鄱陽湖及支流沉積物中重金屬污染及生態(tài)風(fēng)險評價

1、環(huán)境污染與防治網(wǎng)絡(luò)版第3期2007年3月1鄱陽湖及支流沉積物中重金屬污染及生態(tài)風(fēng)險評價鄱陽湖及支流沉積物中重金屬污染及生態(tài)風(fēng)險評價曹維鵬1羅明標(biāo)1#丁建樺1王毛蘭2（1.東華理工學(xué)院應(yīng)化系，江西撫州344000；2.教育部鄱陽湖湖泊生態(tài)與生物資源利用實驗室，江西南昌330000)摘要摘要對鄱陽湖及支流沉積物中的重金屬進(jìn)行了形態(tài)分析和生態(tài)風(fēng)險評價。結(jié)果表明，以西河沉積物為參比，鄱陽湖及除修水外的支流沉積物中重金屬的潛在風(fēng)險等級均在中值以上

2、，饒河的風(fēng)險等級最高，在被研究的5種重金屬中，鎘和銅的生態(tài)風(fēng)險貢獻(xiàn)率較高，是構(gòu)成潛在生態(tài)風(fēng)險的主要因素。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞形態(tài)分析鄱陽湖及支流沉積物生態(tài)風(fēng)險評價貢獻(xiàn)率TheheavymetalpollutionecologicalriskassessmentofsedimentsinPoyangLakebranchesCaoWeipeng1LuoMingbiao1DingJianhua1WangMaolan2.（1.AppliedChemis

3、tryDepartmentEastChinaInstituteofTechnologyFuzhouJiangxi3440002.TheKeyLab.ofPoyangLakeEcologyBioresourceUtilizationMinistryofEducationNanchangJiangxi330000）Abstract：InthisstudytheheavymetalsinsedimentsofPoyangLakebranche

4、swasanalyseditsecologicalriskwasevaluated.Experimentalresultsshowed:theriskgradesofPoyangLakebraches(exceptXiushuiRiver)werehigherthandlevaluesthesedimentinXiheRiverasthereference.ThesedimentinRaoheRiverpossessedthehighe

5、striskgrade.Infivestudiedheavymetalsthecontributionratiosofcadmiumcopperthemainfactstoecologicalriskwerehigherthanothers.Keywds:SpeciationanalysisSedimentsofPoyangLakebranchesEcologicalriskassessmentContributionratio鄱陽湖位

6、于江西省北部，長江中下游南岸，地理坐標(biāo)為東經(jīng)11549－11646，北緯2824－2946，面積21224.4km2，上承贛、撫、饒、信、修五河之水，是我國最大的淡水湖。湖周邊有德興和永平兩銅礦，是我國著名的大型銅業(yè)基地，在河湖交接處，重金屬含量較高，且已影響到水生環(huán)境[1]。湖泊表層沉積物是水體污染物的重要宿體，由匯水區(qū)得到補充的重金屬被水體懸浮物吸附并最終沉積到湖泊水體表層沉積物中[2]。其中的污染物又可以通過微生物、底棲動物及水生

7、植物的作用重新進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)從而對水體生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成長期威脅[3]。因此，深入了解和分析鄱陽湖及支流沉積物中重金屬的污染狀況及其生態(tài)風(fēng)險具有極其重要的意義。在各種沉積物的質(zhì)量評價體系中，瑞典科學(xué)家HAKANSON[4]提出的生態(tài)風(fēng)險指數(shù)法應(yīng)用最為廣泛，它不僅反映了某一特定環(huán)境下沉積物中各種污染物對環(huán)境的影響和環(huán)境中多種污染物的綜合效應(yīng)，而且用定量方法劃分出了潛在生態(tài)風(fēng)險程度[5]。目前，國內(nèi)外應(yīng)用生態(tài)風(fēng)險指數(shù)法對沉積物中重金屬污染進(jìn)行評價的

8、報道多集中于重金屬總量污染[69]，但重金屬生物毒性主要取決于重金屬形態(tài)及形態(tài)濃度，而這方面的報道較少[1011]。本文使用改進(jìn)的五步連續(xù)萃提法[12]對鄱陽湖及支流沉積物中的重金屬（Cu、Co、Cd、Pb、Ni）進(jìn)行形態(tài)區(qū)分，原子吸收分光光度計測得各元素各形態(tài)的含量，1第一作者：曹維鵬，男，1980年生，碩士研究生，主要從事環(huán)境中重金屬形態(tài)方面的研究。#通訊作者。國家自然科學(xué)基金資助項目（No.40371067）；江西省自然科學(xué)基金資

9、助項目（No.0520002）。環(huán)境污染與防治網(wǎng)絡(luò)版第3期2007年3月3生態(tài)風(fēng)險評價指標(biāo)的計算包括3步：①金屬污染程度（MetalPollutionLevelMPL）等于沉積物樣品中重金屬的實測含量（DeterminedContentDC）與其評價參考值（EvaluationReferenceValueERV）之比；②單個重金屬的生態(tài)危害系數(shù)EHC等于其污染程度與毒性響應(yīng)系數(shù)（ToxicResponseCoefficientTRC）之

10、積；③多種重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)RI等于單一重金屬的生態(tài)危害系數(shù)EHC之和。由于金屬的生物毒性和生態(tài)效應(yīng)與其賦存形態(tài)密切相關(guān)[13，14]，因此，重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)RI應(yīng)為產(chǎn)生毒性的各形態(tài)生態(tài)風(fēng)險指數(shù)之和。結(jié)合鄱陽湖沉積物中重金屬污染現(xiàn)狀，設(shè)定5種重金屬毒性響應(yīng)系數(shù)依次為：Cd(30)Cu=Pb(5)Co(2)=Ni(2)。由于沉積物質(zhì)量評價的置信度主要是準(zhǔn)確參考值比較的函數(shù)[13]，所以參考值的選取十分重要。本文選取鄱陽湖污染

11、較輕的支流西河沉積物（R2）中重金屬各形態(tài)含量作為參比值[15]。根據(jù)各形態(tài)在環(huán)境中的生物可利用性，將由五步連續(xù)萃提法區(qū)分的5種形態(tài)劃分為3種組形態(tài)[16]，即：生物易利用態(tài)（S1）、生物中等利用態(tài)(S2＋S3＋S4)和生物惰性態(tài)（S5）。在天然環(huán)境中，生物惰性態(tài)（S5）的生物活潑性弱，產(chǎn)生的生物毒性小，因此，在生態(tài)風(fēng)險評價中不予計算。根據(jù)潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)（RI）的大小，將鄱陽湖及支流沉積物重金屬污染程度劃分為4個等級[17]：RI＜1

12、10低值（弱污染區(qū)），110≤RI＜220為中值（輕度污染區(qū)），220≤RI＜440為高值（中度污染區(qū)），RI＞440為極高值（重度污染區(qū)）。3結(jié)果與討論結(jié)果與討論計算鄱陽湖及支流沉積物中各重金屬的生態(tài)風(fēng)險評價指標(biāo)，各樣品重金屬的單重金屬生態(tài)危害系數(shù)EHC、潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)RI和潛在生態(tài)風(fēng)險等級如表2所示。表2不同采樣點的單重金屬生態(tài)危害系數(shù)、潛在風(fēng)險指數(shù)及風(fēng)險等級不同采樣點的單重金屬生態(tài)危害系數(shù)、潛在風(fēng)險指數(shù)及風(fēng)險等級Table2EH

13、CecologicalriskindexrelativegradefeachsiteofPoyangLakebranches生態(tài)危害系數(shù)（EHC）采樣點CuCdCoPbNi風(fēng)險指數(shù)（IR）風(fēng)險等級R129.7148.752.875.232.6989.25低值R210.0060.004.0010.004.0088.00低值R3152.22209.004.5414.264.74384.76高值R4115.7676.006.839.452.0

14、0210.04中值R549.1261.003.806.413.14123.47中值L136.29107.507.999.063.18164.02中值L214.41105.506.158.773.36138.19中值L362.10114.005.5519.913.00204.56中值L437.26125.252.587.652.32175.06中值L547.60117.754.2136.0610.19215.81中值從表2可以看出，如果以