城區(qū)河流沉積物污染評價方法研究進展

余銘明 李致春 孟祥嵩 成開鋒

摘 要

城區(qū)河流沉積物污染來源豐富，種類繁雜。對于不同的研究層面如有機物、重金屬或綜合性評價有不同的方法。本文概括了常見的參評指標和評價標準。對常見的評價方法的基本特征、適用條件和優(yōu)缺點進行了對比。主要討論了不同研究方法在城區(qū)河流沉積物污染評價方面的應(yīng)用問題。

關(guān)鍵詞

河流沉積物;污染評價;綜合評價方法;環(huán)境質(zhì)量標準

中圖分類號： X824 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.16.108

Abstract

The source of river sediment pollution in urban area is rich and various. There are different methods for different research levels such as organic compounds，heavy metals or comprehensive evaluation.This paper summarizes the common evaluation indexes and standards.The advantages and disadvantages，applicable conditions and merits and drawbacks of common evaluation methods are compared.This paper mainly discusses the application of different research methods in the source of rivers sediment pollution assessment.

Key Words

River sediment;Pollution assessment;Comprehensive evaluation method;Environmental quality standard

河流沉積物是水體污染物的重要的源和匯[1]，當(dāng)外源污染濃度降低時，沉積物中污染物仍然會在適宜條件下重新回到河流水體中，造成二次污染[2]。城區(qū)河流沉積物的污染評價是修復(fù)治理城市水體環(huán)境的重要依據(jù)。然而，評價過程中標準和方法選擇范圍較廣，選擇不同的評價方法可能會造成結(jié)果較大差異。因此，本文概述了近年來的城區(qū)河流沉積物污染評價方法研究進展，對河流沉積物常見的污染評價方法進行系統(tǒng)總結(jié)，并將應(yīng)用于不同污染類別和范圍的評價方法進行了對比，以期為城區(qū)河流沉積物污染治理與防治提供參考。

1 常見的參評指標和評價標準選擇

1.1 常見的參評指標

對于河流沉積物污染評價，沒有一種單一污染指標可以完全體現(xiàn)沉積物污染狀況。理想狀態(tài)下，任何一種可能受人為因素干擾的物理、化學(xué)、生物變量都應(yīng)納入環(huán)境監(jiān)測體系中[2]。但是由于人力、物力財力的有限性，在選擇參與評價的指標時，應(yīng)篩選出與該實驗?zāi)康穆?lián)系最密切的指標。一般來說分為三類：基本理化性質(zhì)類、重金屬類、生態(tài)特征類。基本理化性質(zhì)一般包括pH、OM、TN、TP、TOC、NH3-N、COD等。生態(tài)特征類主要是微生物、底棲生物、著生生物等。

1.2 評價標準的選擇

由于我國淡水沉積物風(fēng)險評價工作起步較晚，數(shù)據(jù)積累量不足。國內(nèi)學(xué)者在做沉積物污染研究時常借用我國土壤質(zhì)量標準或國外的某些質(zhì)量標準。如唐永杰等引用加拿大環(huán)境和能源部發(fā)布的沉積物評價指南對獨流減河沉積物進行污染了評價[3]。也有學(xué)者對沉積物質(zhì)量標準的建立進行探索，如李敏等在地球化學(xué)背景下對我國環(huán)境質(zhì)量基準建立的思考[4]。但總體上還是沒有統(tǒng)一的標準定量評價沉積物污染危害程度、是否超出人類能接受的濃度水平等。

2 常見的沉積物污染評價方法

目前對河流沉積物的污染評價主要分為三類：有機污染評價方法、重金屬評價方法、綜合類評價方法。

2.1 常見的有機污染評價方法

2.1.1 有機污染指數(shù)法

有機質(zhì)含量通常反映了河流沉積物的營養(yǎng)水平，在針對河流沉積物營養(yǎng)狀態(tài)評價時，常常采樣有機污染指數(shù)法[5]。計算公式為：

有機指數(shù)（OI）=有機碳（OC%）×有機氮（ON%）

其中OC%=OM%/1.724;ON%=TN%×0.95

有機指數(shù)分為四個等級，等級越低表明受污染指數(shù)越低。

2.1.2 單因子指數(shù)法

單因子指數(shù)法[6]普遍應(yīng)用于河流沉積物單個因子的評價，將評價指標實測值Ci與選定標準值Cs進行比較得出單項評價指數(shù)Si，有利于確定沉積物主要污染物和主要污染點。當(dāng)Si>1時表示該評價因子i含量超過了標準值，即存在一定生態(tài)風(fēng)險?？赏ㄟ^對比各類參評因子的單因子指數(shù)，找出主要污染因子。

2.1.3 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法

內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法[7]是美國學(xué)者內(nèi)梅羅在《河流污染科學(xué)分析》提出的土壤環(huán)境質(zhì)量評價。該方法也被應(yīng)用于在河流沉積物評價上。先利用污染物的實測濃度Ci與污染物的評價標準Si的比值求出i的環(huán)境質(zhì)量指數(shù)Pi，在多個參評因子綜合分析的同時，又涵蓋對污染最嚴重因子的評價，使評價結(jié)果更精確，是目前應(yīng)用廣泛的一種綜合質(zhì)量評價方法。其詳細計算公式為：

2.2 常見的金屬污染評價方法

2.2.1 地質(zhì)累積指數(shù)法

2.2.3 次生相富集系數(shù)法

次生相富集系數(shù)法是霍文毅[9]等在1997年提出的沉積物金屬污染評價方法，利用沉積物次生相與原生相中重金屬含量比值與參考點未受污染的次生相與原生相中重金屬含量比值進行對比，得到重金屬在次生相中的富集系數(shù)KPEF。對于大范圍的異源沉積物，該方法可以除區(qū)域條件差異，其公式為：

2.3 沉積物綜合類評價方法

2.3.1 模糊數(shù)學(xué)綜合評價法

3 各種分析方法的比較

這些污染評價方法都有其自身的優(yōu)點和應(yīng)用范圍，也同樣存在某些局限性。選擇合理有效的評價方法會使評價結(jié)果更具科學(xué)參考性。本文對上述提到的常見城區(qū)河流沉積物污染評價方法的優(yōu)缺點和適用范圍進行了歸納總結(jié)，見表1。

4 結(jié)語

上述方法都有其優(yōu)點和應(yīng)用范圍，同樣也存在某些局限性。城區(qū)河流沉積物是一個復(fù)雜的環(huán)境系統(tǒng)，污染來源眾多、且種類豐富。在對其進行污染評價時，應(yīng)參考研究區(qū)環(huán)境特性和本研究目的，結(jié)合各類評價方法的優(yōu)缺點相互補足進行科學(xué)準確的污染評價。此外相關(guān)研究中，極少有給出人類對沉積物中污染物的環(huán)境接受程度。就我國而言，當(dāng)前并未存在具有共識性的沉積物評價標準。如何選擇符合研究項目的質(zhì)量標準，合理的篩選污染指標納入研究范圍，并給出一個嚴謹?shù)脑u價結(jié)果仍然是學(xué)者研究的重點。

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