廣州市番禺區(qū)欖核河沉積物中重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險分析

何麗英，宋憲強(qiáng)，胡應(yīng)成

(1.廣州市番禺區(qū)環(huán)境保護(hù)局，廣東廣州 511400；2.佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院環(huán)境與土木建筑學(xué)院，廣東佛山 528000；3.廣州市番禺環(huán)境科學(xué)研究所有限公司，廣東廣州 511400)

重金屬為非降解性污染物，由于其潛在的生物毒性和環(huán)境持久性而易對水生生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)重的生態(tài)風(fēng)險[1-2]。近年來，國內(nèi)外地球化學(xué)工作者和環(huán)境工作者十分重視水系沉積物中重金屬的研究[3]。河流沉積物是水生生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分[4]，也是重金屬等各種污染物的源和匯[5-6]，不僅蘊含了許多有價值的地質(zhì)和環(huán)境信息[7]，而且可以反映底泥對上覆水體影響的持久能力，顯示該地區(qū)重金屬的危害程度[8]，因此具有重要的環(huán)境指示意義[9]。

欖核河是番禺區(qū)欖核鎮(zhèn)的一條內(nèi)河涌，在該鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中有著重要作用。河涌上游分布有多家電鍍廠，電鍍廢水成分非常復(fù)雜，其中重金屬廢水是電鍍行業(yè)潛在危害性極大的廢水類別。近年來，河涌水質(zhì)持續(xù)惡化，有多次附近居民投訴周圍電鍍廠群有相關(guān)污染的情況出現(xiàn)。監(jiān)測結(jié)果表明，該河涌底泥累積嚴(yán)重，平均厚度為0.65 m，最厚可達(dá)1.77 m。為此，筆者選擇番禺區(qū)欖核河沉積物為研究對象，主要分析欖核河沉積物中5種典型重金屬(Cu、Zn、Pb、Ni和Cr)的含量水平，并評價其潛在生態(tài)風(fēng)險危害。

1 材料與方法

1.1樣品的采集與處理該研究選擇廣州市番禺區(qū)欖核河從欖核大橋開始至磨碟頭水閘間的河段進(jìn)行布點采樣，每隔100 m設(shè)1個取樣斷面，共10個斷面，從上游向下游方向標(biāo)識LH1～LH10(圖1)，于河涌中部取樣。底泥采集使用沉積物柱狀采樣器進(jìn)行，采集樣品為泥水界面向下0～20 cm內(nèi)的底泥，取樣后立即裝入廣口玻璃瓶中，上部用河水覆蓋，帶回實驗室冷凍保存，盡快完成樣品指標(biāo)成分的測定分析。

圖1 欖核河沉積物采樣點示意

1.2測定方法樣品采用HC1-HNO3-HCLO4進(jìn)行消解，而后采用HitachiZ-5000型原子吸收分光光度計測定消解液中重金屬元素含量。

1.3評價方法該研究綜合考慮5種典型重金屬的濃度以及毒性水平等，采用潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)(RI)進(jìn)行重金屬的環(huán)境風(fēng)險評價。該方法可以定量評估單一污染物的污染程度(單因子污染風(fēng)險程度)，也可以綜合評估多種污染物復(fù)合污染所致的潛在生態(tài)危害[10-11]。其計算公式如下：

2 結(jié)果與分析

2.1欖核河沉積物中重金屬總量狀況由表2、3可知，該研究中5種重金屬元素在沉積物中有明顯的富集現(xiàn)象，含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于廣州市土壤背景值[12]，污染嚴(yán)重。同時也可看出，同種重金屬在各采樣點的含量變化明顯，最小值與最大值相差較大，其中差距最大的是Ni，其空間變異系數(shù)也最大，表明河流沉積物中Ni含量空間分布不均勻，離散性相對較大。總體而言，欖核河沉積物中5種重金屬的含量沿程變化狀況為Ni>Cr>Cu>Pb>Zn。

表1 潛在生態(tài)危害指數(shù)與污染程度的劃分標(biāo)準(zhǔn)

表2 欖核河沉積物中重金屬元素的含量狀況 mg/kg

表3 欖核河沉積物中重金屬元素含量統(tǒng)計結(jié)果及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

2.2欖核河沉積物中重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險評價由表4可知，從單一金屬生態(tài)風(fēng)險來看，各元素生態(tài)危害程度順序為Cu>Ni>Pb>Zn>Cr。5種重金屬中，Cu和Ni的Er值相對較高，其中Cu的Er范圍在202.29～515.60，且采樣點6～9有極強(qiáng)的生態(tài)風(fēng)險；Ni的Er值在86.11～743.83，空間變化非常大，在采樣點7～9生態(tài)風(fēng)險極強(qiáng)；Zn和Cr的Er值相對較低，兩者生態(tài)風(fēng)險程度最高為中等，分別集中在采樣點5～8和采樣點7～9，其余采樣點均為輕微；Pb在采樣點1、4的生態(tài)風(fēng)險程度為中等，其余生態(tài)風(fēng)險程度為強(qiáng)。從5種重金屬的RI值來看，各采樣點RI值變化在383.50～1 504.23，采樣點1、3～5、10的總生態(tài)危害程度為強(qiáng)，其余為很強(qiáng)，尤以采樣點8達(dá)最大值，為1 504.23。從重金屬Er值對RI值的貢獻(xiàn)來看，Cu與Ni是主要的風(fēng)險組分，其次是Pb。

表4 欖核河段沉積物重金屬潛在生態(tài)危害評價結(jié)果

3 結(jié)論

(1)欖核河沉積物中Cu、Zn、Pb、Ni、Cr的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于廣州市土壤背景值，且各采樣點含量變化明顯，5種重金屬的含量沿程變化為Ni>Cr>Cu>Pb>Zn。

(2)按生態(tài)風(fēng)險指數(shù)大小，各重金屬生態(tài)風(fēng)險危害順序為Cu>Ni>Pb>Zn>Cr，各采樣點總生態(tài)危害程度為強(qiáng)或很強(qiáng)?？傮w上，欖核河沉積物呈現(xiàn)多種金屬復(fù)合污染特征，生態(tài)危害程度相對較高，因此，需要加強(qiáng)對河涌周圍環(huán)境的有效治理，尤其應(yīng)注意對附近電鍍工業(yè)群排污的監(jiān)管，從源頭上杜絕重金屬元素進(jìn)入水體，控制污染程度的進(jìn)一步加劇。

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