海口市美舍河城區(qū)段沉積物中重金屬的分布特征及其污染評(píng)價(jià)

趙志忠等

摘要：選擇?？谑忻郎岷映菂^(qū)段的11個(gè)沉積物樣本進(jìn)行分析，結(jié)果表明：沉積物中的重金屬元素Cr、Ni、As、Cd的含量較高，城區(qū)居民的生產(chǎn)、生活可能導(dǎo)致Cr、Ni、Cd、Cu、Zn在河流沉積物中發(fā)生疊加富集，而As與城區(qū)周邊地區(qū)農(nóng)業(yè)活動(dòng)密切相關(guān)。通過利用Hakanson的潛在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法進(jìn)行美舍河河底沉積物重金屬綜合污染的研究，結(jié)果表明：該研究區(qū)主要重金屬污染因子是Cr，重金屬影響因子的順序由大到小為Cr>As>Cd>Ni>Pb>Cu>Zn；各種重金屬潛在生態(tài)危害系數(shù)由大到小為Cd>As>Cr>Ni>Pb>Cu>Zn；該研究區(qū)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)平均為51.04，屬于輕微生態(tài)危害。

關(guān)鍵詞：美舍河；沉積物；重金屬元素；污染評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：X522 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1002-1302（2014）04-0303-05

收稿日期：2013-08-09

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)：41261062）；海南省重點(diǎn)科技計(jì)劃（編號(hào)：ZDXM20130021）；海南省地理學(xué)重點(diǎn)（培育）學(xué)科項(xiàng)目。

作者簡(jiǎn)介：趙志忠（1965—），男，湖南邵東人，博士，教授，主要研究自然地理學(xué)。E-mail：zhizhong@hainnu.edu.cn。近年來，由于城市化進(jìn)程加快和人類活動(dòng)加劇，城市工業(yè)廢水、生活污水大量排入河流，并導(dǎo)致河流沉積物中發(fā)生重金屬元素積累?，F(xiàn)在，國(guó)內(nèi)部分河流沉積物重金屬污染越來越嚴(yán)重，并通過食物鏈成為威脅人類健康的重要環(huán)境問題之一[1-6]。已有研究表明，重金屬元素是自然條件下不能被降解而成為水系統(tǒng)中最持久的污染物之一[7]，只有極少部分重金屬元素可以以溶解態(tài)停留在水體中，大部分重金屬元素會(huì)通過吸附和積聚以殘?jiān)鼞B(tài)等其他形態(tài)長(zhǎng)期貯存在底部沉積物中[8]，而一旦河流沉積物發(fā)生重金屬污染，就會(huì)對(duì)水生生物產(chǎn)生長(zhǎng)期而嚴(yán)重的危害[9]。正因?yàn)槿绱?，城市河流沉積物重金屬污染已成為人們普遍關(guān)注的焦點(diǎn)[10-14]。

本研究選擇的美舍河為貫穿?？谑袇^(qū)的一條外流河，該河流從沙坡水庫(kù)流經(jīng)城區(qū)而入海，是海口市內(nèi)流域面積最大、流經(jīng)途徑最長(zhǎng)、與居民生活最密切的一條河流。近20年來，由于?？谑谐鞘谢M(jìn)程加快，而城市基礎(chǔ)設(shè)置建設(shè)滯后，城市居民生活污水、城市垃圾無序排放，使美舍河成為了一條名副其實(shí)的“臭水溝”，雖經(jīng)多次整治與清淤工作，但效果并不明顯，其環(huán)境污染嚴(yán)重影響了周圍居民的生產(chǎn)和生活以及?？谑械某鞘行蜗蟆１狙芯刻接懨郎岷雍？谑谐菂^(qū)段沉積物中重金屬的組成特征、變化規(guī)律及形成原因，并探討城市居民的生產(chǎn)污水、生活污水及生活垃圾的排放對(duì)美舍河沉積物重金屬污染的影響，在此基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)階段城區(qū)河段沉積物中的污染情況進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，為該區(qū)域開展河流環(huán)境治理提供科學(xué)依據(jù)[15-16]。

1研究區(qū)概況

美舍河是縱貫?？谑心媳钡囊粭l主要河流，也被稱為府城地區(qū)的母親河。美舍河地處低緯度熱帶北緣，其所在區(qū)域具有熱帶海洋性季風(fēng)氣候，流域內(nèi)年均氣溫為23.8 ℃，年均降水量為1 684 mm，4—10月為豐水期，河流流量較大。

美舍河發(fā)源于?？谑心喜垦蛏降貐^(qū)，呈圓弧狀流經(jīng)永興、城西、府城、白龍等4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)及街道，在和平北路橋東側(cè)流入海甸溪，最終從新港碼頭歸入瓊州海峽，其城區(qū)段全長(zhǎng) 23.86 km，流域面積為50.16 km2，是?？谑猩鷳B(tài)環(huán)境建設(shè)的重要組成部分。

近年來，由于?？诔鞘谢M(jìn)程加快，城市污水處理及排污措施力度不夠，導(dǎo)致城市生活污水及部分工廠生產(chǎn)廢水大量排入美舍河下游，在河流周邊到處可見排污口，反映出河流受附近居民生產(chǎn)和生活的影響較大，河流水質(zhì)一直在Ⅳ～Ⅴ級(jí)之間。所以對(duì)美舍河的治理也成為?？谑谐鞘薪ㄔO(shè)的重要內(nèi)容之一。

2樣品采集及研究方法

本研究主要選擇?？谑忻郎岷映菂^(qū)段河底沉積物進(jìn)行研究，并在不同區(qū)段進(jìn)行采樣分析。采樣時(shí)間為2012年11月，共采集11個(gè)樣品（各樣品點(diǎn)分布如圖1所示），11個(gè)樣點(diǎn)沿河段均勻分布，可信度較好。在室內(nèi)又將采到的河底沉積物樣品經(jīng)自然晾干及烘干→人工壓碎→礫石及動(dòng)植物殘?bào)w剔除→混勻碾磨→過篩（150目）等步驟處理，選取0.1 g用于Cr、Ni、Cu、As、Cd、Pb等6種重金屬并測(cè)定含量。沉積物重金屬元素成分采用ICP-MS方法進(jìn)行分析測(cè)定。

3美舍河城區(qū)河段中重金屬元素的組成特征

根據(jù)表4中各重金屬污染系數(shù)和表2中各重金屬的毒性響應(yīng)系數(shù)可計(jì)算得到美舍河河底沉積物中不同重金屬的潛在生態(tài)危害系數(shù)和各部位的整體潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（表5）。由表5可看出，不同重金屬元素的潛在生態(tài)危害系數(shù)由大到小為Cd>As>Cr>Ni>Pb>Cu>Zn，7種重金屬的潛在生態(tài)危害系數(shù)平均值均小于40，潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)RI也遠(yuǎn)小于150，屬于低危害生態(tài)范疇，表明區(qū)內(nèi)7種重金屬元素的潛在生態(tài)危害系數(shù)和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)均處于低污染水平，說明美舍河?？谑谐菂^(qū)段沉積物中重金屬污染屬于輕微污染。

5結(jié)論

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