)價(jià)田螺對(duì)重金屬的富集能力：K=Coi/Cei。式中，Coi為受檢田螺體內(nèi)某種重金屬的殘留量（mg/kg干重）；Cei為采樣點(diǎn)附近水體中某種重金屬的實(shí)測(cè)濃度（mg/L）。

2.4 數(shù)據(jù)處理

每個(gè)樣點(diǎn)樣品的測(cè)試均做3個(gè)平行，利用Excel進(jìn)行計(jì)算，數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

3 結(jié)果與討論

3.1 河水中重金屬水平

表1為沂河4個(gè)采樣點(diǎn)水樣重金屬濃度，5種重金屬水平均較低。根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3838-2002》，Cu、Pb均達(dá)到Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，而Cr濃度較高，尤其是S3樣點(diǎn)，但也達(dá)到Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。Co、Ni水平均低于10 μg/L。說明沂河城區(qū)段總體重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)較低。由于S1樣點(diǎn)附近菹草大量生長，Cr、Co、Ni和Pb元素水平均低于其他3個(gè)樣點(diǎn)。

3.2 菹草中重金屬含量

菹草中富集了大量重金屬元素，尤其是Cr、Ni和Cu（圖2），且這3種重金屬在樣點(diǎn)S2的菹草樣品中含量最高。菹草主要從沉積物中攝取重金屬，本研究未對(duì)沉積物進(jìn)行取樣測(cè)定，但可以推測(cè)其中含有較高水平的重金屬。

菹草對(duì)重金屬具有較強(qiáng)的富集能力。在陳國梁等的研究中，廣西刁江流域菹草Cu的水平在6.15～66.00 mg/kg之間，Pb在20.569～217.479 mg/kg之間[3]，與本研究結(jié)果相近。河流重金屬污染程度不同，也會(huì)導(dǎo)致水生植物中重金屬含量存在較大差異。萬金保等研究了鄱陽湖流域樂安河重金屬污染，結(jié)果顯示菹草中Cu和Pb的含量相對(duì)較低，分別為12.12和6.21 mg/kg[4]。

3.3 田螺中重金屬含量

田螺是淡水水體中常見的大型底棲動(dòng)物，它是食腐屑生物，能直接從底泥的微生物和腐殖質(zhì)以及水中的浮游植物獲取養(yǎng)分[5]。本研究結(jié)果顯示，田螺對(duì)Cr、Co、Cu、Pb均具有較強(qiáng)的富集能力，對(duì)Cu的富集系數(shù)K值最高可達(dá)71050（表2）。田螺對(duì)Ni的富集能力最低，K值低于410。郭明新等的研究發(fā)現(xiàn)，Cu可以在田螺體內(nèi)大量積累，最高可達(dá)843.96 mg/kg[5]；褚武英的研究中，田螺對(duì)Cu和Cr的富集系數(shù)分別為1615和10250[6]。以上說明田螺能夠耐受Cu、Cr等重金屬的污染脅迫，且能在體內(nèi)大量富集這類重金屬。

4 結(jié)語

沂河臨沂市城區(qū)段水體中重金屬水平較低，以重金屬作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，達(dá)Ⅱ類以上水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。但水生植物菹草和底棲動(dòng)物田螺體內(nèi)富集了大量的Cu、Cr等重金屬，說明該水域仍存在一定的重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李 寶，孫春意，張智慧，等. 小埠東橡膠壩對(duì)沂河臨沂城區(qū)蓄水段沉積物重金屬分布的影響[J]. 水土保持學(xué)報(bào)，2014，8（4）：243～246.

[2]邱繼彩，梁仁君，孫愛德，等. 祊河下游河水中重金屬污染評(píng)價(jià)[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013，29（20）：176～180.

[3]陳國梁，林 清. 不同沉水植物對(duì)Cu，Pb，Cd，Zn元素吸收積累差異及規(guī)律研究[J]. 環(huán)境科技，2009，22（1）：9～12.

[4]萬金保，閆偉偉，謝 婷. 鄱陽湖流域樂安河重金屬污染水平[J]. 湖泊科學(xué)，2007，19（4）：421～427.

[5]郭明新，林玉環(huán). 用中華圓田螺作為底泥重金屬毒性和生物可給性的指示生物[J]. 環(huán)境與開發(fā)，1997，12（2）：8～11.

[6]褚武英. 幾種重金屬在淡水毒物體內(nèi)的富集及其毒理研究[D]. 上海：上海師范大學(xué)，2003.endprint