湘江(長株潭段)表層沉積物Zn污染現(xiàn)狀分析

李　歡　潘　瓊　鐘　瓊

(長沙環(huán)境保護職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南長沙　410004)

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湘江(長株潭段)表層沉積物Zn污染現(xiàn)狀分析

李歡潘瓊鐘瓊

(長沙環(huán)境保護職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南長沙410004)

本文對湘江(長株潭段)表層沉積物進行了Zn等多種種元素測定，并分析了Zn與其他元素的相關(guān)性，得出湘江(長株潭段)表層沉積物中Zn含量從株洲依次遞減，Pb、Zn和Cu的相關(guān)性最高且高于本底值，這主要與株洲地區(qū)的鉛鋅冶煉有關(guān)，今后還需進一步研究沉積物中Zn的遷移轉(zhuǎn)化機理，為湘江飲水安全保駕護航。

沉積物；湘江(長株潭段)；Zn；重金屬

1　引　言

早在20世紀(jì)70年代國外學(xué)者就開展了河流中的重金屬污染研究。美國科學(xué)家20世紀(jì)70年代對河流沉積物中重金屬污染進行示蹤研究(Benninger Larry etal，1975)[1]，80年代有學(xué)者對密西西比河河谷沉積物的重金屬污染歷史開展了全面的調(diào)研分析(KNOx，1987)[2]，對流經(jīng)境內(nèi)的萊茵河(Gocht etal.，2001)[3]和多瑙河(WOltkeetal.2003[4]；Klaveretal.，2007[5])也做了許多調(diào)查工作。而湘江作為湖南的母親河，其沉積物中污染物研究始于20世紀(jì)80年代[6-11]，至今都還有學(xué)者在持續(xù)研究[12-14]。隨著對河流沉積物重金屬污染研究的深入，獲取了大量的河流沉積物樣品數(shù)據(jù)，國內(nèi)外學(xué)者基本都指出重金屬在天然水溶液中的含量常常是痕量的，而在沉積物中其濃度則高達水溶液中濃度的數(shù)百倍至數(shù)十萬倍。在適當(dāng)條件下，沉積物吸持的這些中重金屬將有可能再次釋放出來，產(chǎn)生二次污染。因此，水體沉積物既是污染物的匯合，又是對水質(zhì)具有影響的潛在污染源，在很大程度上決定著污染物在水體中的遷移、轉(zhuǎn)化、歸宿和生物效應(yīng)。因此，本研究旨在探討沉積物中Zn的污染現(xiàn)狀，為湘江(長株潭段)重金屬污染防治提供科學(xué)參考和長沙航電樞紐順利運行保駕護航。

2　研究區(qū)域概況

湘江水系水質(zhì)屬重碳酸鹽型[15]。湘江在湖南境內(nèi)干流長670km，流域面積9.466×104km2[16]。湘江(長株潭段)是“長株潭兩型社會”的母親河，它由南向北流經(jīng)株洲市區(qū)，后經(jīng)湘潭，進入長沙市區(qū)，經(jīng)三汊磯轉(zhuǎn)向西北，至喬口而出望城縣，再經(jīng)岳陽匯入洞庭湖。

3　材料與方法

3.1沉積物樣品采集和保存

樣品于2015年8月分別在株洲、湘潭、長沙和望城進行取樣，取樣位置為靠河流兩岸的底泥。

沉積物樣品采集后風(fēng)干，待干燥后去雜物及石塊，經(jīng)陶瓷研缽研磨處理后過100 目尼龍篩，貯存于塑料自封袋密封待用。

3.2分析方法

湘江沉積物用ICP-AES進行分析。

(1) 儀器型號：美國Baird公司PS-6型電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometer System。

(2)樣品處理。準(zhǔn)確稱取0.1g試樣于PTFE坩堝中，加10ml HF，5ml HNO3，3ml HClO4加熱溶解至白煙冒盡，加10mlHCl(1+1)溶解后移入50mL容量瓶中，水稀至刻度。

4　結(jié)果與分析

4.1Zn污染現(xiàn)狀

從所測樣品的中發(fā)現(xiàn)，Zn含量最高的位置在株洲，其含量為湘潭的1.08倍、長沙的1.86倍、望城的2.08倍，因中國河流沉積物暫時沒有相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，故通過《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(2008居民用地)進行對標(biāo)，《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(2008居民用地)僅Hg、Zn、Pb、 Cd、As、Cr、Cu、Se、Sb、Mg、Ni、Co有標(biāo)準(zhǔn)可查詢，其中株洲湘潭樣品的Zn超標(biāo)，長沙和望城樣品中的Zn暫未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)。

綜上所述，湘江(長株潭段)Zn污染主要集中在株洲。由于全球第九大鋅生產(chǎn)企業(yè)的株洲冶煉廠位于株洲市區(qū)范圍，隸屬湘江流域，故從湘江沉積物的污染因子看，湘江沉積物污染主要受鉛鋅冶煉的影響，而鉛鋅冶煉所帶來的污染物主要為Zn也成為湘江株洲段沉積物中的主要污染因子之一。

4.2Zn與其他元素相關(guān)性分析

在長株潭研究區(qū)域內(nèi)，沉積物中各元素含量及其之間的比率具有相對的穩(wěn)定性，當(dāng)沉積物來源相同或相似時，其中的各個元素具有顯著的相關(guān)性(見表1)。

表1　沉積物元素相關(guān)性分析

*P<0. 05；**P<0. 01。

沉積物中各組分的相關(guān)性差異可能體現(xiàn)了其來源及遷移機制的不同。Pb、Cu、Zn兩兩之間各自相關(guān)性最高性極其顯著(見表1)，表明它們可能有相同的污染來源。鑒于其含量遠高于本底值，故此推斷他們有相同的人為污染。

5　結(jié)論與討論

經(jīng)過與Zn濃度的比較和元素相關(guān)性分析，我們不難看出，湘江(長株潭段)沉積物Zn含量最高的為株洲區(qū)域，按照河流流向Zn濃度依次降低。從該區(qū)域Zn污染來源來看，在相關(guān)性分析中Pb、Cu、Zn之間的相關(guān)性最強且高于背景值，主要來源于人為污染源，這與株洲地區(qū)的銅鉛鋅礦和鉛鋅冶煉不無關(guān)系。因湘江望城段的大壩已經(jīng)開始啟用，湘江(長株潭段)河流沉積物的流動性降低，為避免沉積物中的重金屬釋放，今后還將繼續(xù)深入研究沉積物重金屬釋放機理，以保障該區(qū)域的用水安全。

[1]Berminger，Larr，K，Lewis Dale，M.，TurekianKarl，K.，1975.TheUse of Nat-uralPb-210as a Heavy Metal Tracer in the Rives Sries.Ameriean Chemical Soeiety，pp，202-210.

[2]KNOx，J.C.，1987.Historical valley floor sedimentation in the Upper Mississippi Valley.Annals of the Association of Ameriean Geographers77(2)，224-244.

[3]Goeht，T.，Moldenhauer，K.M.，P ttmarm，W.Historical record of Polycyclic aromatic hydroearbons(PAH)and heavy metal sin flood Plain sediments from the Rhine River(Hessisehes Ried，Germany).APPlied Geoehemistry，2001，16(15)：1707-1721.

[4]WOitke，P.，W llmitz，J.，Helm，D.，Kube，P.，LePom，P.，Litheraty，R.Analysis and Assessment of heavy metal Pollutionin sus Pended solids and sediments of the river Danube.ChemosPhere，2003，51(8)：633-642.

[5]Klaver，G.，van，B.，Negrel，P.，PeteletGiraud，E.Influence of hydro Power dams on the composition of the suspended and river bank sediments in the Danube.Environmental Pollution，2007，148(3)：718-728.

[6]代昭華，黃衍初，王慶廣，等.湘江中下游若干金屬元素的分布狀況[J].環(huán)境科學(xué)叢刊，1982，4(9)：32- 35.

[7]張立成，董文江，鄭建勛，等.湘江河流沉積物重金屬的形態(tài)類型及其形成因素[J].地理學(xué)報，1983，38(1)：55-63.

[8]毛美洲，劉子蕙，魏金璽.湘江表層底泥中重金屬化學(xué)形態(tài)的研究[J].環(huán)境科學(xué)，1983，2(5)：35-41.

[9]張立成，屈翠輝，董文江，等.湘江水體中重金屬的遷移轉(zhuǎn)化和歸宿[J].環(huán)境科學(xué)，1983，2(5)：28-35.

[10]張立成，章申，董文江，等.湘江江水中重金屬轉(zhuǎn)化的主要地球化學(xué)因素[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報，1986，6(4)：395-402.

[11]陳喜保，章申.湘江水體中重金屬的化學(xué)形態(tài)及分布特征的研究.環(huán)境科學(xué)學(xué)報[J].1986，6 (2)：131-140.

[12]唐曉燕，彭渤，余昌訓(xùn)等.湘江沉積物重金屬元素環(huán)境地球化學(xué)特征.云南地理環(huán)境研究[J].2008，20(3)：26-31.

[13]彭渤，唐曉燕，余昌訓(xùn)等湘江入湖河段沉積物重金屬污染及其Pb 同位素地球化學(xué)示蹤.地質(zhì)學(xué)報[J].2011，85(2)：282-297.

[14]曾祥英，王 晨，于志強等.湘江岳陽段沉積物重金屬污染特征及其初步生態(tài)風(fēng)險評估.地球化學(xué)[J].2012，41(1)：63-69.

[15]張立成，章申，董文江，等.湘江江水中重金屬轉(zhuǎn)化的主要地球化學(xué)因素[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報，1986，6(4)：395- 402.

[16]湖南統(tǒng)計局.湖南統(tǒng)計年鑒2006 [Z].北京：中國統(tǒng)計出版社，2006.

Analysis of Zn in Surfuce Sediment in Xiangjiang River (Changzhutan Section)

LI HuanPAN QiongZHONG Qiong

(Changsha Environmental Protection College，Changsha，Hunan 410004，China)

In this paper，surface sediment has carried on the determination of zinc and other elements in the xiangjiang river (changzhutan section).We analyzed the correlation between zinc and other elements，it is concluded that the xiangjiang river (changzhutan section) zinc content in the surface sediments from zhuzhou decreasing.Pb，Cu and Zn has the highest correlation and higher than the background value，this is mainly related to the lead and zinc smelting in zhuzhou.We need to research the migration mechanism of zinc，and escort for the xiangjiang river drinking water safety.

Sediment；Xiangjiang river (the section of Changzhutan)；Zn；Heavy metals

李歡，講師，工程師，研究方向為重金屬污染治理、水處理技術(shù)、環(huán)境規(guī)劃

X53

A

1673-288X(2016)05-0174-02

項目資助：湖南省環(huán)保科技項目《湘江(長株潭段)沉積物重金屬污染現(xiàn)狀研究》，湘財建指[2014]287號

引用文獻格式：李歡等.湘江(長株潭段)表層沉積物Zn污染現(xiàn)狀分析[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2016，41(5)：174-175.