貴州高原普定水庫水環境重金屬的時空分布特征及風險評價

曠 攀， 李秋華*， 金 爽， 馬一明， 潘少樸

1.貴州師范大學， 貴州省山地環境信息系統和生態環境保護重點實驗室， 貴州 貴陽 550001 2.貴州省國際合作研究基地水生態國際聯合研究中心， 貴州 貴陽 550001

重金屬作為一種持久性污染物，具有難降解、易積累、毒性大等特點[1-2]. 水環境中的重金屬來源主要為自然源和人為源[3]，自然源主要包括巖石、土壤的風化侵蝕等[4]，人為源主要為工農業生產及生活產生的污染物等[5-6]. 其中環境中排放的重金屬以多種方式進入水體后，迅速被水中的懸浮物和底部沉積物所吸收，最終儲存在水體沉積物中[7]，而在人類活動、生物擾動或水環境化學條件變化等因素影響下，沉積物中的重金屬又會被釋放到水體中[8-9]，并可能通過食物鏈逐級進入人體，危害人體健康[10-11]，造成不可逆轉的損害. 因此，研究河湖系統水體和沉積物中重金屬的污染行為及環境風險評價對流域內生態系統及人類健康具有重要意義[12-13].

普定水庫作為安順地區主要的飲水源地，周圍存在大量的工廠以及居民生活區. 近年來，隨著普定縣城區工業不斷發展,大量的生產生活廢水排進水庫中[14]，加上水庫周邊存在多個采礦集中區域，對普定水庫水環境產生了直接影響[15-16]. 目前針對普定水庫水質相關調查較少[17-18]，尤其缺乏對整個庫區重金屬污染水平的研究. 該文通過對普定水庫進行一個水文年的季節性采樣分析，研究了普定水庫水環境重金屬時空變化特征，并對其污染水平進行了綜合評價，以期為普定水庫水環境治理提供科學依據.

1 材料與方法

1.1 研究區概況與采樣點設置

普定水庫是烏江上游大型河道型水庫，距離普定縣約8 km，壩址以上控制流域面積為 5 871 km2，正常蓄水位為1 145 m，平均水深15 m，最大水深約25 m，總庫容4.2×108m3，年徑流量33.8×108m3. 周圍礦產資源豐富，已探明的有煤、鐵、鉛鋅、大理石、石膏、硅石、白云石、石灰石、天青石、耐火粘土等十余種，在其西北、北部、東北區域存在大量鉛鋅礦以及煤礦開礦場. 該研究基于普定水庫季節流域特征共設置S1～S8共8個采樣點(見圖1)，其中2018年每月中旬采集重金屬水樣，使用重力式抓斗采泥器于2018年4個季度各采集一次表層沉積物，采樣操作嚴格按照GBT 14581—1993《水質 湖泊和水庫采樣技術指導》進行.

圖1 普定水庫采樣點分布Fig.1 Distribution of sampling points in Puding Reservoir

1.2 樣品處理與分析

水體重金屬采集與處理：由意大利哈鈉沃德公司生產的便攜式多參數水質分析測定儀(HI98194)現場測量DO濃度、溫度及pH. 采集的水樣經處理后的0.45 μm醋酸纖維濾膜過濾，濾液裝入500 mL的聚乙烯塑料瓶中，加入1∶1的HNO3固定至pH小于2.0，密封后避光保存，于實驗室經“王水+雙氧水”加熱濃縮后，放入4 ℃的冰箱中保存待測.

表層沉積物：采回的樣品經真空冷凍干燥機(LGJ-12)干燥后，經碾碎，研磨，過200目(約75 μm)篩后，稱量0.5 g樣品于25 mL比色管中加入王水〔V(HNO3)∶V(HCL)=1∶3〕5 mL，經水浴消解后取上清液定容，使用全自動雙道熒光光譜儀(AFS-230E型，北京海光儀器有限公司)測定Hg和As的含量，另取0.5 g樣品用傳統閉合式混合酸〔V(HNO3)∶V(HF)∶V(HClO4)=5∶5∶3〕高溫消解定容后，取上清液采用火焰原子吸收光譜儀(北京北分瑞利分析儀器有限責任公司，WFX-210型)測定Pb、Ni和Cu的含量，采用石墨爐原子吸收光譜儀(北京北分瑞利分析儀器有限責任公司，WFX-210型)測定Cd的含量[19].

所有樣品分析均做3次平行(3次分析結果的誤差<5%)，采用的所有玻璃器皿等均用15% HNO3溶液浸泡48 h；所有試驗用水均為去離子水；標準樣品采用土壤標準物質GSS-5進行質量控制，相對標準偏差為1.0%～4.7%.

該研究所有數據使用Excel 2010軟件進行預處理，利用Origin 2018軟件進行畫圖，利用R-Studio軟件進行Pearson相關性分析.

1.3 評價方法

1.3.1綜合污染指數

綜合污染指數法[20]應用比較廣泛且適用于各種水體，能夠綜合反映各采樣點不同重金屬元素綜合污染程度，計算公式：

Pi=CiSi

(1)

(2)

式中：Pi為重金屬元素i的單因子污染指數；Ci為重金屬元素i的實測含量，μgL；Si為重金屬元素i的評價標準(取GB 3838—2002《地表水環境質量標準》Ⅰ類標準作為普定水庫各重金屬元素評價標準)；n為元素個數；I為水質綜合污染指數. 當I≤1時，表明該水域無重金屬污染；當13時，表明該水域重金屬為重度污染.

1.3.2地積累指數

地積累指數法[21]是德國科學家Müller于1969年提出的，能夠充分考慮到人為污染因素對重金屬含量的干擾. 地積累指數(Igeo)計算公式：

Igeo(i)=log2(CjikCni)

(3)

式中：Igeo(i)為沉積物中重金屬i的地積累指數；Cji為沉積物中重金屬i的實際含量，mgkg；Cni為重金屬元素i在土壤中的參考標準值(i為Hg、As、Cu、Ni、Cd、Pb)，該文以貴州省土壤元素背景值作為參考值(見表1)，mgkg；k為消除各地巖石差異可能引起背景值變動所設的轉換系數，一般取1.5. 地積累指數評價重金屬污染程度分級如表2所示.

表1 貴州省土壤元素背景值及重金屬毒性響應系數[19]

表2 地積累指數分級[21]

1.3.3潛在生態風險指數法

瑞典科學家Hkanson在1980年提出潛在生態風險指數法[22]，該方法可以反映多種重金屬污染物的綜合影響，并定量劃分出潛在生態危害程度，計算公式：

Cfi=CjiCni

(4)

式中，Cfi為重金屬元素i的污染系數.

單種重金屬污染物潛在生態風險指數計算公式：

Eri=Tri×Cfi

(5)

式中，Eri為單種重金屬的潛在生態風險指數,Tri為該種重金屬的毒性響應系數.

多種重金屬潛在生態風險指數計算公式：

式中，RI為沉積物中多種重金屬的潛在生態風險. RI的大小與參評污染物的種類和數量有關，數目越多，RI值就越大，由于該研究中未涉及Cr和Zn，采用原有的RI等級劃分標準可能會低估重金屬的生態風險，所以該文主要采用單種重金屬的潛在生態風險指數(Eri)進行評價. 綜合潛在生態風險指數分級標準見表3.

表3 單因子生態風險指數(Eri)與綜合潛在 生態風險指數(RI)的分級標準[22]

圖2 2018年普定水庫表層水體中重金屬分布情況Fig.2 Seasonal distribution of dissolved heavy metals in the surface water of Puding Reservoir in 2018

2 結果與分析

2.1 普定水庫水體重金屬

2.1.1普定水庫水體重金屬含量時空分布特征

圖2為2018年6種重金屬元素Hg、As、Cu、Ni、Cd、Pb在普定水庫表層水體中的分布情況. 由圖2可見：ρ(Cu)和ρ(Ni)的范圍分別為1.008～7.433和1.250～35.437 μgL，二者分布波動較大，總體呈逐漸下降的趨勢；ρ(Hg)、ρ(Cd)、ρ(As)、ρ(Pb)的范圍分別為0.001～0.008、0.106～1.583、0.006～0.082、0.408～11.901 μgL，四者具有相似的變化規律，并與ρ(Cu)和ρ(Ni)呈完全相反的趨勢，呈前半年含量平穩變化、后半年逐步上升的趨勢. 從時間上來看，ρ(Hg)、ρ(As)、ρ(Ni)、ρ(Cd)、ρ(Pb)具有相似的分布規律，隨著月份的變化，呈先升后降再升的分布特征.

由表4可見：普定水庫水體中6種重金屬元素含量較低，ρ(Hg)波動不大，各采樣點較穩定；ρ(Cd)在S1～S3采樣點呈上升趨勢，但是在S3～S6采樣點呈下降趨勢，表明在S3采樣點可能存在Cd污染源；其余部分水體重金屬如ρ(As)、ρ(Cu)、ρ(Ni)、ρ(Pb)也都呈沿水流方向逐漸上升的趨勢.ρ(Hg)、ρ(As)、ρ(Cu)均低于GB 3838—2002《地表水環境質量標準》[23]Ⅰ類標準限值，ρ(Ni)、ρ(Cd)、ρ(Pb)在個別月份及采樣點超過了Ⅰ類標準限值.ρ(Cd)和ρ(Pb)平均值均高于美國優先污染物國家推薦水質基準持續濃度(CCC)[24]的推薦值，而CCC推薦值旨在保護水生生物，說明這兩種元素可能對普定水庫水生生物已經造成了一定程度的影響.

表4 普定水庫表層水重金屬元素含量

Table 4 Concentration level of heavy metal in surface water of Puding Reservoir μgL

表4 普定水庫表層水重金屬元素含量

項目HgAsCuNiCdPb范圍0.001～0.0080.013～0.0511.736～7.4336.319～23.5860.092～0.4321.675～9.118 S1平均值0.0030.0303.92212.7950.2995.642標準偏差0.0020.0121.8144.5180.1141.947范圍0.001～0.0060.011～0.0731.660～6.6531.254～31.2140.055～1.3500.551～7.013 S2平均值0.0030.0333.76012.4890.3954.067標準偏差0.0010.0181.5609.5400.3272.198范圍0.001～0.0050.011～0.0561.124～5.1024.583～32.1390.154～1.5831.005～11.252 S3平均值0.0030.0262.47912.5100.4575.353標準偏差0.0020.0151.1257.6830.3612.683范圍0.002～0.0050.023～0.0631.149～5.1385.160～35.4370.106～1.3840.408～11.901 S4平均值0.0040.0383.22111.7410.3565.104標準偏差0.0010.0131.1778.5200.3352.980范圍0.001～0.0050.014～0.0601.008～5.7524.625～24.7300.133～0.5350.849～9.680 S5平均值0.0030.0262.97412.7040.2935.248標準偏差0.0010.0141.4034.9040.1162.451范圍0.001～0.0060.011～0.0511.710～6.1661.815～33.9070.131～0.5211.283～9.344 S6平均值0.0040.0223.42312.4990.2484.273標準偏差0.0020.0111.2589.1010.1092.556范圍0.001～0.0060.011～0.0511.493～6.6132.598～34.2510.109～0.8881.635～9.569 S7平均值0.0040.0253.51311.9770.3484.483標準偏差0.0010.0151.6167.7260.2342.742范圍0.001～0.0070.009～0.0481.277～6.1241.988～22.4200.199～0.4052.459～9.455 S8平均值0.0030.0273.36910.0760.2714.550標準偏差0.0020.0191.4176.2320.0602.357最大值0.0080.0947.43335.4371.58311.901 總計最小值0.0010.0061.0081.2540.1060.408平均值0.0030.0363.33212.4360.3344.965GB 3838—2002Ⅰ類標準限值0.05501020110CCC推薦值0.771509520.252.5

圖3 普定水庫pH與ρ(DO)月際變化特征Fig.3 Seasonal changes of pH value and dissolved oxygen in Puding Reservoir

2.1.2普定水庫水體重金屬含量與pH及ρ(DO)之間的關系

圖3為普定水庫pH與ρ(DO)月際變化特征. 由圖3可見，普定水庫全年pH均大于7，說明普定水庫水質為堿性水體，2月和10月pH較低，3—9月較高. pH在不同采樣點之間也存在明顯的空間差異，其中S7、S8采樣點的pH在4—9月較其他采樣點明顯偏低. 隨月際的變化，ρ(DO)有逐漸上升的趨勢，但在4—8月S7、S8采樣點偏低，與pH異常正好對應，因此推測在4—8月S7、S8采樣點可能受到其他污染物污染.

對普定水庫表層水體pH、ρ(DO)與表層水體重金屬含量之間進行Pearson相關性分析，結果如表5所示，pH與ρ(Hg)、ρ(As)、ρ(Cu)、ρ(Ni)、ρ(Cd)、ρ(Pb)均無顯著相關關系；ρ(DO)與ρ(Hg)、ρ(As)均呈顯著正相關，與ρ(Cu)呈顯著負相關，表明ρ(DO)可能對這3種元素在水體中的分布產生了一定影響.ρ(Cd)與ρ(Pb)呈顯著正相關，與ρ(Cu)呈顯著負相關；ρ(Hg)與ρ(As)、ρ(Pb)均呈顯著正相關，但與ρ(Cu)呈顯著負相關；ρ(As)與ρ(Cu)呈顯著負相關，ρ(Cu)與ρ(Pb)之間也呈顯著負相關，說明這些元素具有相似的分布規律，并可能具有同源性.

表5 普定水庫表層水體pH、ρ(DO)及水體重金屬含量之間的相關性分析

2.2 普定水庫表層沉積物重金屬

普定水庫表層沉積物中重金屬含量時空分布特征如圖4所示，w(Hg)、w(As)、w(Cu)、w(Ni)、w(Cd)和w(Pb)的范圍分別為0.046～0.087、10.862～19.633、85.860～235.330、36.250～138.624、1.630～2.160和96.013～316.658 mgkg. 從季節性變化上來看，普定水庫表層沉積物中w(Cu)和w(Ni)分布趨勢均表現為秋季>夏季>春季>冬季，w(Pb)和w(Hg)分布趨勢均表現為秋季>冬季>夏季>春季，w(As)分布趨勢表現為夏季>春季>秋季>冬季，w(Cd)分布趨勢表現為冬季>秋季>春季>夏季. 而w(Cd)、w(Pb)、w(Hg)、w(Cu)、w(Ni)最高值均出現在秋冬季，與水體中重金屬含量的分布具有一致性.

從沿程變化來看，普定水庫表層沉積物中重金屬含量沿程分布趨勢不同.w(Pb)、w(Hg)、w(Cd)沿程逐漸升高，與水體中重金屬的分布規律類似；w(As)在各采樣點分布較為均勻；w(Cu)沿程逐漸降低，w(Ni)在S1～S6采樣點分布較為均勻，w(Cu)和w(Ni)均在S7采樣點達到最大值. 與貴州省土壤元素背景值相比，w(Pb)、w(Cd)和w(Cu)平均值分別為了貴州省土壤元素背景值的6.0、5.8和5.0倍，表明該地區存在一定程度的人為污染.

采用Pearson相關系數對普定水庫表層沉積物6種重金屬元素含量進行相關性分析(見表6)，結果表明w(Hg)與w(Ni)、w(Pb)均呈顯著正相關，w(Ni)與w(Pb)呈極顯著正相關，w(Cd)則與w(Pb)呈極顯著正相關，而與w(Cu)呈顯著負相關，其中表層沉積物中w(Hg)、w(Cd)、w(Pb)和w(Cu)的相關性結果與水體中研究結果相似，進一步證明了這幾種元素可能具有同源性.

表6 普定水庫表層沉積物重金屬含量相關性分析

2.3 普定水庫水環境重金屬污染評價

2.3.1普定水庫綜合污染指數評價

普定水庫水體重金屬(Hg、As、Cu、Ni、Cd、Pb)綜合污染指數評價結果如表7所示，整體來看，各采樣點在不同季節綜合污染指數均小于1，表明普定水庫水質未受到重金屬污染. 從單個元素分析，Cu、Ni、Cd、Pb四種元素單因子污染指數相對較高. 從時間上可以看出，整個水庫綜合污染指數呈冬季>春季>秋季>夏季的特征. 從空間分布上看，普定水庫各采樣點綜合污染指數大小不同，S1、S7采樣點的重金屬污染指數較其他采樣點略高.

2.3.2普定水庫表層沉積物地積累指數評價

根據地積累指數公式計算結果(見表8)發現，普定水庫表層沉積物不受Hg和As兩種元素污染，Cd、Cu、Ni、Pb四種元素污染程度大小依次為Pb(中強污染)>Cd(中等污染)>Cu(中等污染)>Ni(輕度污染)，說明Cd、Cu和Pb為主要污染物. 從時間上看，4個季節污染程度呈冬季>秋季>春季>夏季的特征，其中，Ni在全年均處于輕度污染；Cu在秋季處于中強度污染，在其余季節為中等污染；Pb在春夏季為中等污染，秋冬季為中強污染；Cd在冬季處于中強污染，其余季節為中等污染. 運用地積累指數進行評價，結果表明造成污染的有Cd、Cu、Ni、Pb四種元素，并隨時間的推移研究區域污染程度有逐漸加重的趨勢.

表7 普定水庫水體重金屬綜合污染指數

2.3.3普定水庫表層沉積物潛在生態風險評價

利用潛在風險評價對普定水庫表層沉積物重金屬污染進行生態風險評價，結果如圖5所示. 由圖5可見，普定水庫沉積物各重金屬潛在生態風險指數大小依次為Cd>Pb>Cu>Hg>As>Ni. 潛在生態風險指數最高的為Cd元素，其四季潛在生態風險指數值均超過160，達高風險(160≤Eri<320)；其次為Pb元素，其四季在部分采樣點達到了中等風險(40≤Eri<80)；夏季和秋季Cu元素在部分采樣點達到了中等風險(40≤Eri<80)；其余各重金屬元素在各季節均為低風險(Eri<40)，與地積累指數評價結果相吻合.

表8 普定水庫表層沉積物重金屬元素的地積累指數及污染程度

圖5 普定水庫表層沉積物重金屬元素潛在生態風險指數Fig.5 Potential ecological risk coefficients of heavy metal elements in surface sediments of Puding Reservoir

普定水庫表層沉積物各采樣點的綜合潛在生態風險指數(RI)的空間變化如圖6所示. 由圖6可見，綜合潛在生態風險指數最高值出現在普定水庫水電站壩前(S1采樣點)，其四季綜合潛在生態風險指數值均為高風險，最低值出現在三岔河上游(S8采樣點)，整體呈現出從上游至下游逐漸升高的趨勢. 春季和夏季，除S1采樣點外，S2～S8采樣點的綜合潛在生態風險指數值基本處于中等風險；秋季，綜合潛在生態風險指數值沿程呈“M”型的分布趨勢，其中，S1～S3及S6采樣點處于高風險，其余采樣點均處于中等風險；冬季，S1～S2采樣點處于高風險，其余采樣點均處于中等風險. 總體來看，4個季節綜合潛在生態風險指數值呈秋季>冬季>春季>夏季的特征.

圖6 普定水庫表層沉積物重金屬綜合 潛在生態風險指數空間分布Fig.6 Spatial distribution of comprehensive potential ecological risk index of heavy metals in surface sediments of Puding Reservoir

3 討論

3.1 水體中重金屬的時空分布特征

水體重金屬分布特征受地理環境、水文特征、季節變化以及人類活動等多方面的影響[25]，從時間上來看，ρ(Hg)、ρ(As)、ρ(Ni)、ρ(Cd)、ρ(Pb)在季節性分布上具有相似規律，均呈冬季>秋季>春季>夏季的特點，這可能是由于秋冬季為貴州省傳統意義上的枯水期，隨著高原山脈的逐漸冰封，降雨量急劇減少，河流徑流量也相應減少；同時，河道型水庫本身具有枯水期蓄水、豐水期泄水的特點，導致秋冬季河道水位高、水量小，對污水的稀釋能力弱，從而導致水中重金屬濃度較高[26]. 空間分布上，大部分重金屬元素含量從上游至下游呈逐漸上升的趨勢，但在部分采樣點出現含量過高或過低的現象，這可能是因為重金屬進入水體后被水體中的懸浮物質所吸附，并在水流的作用下遠距離遷移，S2、S4、S5 采樣點位于河流交匯處或地勢狹窄處，水流湍急，S6采樣點位于大壩庫心，水流則較為緩慢，在地質和水力作用下，可能會導致重金屬含量分布不均勻[27]. 此外，普定水庫獨特的喀斯特環境、西北-北部-東北區域存在大量的鉛鋅礦和煤礦開礦場，以及較高的巖石裸露率都使得重金屬污染物更容易進入水體. 通過相關性分析表明，pH與重金屬元素含量沒有顯著相關性，這可能是因為普定水庫全年pH處于7.5～8.5之間，為弱堿性水體，相對穩定的化學環境對重金屬含量變化產生的影響較小[28].ρ(DO)的變化對水環境中氧化還原環境有一定影響[29]，Hg在水中主要以元素Hg和Hg2+的形式存在，Cu2+則在水中形成水合離子Cu(H2O)42+，且具有很高的電離勢，Cu和Hg在水中轉化為離子的傾向小于其他金屬，因此在還原性較高的區域不僅以沉淀存在還可以被還原為金屬. As在水中主要以無機H3AsO3-和HAsO42-存在，具有一定的還原性[30].ρ(DO)與ρ(Hg)、ρ(As)、ρ(Cu)均呈顯著相關，說明水體中ρ(DO)可能對3種重金屬產生了影響.ρ(Cd)、ρ(Cu)、ρ(Pb)的分布可能與煤礦煉制活動密切相關[31].ρ(Ni)雖然與其他元素之間沒有顯著相關性，但Ni污染主要與電鍍行業、金屬加工密切相關[32]，普定水庫周圍基礎設施落后，工廠排出的污染物經雨水沖刷后直接流入水庫中，對水體中ρ(Ni)有較大影響.

3.2 表層沉積物重金屬的時空分布特征

湖泊沉積物重金屬的含量分布能清晰地反映該湖泊在一段時間內的污染狀況，造成沉積物重金屬含量變化的因素有很多，一方面是受到自然條件(土壤、巖石母質等成分)的影響，另一方面是人為因素的影響[33]. 普定水庫表層重金屬在各季節的含量不同，說明同一自然條件對不同重金屬在沉積物中的富集影響不同[34]. 對表層沉積物進行相關性分析表明，w(Hg)、w(Cd)、w(Pb)、w(Ni)和w(Cu)之間相互影響，同時這5種重金屬含量的最高值均出現在秋冬季，與水體中重金屬含量的分布具有一致性. 進入秋冬季后，河流徑流減少，加上周邊污水排放，不利于污染物稀釋，從而導致沉積物中重金屬濃度上升[35]. 從沿程分布上看，w(Pb)、w(Hg)、w(Cd)等沿程逐漸升高，這可能是沿岸污染源排放的重金屬進入水體后很快沉降，導致下游重金屬含量高于上游；w(Cu)和w(Ni)均在S7采樣點達到最大值，這可能是因為S7采樣點為白水河匯入口，兩岸均有工廠分布，同時礦山開采造成了大量重金屬污染，白水河為小型河道，水流遲緩，使得重金屬在該采樣點更容易聚集沉降[36]. 從時空分布及相關性分析也可以看出，普定水庫水體與沉積物中部分重金屬之間相互影響. 與其他湖庫對比研究(見表9)發現，普定水庫與其他地區重金屬含量存在明顯不同，如草海[37]、阿哈水庫[38]、紅楓水庫[19]同屬云貴高原，紅楓水庫沉積物中w(Ni)明顯高于其他3個水庫，這是由于紅楓水庫周邊有大量工廠排放工業廢水，造成了Ni污染；草海由于土法煉鋅導致w(Cd)異常升高；阿哈水庫主要污染物為Cu和Pb；普定水庫表層沉積物中w(Cu)和w(Pb)明顯高于其他3個水庫，這種現象可能是區域性污染不同造成的. 對照貴州省土壤元素背景值(見表1)可以看出，w(Pb)、w(Cd)、w(Cu)平均值均超過了貴州省土壤元素背景值，顯示出普定水庫已經受到了一定程度的人為污染.

表9 普定水庫表層沉積物中重金屬含量與 其他研究區域對比

3.3 水環境污染評價

采用綜合污染指數可以看出，普定水庫水體未受到重金屬污染，S1和S7采樣點的綜合污染指數值較高,可能是因為S1和S7采樣點分別是普定水庫入庫河流三岔河交匯口及白水河交匯口，因此三岔河和白水河可能是普定水庫重金屬污染來源之一，S4采樣點在春季、秋季、冬季綜合污染指數值均較高，在夏季較低，可能是因S4采樣點在水庫下游與水庫中游相交的狹長河道中受到水動力條件影響所致.

對表層沉積物分別采用地積累指數及潛在生態風險指數進行評價，可以看出兩種評價方法的結果具有差異性和綜合性，其差異性主要表現為地積累指數指出了Ni輕度污染，但潛在生態風險評價則評價Ni為低污染；Cd元素在地積累指數中為中等污染或中強污染，在潛在生態風險評價中四季均為高風險；Hg和As在兩種評價方法中均為低污染低風險，說明普定水庫未受到Hg和As的污染；Cu和Pb在地積累指數與潛在生態風險評價中均為中等污染中等風險. 評價結果的不同可能是由于兩種評價方法的定義與側重點不同，地積累指數法主要偏重于重金屬在沉積物中的富集程度，并且與重金屬的背景含量具有重要的相關性[39]；潛在生態風險指數法則主要考慮各種重金屬對生物的毒理性，其評價結果更側重于毒理方面[22]. 綜合兩種方法可以看出，Cd和Pb的潛在生態風險指數值較高，同時地積累指數評價結果中顯示二者污染程度較重，遠超過貴州省土壤背景值，說明普定水庫重金屬污染污染物主要來源于Cd和Pb. Cd具有親硫性，可作為分散元素被賦存在鉛鋅礦中，因此與鋅具有共生性[40]；而Pb則以PbS的形式沉淀在鉛鋅礦中. 因此，礦山開采以及冶煉活動可能是造成Pb與Cd含量過高的主要原因之一，應當引起當地主管部門的重視.

4 結論

a) 從季節性變化上來看，普定水庫水體中ρ(Hg)、ρ(As)、ρ(Ni)、ρ(Cd)、ρ(Pb)在季節性分布上具有相似規律，均呈冬季>秋季>春季>夏季的特點；從空間變化上來看,ρ(As)、ρ(Cu)、ρ(Ni)、ρ(Pb)沿程逐漸升高，w(Hg)沿程分布較為均勻，ρ(Cd)沿程分布表現為波峰與波谷交替出現的多峰值變化.

b) 從季節性變化上來看，普定水庫表層沉積物中w(Cu)、w(Ni)、w(Pb)、w(Cd)、w(Hg)在秋冬季較高. 從空間變化上來看，w(Pb)、w(Hg)、w(Cd)沿程逐漸升高，w(Cu)則沿程逐漸降低，w(As)在各采樣點分布較為均勻；w(Ni)在S1～S6采樣點分布較為均勻，在S7采樣點達到最大值后又逐漸降低.

c) 采用綜合污染評價法對普定水庫上覆水重金屬污染狀況進行評價，結果表明普定水庫上覆水未受重金屬污染. 采用地積累指數對普定水庫表層沉積物重金屬污染狀況進行評價，結果表明Cu、Ni、Pb、Cd存在污染，其中Ni為輕度污染，Cu為中度污染，Pb和Cd為中度污染，部分季節為中強污染. 采用潛在生態風險指數法對普定水庫表層沉積物重金屬污染狀況進行評價，從季節上來看，多種重金屬綜合潛在生態風險指法RI值呈秋季>冬季>春季>夏季的特征，從單個元素上來看，Cd和Pb具有較高的風險值，是普定水庫重金屬生態風險的主要來源，可能是周圍礦場及工業對普定水庫產生了重要影響，應加大防護措施.