開封市城市水體沉積物污染特征及污染評價.pdf

1、本文以開封市三個城市水體（龍亭湖、包公湖、鐵塔湖）沉積物為研究對象，2013年4月按照均勻布置的原則總共采集49個樣點(diǎn)，其中龍亭湖設(shè)置18個采樣點(diǎn)，包公湖設(shè)置20個采樣點(diǎn)，鐵塔湖設(shè)置11個采樣點(diǎn)。測定了沉積物的理化性質(zhì)、總氮、總磷、重金屬元素含量，分析了各自的空間分布特征，并選取太湖、巢湖兩個天然水體沉積物進(jìn)行參照對比分析。同時對三個城市水體沉積物總氮、總磷、重金屬元素與理化性質(zhì)的相關(guān)性進(jìn)行了分析，并對其進(jìn)行污染評價。研究表明:

2、　　(1)三個城市水體沉積物均呈微堿性;粒徑較粗，以粉砂組分所占比重較高;有機(jī)碳含量高值區(qū)均處于受人類活動影響較大的區(qū)域。沉積物的粒徑除了少數(shù)樣點(diǎn)大于63μ.m外，其余主要集中在4～63μm之間。龍亭湖沉積物有機(jī)碳含量由西部湖區(qū)西北部到中部湖區(qū)東南部逐漸升高，包公湖和鐵塔湖分布規(guī)律不明顯。
　　(2)三個城市水體沉積物與天然水體沉積物的理化性質(zhì)存在一定差異。太湖沉積物全湖平均的pH值為6.6，呈微酸性，巢湖沉積物全湖平均的pH值為

3、7.12，趨近于中性;三個城市水體沉積物細(xì)砂和粉砂的組分都高于對比的天然水體，即顆粒粒徑較天然水體更粗;三個城市水體沉積物中有機(jī)碳含量均高于兩個天然水體。
　　(3)三個城市水體沉積物總氮、總磷含量的高低順序均為包公湖＞鐵塔湖＞龍亭湖?？偟?、總磷含量較高的區(qū)域均處于受人類活動影響較大的岸邊區(qū)域。龍亭湖、包公湖、鐵塔湖沉積物總氮的分布特征均與有機(jī)碳較為相似;龍亭、包公兩湖沉積物總磷的分布特征與總氮、有機(jī)碳有所差異，鐵塔湖則較為相似。

4、
　　(4)氮磷含量與理化性質(zhì)的相關(guān)性表明，三個城市水體沉積物中氮主要以有機(jī)氮的形式存在;龍亭湖沉積物的氮磷污染的來源差異較大，包公湖、鐵塔湖氮磷污染的來源有一定的同源性。三個水體的氮、磷、有機(jī)碳與pH值呈負(fù)相關(guān)關(guān)系;龍亭湖、鐵塔湖沉積物中氮、磷、有機(jī)碳與＞63μm粒級呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與＜4μm呈正相關(guān)關(guān)系，包公湖則與龍亭、鐵塔兩湖相反。
　　(5)通過有機(jī)污染指數(shù)和單一因子指數(shù)評價結(jié)果表明，龍亭湖、鐵塔湖除了個別樣點(diǎn)屬于尚清

5、潔程度外，其余全達(dá)到有機(jī)污染程度，包公湖所有樣點(diǎn)均屬于有機(jī)污染程度。三個城市水體沉積物所有樣點(diǎn)的總氮評價指數(shù)均超過了評價標(biāo)準(zhǔn)值;包公湖、鐵塔湖沉積物所有樣點(diǎn)的總磷評價指數(shù)均超過了評價標(biāo)準(zhǔn)值，龍亭湖77.8％樣點(diǎn)超過了評價標(biāo)準(zhǔn)值，說明三個城市水體沉積物的氮磷污染已具有一定生態(tài)風(fēng)險效應(yīng)。
　　(6)三個城市水體沉積物六種重金屬含量的高低順序均依次為包公湖＞龍亭湖＞鐵塔湖。重金屬含量在城市河流入湖口區(qū)域較低是因受到水流沖刷的作用，岸邊受

6、人類活動影響較大的區(qū)域重金屬含量較高。
　　(7)龍亭湖沉積物Cr、Ni、Cu、Zn、Cd的污染來源可能相同，Pb與Cr、Ni、Cu的污染來源可能相同;包公湖沉積物Cr、Cu、Zn、Cd的污染來源可能相同;Pb的污染來源與其它重金屬不同;鐵塔湖Cr、Ni、Cu、Zn、Cd的污染來源可能相同，Pb的污染來源與其它重金屬不同。龍亭湖沉積物各重金屬元素與粒徑之間的相關(guān)性隨著粒級的粗到細(xì)由負(fù)相關(guān)變?yōu)檎嚓P(guān)，有機(jī)碳與Cr、Ni、Cu、Zn、

7、Cd呈極為顯著的正相關(guān)關(guān)系，pH值與Cr、Ni、Cu、Zn、Cd呈極為顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系;包公湖沉積物重金屬除Ni外均與＜4μm粒級不存在顯著的相關(guān)性，有機(jī)碳與Cr、Cu、Zn、Cd呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，pH值Cr、Cu、Zn、Cd、Pb呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系;鐵塔湖沉積物重金屬除Cr、Ni外與＜4μm粒級的相關(guān)性均不顯著，有機(jī)碳與Cr、Ni、Cu、Zn、Cd呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，pH值與Cu、Zn、Cd呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。
　　(8)用地

8、積累指數(shù)法對三個城市水體沉積物的6種重金屬進(jìn)行評價表明:若以工業(yè)化前沉積物金屬最高背景值做參照值，龍亭湖、鐵塔湖沉積物各個重金屬元素屬于清潔狀態(tài);包公湖沉積物Cu達(dá)到輕度污染狀態(tài)，其余5種重金屬元素屬于清潔狀態(tài)。若以開封市土壤背景值做參照值，龍亭湖沉積物Cr、Ni、Cu、Zn屬于輕度污染，Cd屬于清潔狀態(tài)，Pb達(dá)到偏中度污染;包公湖沉積物Cr、Zn、Pb屬于偏中度污染，Ni和Cd屬于輕度污染，Cu為中度污染。鐵塔湖沉積物Cr、Cu、Zn

9、屬于輕度污染，Ni、Cd屬于清潔狀態(tài)，Pb達(dá)到偏中度污染。用潛在生態(tài)危害指數(shù)法對三個城市水體沉積物的6種重金屬進(jìn)行評價表明:若以工業(yè)化前沉積物金屬最高背景值做參照值，三個城市水體沉積物的平均綜合潛在生態(tài)風(fēng)險程度為低風(fēng)險;若以開封市土壤背景值做參照值，龍亭湖、鐵塔湖沉積物平均綜合潛在生態(tài)風(fēng)險程度為中等風(fēng)險，包公湖平均為重風(fēng)險。龍亭湖沉積物重金屬單項全湖平均潛在生態(tài)風(fēng)險程度除Cd以外為低風(fēng)險程度，Cd的全湖平均為中等風(fēng)險;包公湖沉積物Cu、