乐安江沉积物重金属污染及生态风险性评价

行. 研究区域及采样站位见图 1.
Pb 污染外, 其余年份基本一致, Pb 的富集倍数
为 1 左右. 在戴村出现高浓度的 Pb 污染, 平均
富集倍数为 611, 污染严重的 1993 和 1994 年,
分别达 911 和 1712, 说明近年洎水河对乐安江
的影响加重. 在A 08—A 13 各站位沉积物中 Pb
度划分为 5 个等级: R I< 20 无污染, 20≤R I<
80 轻污染, 80≤R I< 160 中等污染, 160≤R I<
240 重污染, R I≥240 极重污染[17 ].
2 结果与讨论
211 乐安江沉积物中重金属富集倍数 据文献报道, 乐安江沉积物中 Cu、Pb 和
Zn 的背景浓度分别为 45、34 和 117m g kg. 依 背景浓度计算得出的沉积物富集倍数见图 2. 上游海口河段基本上没有受到人为的 Cu 污 染. 平均富集倍数小于 1. 在沽口河段由于来自 大坞河德兴铜矿酸性废水的污染, 此河段受到 Cu 极严重污染, 平均富集倍数达 64. 之后, Cu 的浓度逐渐下降, 但在香屯站位 Cu 的浓度仍
3 联合国教科文组织、人与生物圈“生 态 合 作 研 究 计 划 (CER P ) ”项目 何孟常: 男, 34 岁, 博士生 收稿日期: 1998202215
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环 境 科 学
20 卷
本文对 1987—1995 年间项目获取的大量 相当高, 富集倍数为 4813. 洎水河对乐安江沉
数据, 进行整理, 综合评价了乐安江沉积物中重 积物 Cu 污染的影响虽不如大坞河, 但近年上
E2m ail: w angzj@m ail. rcees. ac. cn)
Abstract B y in teg ra t ing and com p a rison of the exp erim en t dada co llected du ring 1987 to 1995 on L eπan R iver, the po llu t ion and eco log ica l risk fo r heavy m eta ls in sed im en t s w ere a ssessed. T he resu lt s show ed tha t the sed im en t s of L eπan R iver w ere heavily po llu ted due to d ischa rge from D ex ing copp er m ine and m ines a long the J ishu i R iver. T here w ere h igh con ten t s of copp er in sed im en t in the up st ream (A 04_ A 06) due to the po llu t ion from D ex ing copp er m ine and h igh concen t ra t ion s of zinc, copp er and lead in sed im en t s a t site A 07, and ra ther h igh concen t ra2 t ion s of copp er and zinc in the dow n st ream (after site A 07) due to the po llu t ion from the up 2 st ream and J ishu i R iver. T he co rrela t ion coefficien t s betw een Cu aga in st S, Fe o r hyd rox ides w ere very sign ifican t. T he ana lysis of p a rt ia l co rrela t ion coefficien t s ind ica ted tha t S w a s a m a in recep to r fo r Cu in sed im en t s. T he co rrela t ion coefficien t s of Pb2M n ( r = 019422) , Pb2Fe ( r = 017271) and Zn2M n (r= 018081)w a s a lso very sign ifican t. W e concluded tha t the heavy m eta ls in sed im en t s po ssess po ten t ia l eco log ica l risk. Keywords L eπan R iver, sed im en t, heavy m eta l po llu t ion, eco log ica l risk a ssessm en t.
的 Pb 和 Zn 具有极显著相关性 ( r= 018476) , 可进一步证实 Pb 和 Zn 来自相同的污染源. 另 外, 对悬浮物和沉积物中各元素之间进行了相 关分析, 发现沉积物和悬浮物中的 Cu 具有极 显著相关性 (r= 018486).
表 1 乐安江沉积物重金属浓度与主要地球化学性质的关系
( Coop era t ive Eco log ica l R esea rch P ro ject, CER P ) ,“乐安江2鄱阳湖区域重金属污染及生
态效应研究”为其中的一个项目 (C2). 中德科 学家合作, 利用地学、化学、生物和生态毒理学 等方法, 对乐安江水体和沉积物中重金属的分 布[3—5 ]、吸 附[6 ]、迁 移 扩 散[7 ]、形 态 特 征[8 ]、毒 性[9, 10 ] 和生态效应[11, 12 ] 等进行了广泛的研究, 取得了许多重要成果[13—15 ].
rCu, S Fe, Hydr= 0159861) rCu, Hydr Fe, S= 013362 rCu, Fe Hydr, S= 011814
213 沉积物中重金属的生态风险性 潜在生态风险性指数值综合反映了沉积物 中 Cu、Pb 和 Zn 的污染水平及潜在生态危害性 (图 3). 结果表明, 海口 (A 01) 沉积物基本上没 有潜在的生态危害. 沽口 (A 04) 至香屯 (A 05) 河段, 由于受到大坞河酸性废水的污染, 沉积物 具有极重或重度生态危害. 戴村 (A 07) 站位, 由 于受到洎水河的污染, 沉积物在 1989 和 1990 年属于中等和轻度危害. 但 1993 和 1994 年污 染急剧加重, 说明洎水河近年对乐安江污染加 重. 到了虎山 (A 08) 之后, 直到蔡家湾和龙口, 沉积物仍有中等或轻度危害. 上述评价结果与 水生生物评价结果基本一致[11, 12 ].元素FeMn NhomakorabeaAl
Cu
0190162)
ns
ns
Pb
0172711)
0194222)
ns
Zn
ns
0180812)
ns
n s 无显著性 1) 0101< P < 0105 2) P < 0101
S 0192182)
ns ns
H yd ro. 0183812)
ns ns
O rgm.
ns ns ns
Cu 的偏相关系数
采集及分析方法, 参见 CER P 有关文献. 沉积 数为 1013. A 14 至 A 16 站位 Cu 的富集倍数为
物中重金属浓度与主要化学性质的相关性分析 416—515. 沉积物中 Pb 的浓度变化, 在 A 01—
在 SPSS fo r W indow s (V 610) 统计软件包上进 A 06 站位之间, 除了 1993 年 A 04 出现高浓度
摘要 对 1987—1995 年期间所采集的乐安江表层沉积物中的重金属含量进行了统计分析和生态风险性评价. 结果表明, 德兴 铜矿的矿山酸性废水和洎水河河水, 使乐安江沉积物受到重金属的严重污染. 沽口—香屯河段沉积物主要受到Cu 严重污染, 戴村受到 Zn、Cu、Pb 等重金属的共同污染, 虎山—蔡家湾河段沉积物受到中等或轻度重金属污染. 沉积物中Cu 与 S、Fe 和水合 氢氧化物有极显著的相关性, 偏相关分析表明沉积物中 S 是控制 Cu 含量的主要因素. Pb 主要与M n ( r= 019422) 和 Fe ( r= 017271) 元素呈显著相关性. Zn 与M n 显示极显著相关性 (r= 018081). 并且, 乐安江沉积物具有潜在的生态危害性. 关键词 乐安江, 沉积物, 重金属污染, 生态风险性评价.
1999 年 1 月
ENV IRONM EN TAL SC IEN CE
J an. , 1999
乐安江沉积物重金属污染及生态风险性评价3
何孟常 王子健 汤鸿霄
(中国科学院生态环境研究中心国家重点环境水化学实验实, 北京 100085 E2m ail: w angzj@m ail. rcees. ac. cn)
由于一活性炭工厂排放含 Zn 的废水, 沉积物 中 Zn 的浓度比较高, 平均富集倍数达 217. 在 戴村站位, Zn 的富集倍数平均为 715. 下游其 余站位也受到不同程度 Zn 的污染, 富集倍数 也比较高.
Cu、Pb 和 Zn 3 种元素, 根据潜在生态危害指数
值 (R I) 的大小, 将乐安江沉积物重金属污染程
Pollution and Ecolog ica l R isk A ssessm en t for Heavy M eta ls in Sed im en ts of L eπan R iver
H e M engchang W ang Zijian T ang Hongx iao
(State key L ab. of Environ. A quatic Chem istry, R esearch Cen ter fo r Eco2Environm en tal Sciences, Ch inese A cadem y of Sciences,B eijing 100085