某河沉积物中铅镉污染分布特征及生态风险评价.pdf

第 卷 第 期 年 月中 国 环 境 监 测 .某河沉积物中铅镉污染分布特征及生态风险评价李晶晶赵小学高健磊李 贝顾 燕.郑州大学水利与环境学院河南 郑州.济源市环境监测站河南 济源 摘 要:测定某河 个监测点位表层和 个垂直点位沉积物中铅、镉含量研究其分布特征和主要来源运用地累积指数和 潜在生态危害指数对其污染状况进行了评价关键词:沉积物重金属分布特征潜在生态危害中图分类号:文献标志码:文章编号:().:.:收稿日期:修订日期:基金项目:重金属污染防治专项资金作者简介:李晶晶()女河南禹州人硕士(在读).通讯作者:赵小学 在水体中一些重金属污染物不易溶解能迅速结合到颗粒物上并随着颗粒物沉入水底从而使水底沉积物成为重金属元素最主要的富集地沉积物中重金属的含量可以反映河流受重金属污染的状况因而对河流沉积物中重金属污染的研究与评价有非常重要的意义 近年来陕西凤翔、浙江德清、河南灵宝等地相继发生铅污染事件对人民的生命构成了极大的危害而镉的毒性更强移动性更大生物风险更高某河流经某市的产业聚集区沿岸分布着铅冶炼、铅电解、化工、水泥等行业是一条受工业污染非常严重的河道对其河道沉积物进行研究具有典型的意义 文章以某大型铅冶炼企业排污口为参照点进行沉积物采集实验测试其铅、镉含量然后应用地累计指数法和 潜在生态危害指数法对该河流沉积物中铅镉污染分布及其生态风险进行评价 样品的采集与分析 样品的采集某河流常年平均流量 /市区段河道宽度 河道采样段深度 根据该河流的排污口分布、水文条件等特点以某铅冶炼企业排污口为参照总共采集 个点位:该企业排污口上游 、该企业排污口下游 、该企业排污口下游 、该企业排污口下游、该企业排污口下游 、该企业排污口下游 为了了解铅镉污染物的在沉积物中的垂直分布和污染状况在该排污口下游 和 点位同步进行了 和大于 沉积物的采集 在铅冶炼企业排污口排下游无其他企业排污口 样品的制备将采集后的底泥样品剔除砾石、贝壳、杂草等异物于阴凉通风处自然风干后用木锤磨碎过孔径 筛装棕色玻璃瓶置于冰箱冷藏备用 样品的分析准确称取 沉积物样品用浓硝酸氢氟酸高氯酸在全自动消解仪器(美国 中 国 环 境 监 测第 卷 第 期 年 月)上消解定容至 分别用电感耦合等离子体发射光谱法(美国 )和石墨原子吸收光谱(美国 )分析铅、镉 评价方法水体沉积物重金属污染的评价方法很多目前常用的主要有地累计指数法、污染负荷指数法、回归过量分析法、潜在生态危害指数法和沉积物质量基准法等 德国科学家 提出的地累积指数法在评价沉积物中重金属的污染时除了考虑到人为污染因素、环境地球化学背景值外还考虑到由于自然成岩作用可能会引起背景值变动的因素弥补了其他评价方法的不足 瑞典科学家 提出的潜在生态危害指数法体现了淡水环境下沉积物中各种污染物对环境的综合效应所选指标涵盖了环境化学、生物毒理学和生态学内容用定量的方法划分了潜在生态风险程度 地累计指数法地累计指数法()是一种研究水环境沉积物重金属污染的定量指标其计算公式为 /()式中是指元素 在沉积物中的实测值是指元素 在沉积岩中地球化学背景值为了和别人的研究具有可比性文中采用工业化前全球沉积物最高背景值为参比值铅、镉取值分别为、/是考虑到成岩作用可能会引起背景值的变动而取的系数一般取 地累计指数分为 级 级表示污染程度由清洁至严重最高一级 级可能是背景值的几百倍见表 表 地累积指数与污染程度分级关系级数污染程度无无中中中强强强极强 极强 生态危害指数法在研究沉积物重金属对环境的影响评价中 潜在生态危害指数法是众多污染指数中应用最广泛的一种而且具有深刻的影响 某区域沉积物中第 种重金属的潜在危害指数 (/)式中为沉积物中重金属实测值为参照值(同上)研究中采用工业化前全球沉积物最高背景值为参比值/又称富集系数为毒性响应系数铅、镉取值分别为、据 的不同 将重金属的危害程度划分为 类具体分类见表 表 潜在生态危害指数分类及污染程度生态危害指数 、代表 断面采样深度 、李晶晶等:某河沉积物中铅镉污染分布特征及生态风险评价 个点位铅、镉含量范围分别在 、/排污口下游 和 处两个垂直断面的铅镉最低含量均在排污口下游 采样深度大于 处其对应浓度分别为、/从表 可以看出:对于该河流的沉积物无论是表层()还是下层(大于 )其铅、镉浓度都远远高于对应的河南省“七五”土壤背景值的最高值 铅为 /、镉为 /部分点位的铅和所有点位的镉高于土壤环境质量标准的三类 铅、镉分别为、/说明该河道的沉 积 物 已 经 严 重 污 染 在 排 污 口 下 游 点位出现铅、镉的最大浓度分布排污口上游、下游的表层铅、镉含量分布基本呈“先增加后减少”趋势即所谓的“倒钟型”分布尤以铅的分布状况最为明显通常天然河流中的重金属污染物来源与流域内重金属的淋溶工农业污染废水大气沉降 排污口上游 处含 /的铅和 /的镉可见排污口上游 范围内已经受到铅、镉的污染说明上游企业废水排放和初期雨水径流是沉积物的重金属的来源排污口下游 处出现浓度最大主要是该河道在此处出现急转弯引起水文参数改变而导致重金属再次沉积沉积从排污口下游 、排污口下游 垂直断面来看随着深度的增加铅、镉含量呈数量级递减说明沉积物中的重金属不是河道岩石重金属淋溶结果而是含重金属的颗粒物迁移沉淀的结果 企业排污口下游一定距离内铅、镉含量比较高说明该冶炼企业是沉积物中重金属的重要来源这也可以从铅、镉含量的相关性 上得到印证 铅镉污染的评价河南省某河各采样点沉积物中铅、镉的地累积指数以及潜在生态风险指数见表 从各采样点地积累指数来看其铅、镉的地累积指数变化范围在 、相比铅的地累积指数而言镉的地积累指数要大即镉的污染等级要高镉的污染程度要强 排污口下游 处铅镉的污染程度处于 级以下 对于污染程度最高的点位排污口下游 处在大于 的沉积物中其铅、镉的污染指数在 级以下根据潜在生态风险值的计算结果由于镉的毒性参数比铅大的多虽然镉的含量远不如铅高但是河南省某河沉积物镉的生态风险指数在 处于中等风险程度与极高风险程度水平且整体处于极高的生态风险水平 该河沉积物中镉的 潜在生态指数水平及其危害程度与北江底泥中镉生态危害指数 相近该河沉积物对于地累积指数和 潜在生态危害指数这两种评价方法铅的地累积指数要比 潜在生态危害指数的评价结果要严重一个等级如排污口下游 处铅的地累积指数评价结果为强而 潜在生态危害指数的评价结果为中等风险镉的情况恰好相反 从表 可知排污口至下游 范围铅镉污染严重生态毒性极高因此限制该铅冶炼企业的重金属排放和河流底泥处置工程势在必行 结论)排污口下游 范围内所在点位沉积物的铅、镉含量高其他点位含量较低整体呈“倒钟型”分布随着沉积物深度的增加其铅、镉含量呈数量级降低沉积物中铅、镉主要来源企业污水排放累计)铅、镉的地累积指数处于 级以下且铅的地累积指数相对较大铅、镉的潜在生态风险指数比较大处于很强和极强的潜在生态风险因此限制该铅冶炼企业的重金属排放同时治理河道底泥已势在必行参考文献:徐庆钱瑾张毓祥等.上海市黄浦江表层沉积物重金属污染评价.中国环境监测():.:.:.罗燕秦延文张雷等.贾静大伙房水库表层沉积物重金属污染分析与评价平.环境科学学报():.丁振华贾洪武刘彩娥等.黄浦江沉积物重金属的污染及评价.环境科学与技术():.吴春笃瞿俊李明俊等.镇江内江沉积物重金属分布特征及潜在生态危害评价.中国环境监测():.吕文英汪玉娟刘国光.北江底泥中重金属污染特征及生态危害评价 .中国 环 境 监 测():.