鹽城新洋港河流表層沉積物重金屬污染評(píng)價(jià)

曹郁，趙文偉*，伍婧怡，顧沁然，汪珊珊，馬明明，李煥，陸璐，陸晨遨

(1．南通大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，江蘇 南通 226007；2.福建師范大學(xué) 濕潤(rùn)亞熱帶生態(tài)地理過(guò)程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福州 350007)

0 引言

在城市化進(jìn)程飛速推進(jìn)的趨勢(shì)下，密集的人類活動(dòng)很大程度上改變了河岸帶的土地利用類型，對(duì)當(dāng)?shù)仃懙厣鷳B(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性和異質(zhì)性產(chǎn)生影響，進(jìn)而使得河流本身及其下游濕地生態(tài)系統(tǒng)中的水文過(guò)程、水環(huán)境承載力及水質(zhì)受到嚴(yán)重影響[1-4]，合理規(guī)劃河岸帶土地利用類型和方式將提高河岸帶生物棲息環(huán)境的質(zhì)量[5]，減少重金屬污染物的累積。因此，對(duì)上游河流兩岸土地利用類型進(jìn)行科學(xué)研究并制定合理的發(fā)展策略將對(duì)保護(hù)下游濕地瀕危候鳥和動(dòng)物具有重大意義[6]。

針對(duì)濱海濕地表層沉積物重金屬的污染情況已開展了許多相關(guān)研究，對(duì)閩江口濕地沉積物重金屬的分布特征、賦存形態(tài)及污染評(píng)價(jià)的研究發(fā)現(xiàn)，閩江口濕地受到Pb、Cd、Mn等人類活動(dòng)產(chǎn)生的外源重金屬污染[7]；對(duì)珠江口濕地土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的研究表明,珠江口濕地重金屬污染已對(duì)其生態(tài)保護(hù)產(chǎn)生了較嚴(yán)重的威脅，且重金屬主要來(lái)源為珠三角經(jīng)濟(jì)發(fā)展區(qū)陸源污染[8]；對(duì)長(zhǎng)江沿岸濕地重金屬含量及分布特征的研究發(fā)現(xiàn)，Cd、Cr、Cu、Zn、Ni等重金屬污染多與上游城市工業(yè)和航運(yùn)等活動(dòng)有關(guān)[9]。城市工業(yè)的發(fā)展和河岸帶的不合理開發(fā)導(dǎo)致人類活動(dòng)中產(chǎn)生的重金屬元素直接進(jìn)入到河流并在河流下游河岸及其入?？跐竦貫┩恐懈患?，對(duì)濕地生態(tài)環(huán)境和動(dòng)物生存環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。

對(duì)鹽城灘涂濕地重金屬污染情況調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，陸地污染物已隨水流進(jìn)入灘涂濕地核心區(qū)，且可能會(huì)威脅到候鳥的遷徙過(guò)冬[10]；對(duì)濕地重金屬污染情況和來(lái)源評(píng)估認(rèn)為，沉積物中重金屬含量的增加可能與濕地核心區(qū)外圍經(jīng)濟(jì)活動(dòng)(上游城市排放和近海漁業(yè)等)的增強(qiáng)有關(guān)[11]。通過(guò)實(shí)地調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，鹽場(chǎng)濕地上游河流存在著許多不合理的河岸帶土地利用，農(nóng)耕用地、大片裸地和城鎮(zhèn)工廠等土地利用類型將導(dǎo)致大量人類活動(dòng)產(chǎn)生的重金屬污染物匯入河流。本研究選取蟒蛇河(新洋港河上游)、流經(jīng)鹽城市區(qū)的新洋港河和濱海濕地為研究對(duì)象，分析不同土地利用類型下河流表層沉積物中的銅(Cu)、鋅(Zn)、鉻(Cr)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鎳(Ni)6種重金屬的含量特征及污染狀況，探討河岸帶土地利用類型對(duì)河流周邊流域和下游濕地生態(tài)環(huán)境的影響，為合理規(guī)劃新洋港流域土地利用方式、保護(hù)河流與濕地生態(tài)系統(tǒng)健康提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

鹽城濱海濕地(32°34′N～34°28′N，119°48′E～120°56′E)位于江蘇省海岸帶區(qū)域，面積達(dá)4 553 km2以上，同時(shí)，泥沙的自然淤積致使海岸帶以每年100～300 m的速度向海洋方向延伸與擴(kuò)展。鹽城沿海濕地占江蘇省灘涂面積的70%，為全國(guó)灘涂面積的1/7，是國(guó)家級(jí)珍禽自然保護(hù)區(qū)和國(guó)家級(jí)大豐麋鹿自然保護(hù)區(qū)(位于鹽城保護(hù)區(qū)實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi))，也是“世界人與生物圈保護(hù)區(qū)網(wǎng)絡(luò)”的成員之一，具有顯著的生態(tài)保育價(jià)值、社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[12]，在2019年被列入世界自然遺產(chǎn)。

圖 1 鹽城新洋港河采樣點(diǎn)示意Figure 1 Sites for samples in the Xinyanggang River of Yancheng City

研究區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，多年平均氣溫13.9 ℃，多年平均降水量1 015.2 mm，季風(fēng)氣候明顯。鹽城主要為平原地貌，地勢(shì)西北部和東南部高而中部和東北部低洼，大部分地區(qū)海拔不足5 m。周圍植被資源豐富，屬暖溫帶落葉闊葉林。據(jù)統(tǒng)計(jì)，鹽城濱海濕地共有新洋港、斗龍港、黃沙港、射陽(yáng)河等多條河流作為補(bǔ)給水源匯入下游濕地，其中新洋港作為里下河地區(qū)的主要河道之一，穿城而過(guò)且流域覆蓋了不同土地利用類型，最終匯入濕地核心區(qū)的北界。由于河流的農(nóng)業(yè)和工業(yè)等需求使其受耕種、休閑娛樂(lè)、工業(yè)生產(chǎn)等人類活動(dòng)干擾的影響較大，也易造成河流重金屬污染[13-14]。從鹽城生態(tài)環(huán)境局獲取的資料可知，鹽城市總體重金屬污染不嚴(yán)重，但也出現(xiàn)了個(gè)別工廠排放重金屬污染物超標(biāo)的現(xiàn)象(如某些酸洗廢水加工點(diǎn)等)，這將會(huì)對(duì)河流兩岸與下游濕地的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生直接影響。

研究選取流經(jīng)鹽城市區(qū)的蟒蛇河(新洋港河上游)、新洋港河及其濱海濕地保護(hù)區(qū)為研究對(duì)象(圖1)，河流上游流經(jīng)大片農(nóng)田耕地；中游為城市及工業(yè)區(qū)，土地開發(fā)程度較高；下游為平原河流區(qū)，以種植和養(yǎng)殖業(yè)為主；入?？跒楹蝤B濕地保護(hù)區(qū)，土地保護(hù)程度高。河流流經(jīng)區(qū)域土地利用類型主要為林地、草地、耕地和城鎮(zhèn)建設(shè)用地，水體受近岸人類活動(dòng)的影響較大，水質(zhì)成分復(fù)雜。

1.2 樣品采集與分析

本研究于2019年11月對(duì)鹽城蟒蛇河和新洋港流域進(jìn)行野外實(shí)地考察，對(duì)擬定的采樣點(diǎn)河岸兩側(cè)100 m內(nèi)土地利用類型占比進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并得出其主導(dǎo)土地利用類型，可以發(fā)現(xiàn)，鹽城新洋港不同河段土地利用類型差別較大，特點(diǎn)如下:在上游河段耕地和草地占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；河流中游城鎮(zhèn)建設(shè)用地顯著；河流中下游區(qū)域林地和草地比例較高。將各采樣點(diǎn)占比最大的土地利用類型作為主導(dǎo)土地利用類型，將河岸帶自上游至下游分別劃分為耕地-草地-城鎮(zhèn)建設(shè)用地-林地-草地。采樣點(diǎn)具體信息見(jiàn)表1。

表 1 采樣點(diǎn)土地利用類型與環(huán)境狀況Table 1 Land use types and environmental conditions of sampling sites

在河道受人類活動(dòng)干擾與自然擾動(dòng)較小處使用聚乙烯勺采集河流表層沉積物樣品，并用手持式GPS進(jìn)行精準(zhǔn)定位，現(xiàn)場(chǎng)獲取采樣點(diǎn)經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，在每個(gè)固定采樣區(qū)域沿河岸平行方向5 m長(zhǎng)度范圍內(nèi)隨機(jī)獲取5份沉積物樣品，充分混合后剔除礫石與動(dòng)植物殘?bào)w等雜質(zhì)，最后將樣品裝入聚乙烯自封袋密封保存，登記編號(hào)后，帶回實(shí)驗(yàn)室冰箱保存以備后續(xù)測(cè)試分析。

沉積物經(jīng)風(fēng)干、壓碎、研磨并過(guò)100目篩后，按土壤分析國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，采用HNO3-HF-HCLO4消解法進(jìn)行消解，具體消解過(guò)程如下：(1)取0.05 g樣品放入消化罐中并依次加入5 mL HNO3(優(yōu)級(jí)純)、2.5 mL HF(優(yōu)級(jí)純)、0.5 mL HCLO4(優(yōu)級(jí)純)加蓋放置24 h，并設(shè)置3個(gè)空白樣。(2)將加蓋消化罐置于電熱板上低溫(不超過(guò)150 ℃)加熱4 h，再將溫度設(shè)定在200 ℃左右繼續(xù)加熱，并不斷調(diào)換消化罐位置，以確保不同樣品受熱均勻。(3)當(dāng)消化罐內(nèi)沉積物全部變成澄清溶液時(shí)，移走消化罐蓋子，160～200 ℃繼續(xù)加熱用以揮發(fā)余酸。(4)當(dāng)溶液由澄清逐漸變?yōu)榈S色糊狀固體時(shí)，加入2 mL 1+1 HNO3，繼續(xù)加熱3～5 min，停止加熱并待消化液冷卻后，用去離子水(DIW)定容至10 mL的容量管中。消解完全后送往華東師范大學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES)進(jìn)行重金屬含量的測(cè)定。

1.3 評(píng)價(jià)方法

采用由瑞典科學(xué)家Hakanson提出的潛在生態(tài)危害指數(shù)法對(duì)不同土地利用類型下樣品中重金屬的生態(tài)危害指數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，不僅考慮了沉積物中重金屬的含量，而且反映了重金屬對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響力，是目前國(guó)內(nèi)外沉積物質(zhì)量與生態(tài)危害評(píng)價(jià)中應(yīng)用最為廣泛的方法之一[15-16]。其計(jì)算方法如下：

單個(gè)重金屬的污染系數(shù)：

Cf=Cs/Cn

(1)

式(1)中:Cf為單個(gè)重金屬的污染系數(shù)，Cs為重金屬濃度的實(shí)測(cè)值，Cn為重金屬的評(píng)價(jià)參照值。Cn采用《中華人民共和國(guó)海洋沉積物質(zhì)量》(GB18668-2002)[17]I類標(biāo)準(zhǔn)限值(mg·kg-1)。

單個(gè)重金屬的潛在生態(tài)危害系數(shù)：

Er=Tr×Cf

(2)

式(2)中:Er為單個(gè)重金屬的潛在生態(tài)危害系數(shù)，Tr為重金屬的毒性響應(yīng)系數(shù)(表2)，Cf為單個(gè)重金屬的污染系數(shù)。

表 2 重金屬的毒性響應(yīng)系數(shù) Table 2 Toxicity response coefficient of each heavy metal

多個(gè)重金屬的潛在生態(tài)危害指數(shù)：

(3)

式(3)中:RI為多個(gè)重金屬環(huán)境污染總和指數(shù)，Er為單個(gè)重金屬的潛在生態(tài)危害系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 沉積物重金屬含量變化特征

圖 2 不同河段河流表層沉積物中重金屬含量Figure 2 Amount of heavy metals in surface sediments of the study river

鹽城新洋港河不同河段表層沉積物中6種重金屬成分總量變化情況見(jiàn)圖2。在上游以耕地和草地為主導(dǎo)土地利用類型的河段(樣點(diǎn)1、2、3)河流表層沉積物中重金屬含量較低且變化不大，總量在117.66～148.78 mg·kg-1之間；在中游城市及工業(yè)區(qū)河段(樣點(diǎn)4)，河流表層沉積物中的重金屬含量出現(xiàn)第1個(gè)峰值，總量達(dá)222.53 mg·kg-1；在同為城市建設(shè)用地的先鋒島公園南側(cè)(樣點(diǎn)5)，河流表層沉積物中重金屬含量有少許下降，為183.60 mg·kg-1；河流流經(jīng)蟒蛇河與新洋港河交匯處時(shí)(樣點(diǎn)6)，重金屬總量達(dá)到最高，為247.15 mg·kg-1；下游河段河岸帶以林地和草地為主(樣點(diǎn)7、8)，表層沉積物中重金屬總量逐漸下降，含量范圍在98.17～119.23 mg·kg-1之間。

圖 3 重金屬污染系數(shù)CfFigure 3 Pollution index of heavy metals (Cf)

由圖2新洋港河流表層沉積物中6種重金屬(Cd、Zn、Cr、Ni、Cu、Pb)在不同采樣點(diǎn)含量分布可知，沉積物中Cd、Zn、Cr、Ni、Cu和Pb的含量范圍分別為0.16～0.58、34.13～112.44、26.44～59.85、10.85～31.68、3.39～54.09和8.55～22.48 mg·kg-1，其中Cd的含量在樣點(diǎn)1和樣點(diǎn)6處出現(xiàn)高值，分別為0.53和0.58 mg·kg-1；Zn、Cr、Ni的總量變化趨勢(shì)較為一致，都在先鋒島公園南側(cè)(樣點(diǎn)5)有明顯下降，并在蟒蛇河與新洋港河交匯處下游(樣點(diǎn)6)達(dá)到最高，隨后在下游河段逐漸下降；Cu和Pb含量在先鋒島公園南側(cè)(樣點(diǎn)5)處達(dá)到最高，最高值分別為54.09和22.48 mg·kg-1。

2.2 重金屬污染與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

采用Hakanson潛在生態(tài)危害指數(shù)法對(duì)各采樣點(diǎn)重金屬進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，參照《中華人民共和國(guó)海洋沉積物質(zhì)量》(GB18668-2002)，對(duì)鹽城新洋港河表層沉積物重金屬進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，沉積物中除Cu和Cd含量在少數(shù)采樣點(diǎn)(耕地和城鎮(zhèn)建設(shè)用地)超過(guò)國(guó)家Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)，其余重金屬含量均未超標(biāo)。其中，Ni在整個(gè)河流段的含量都沒(méi)有超過(guò)土壤質(zhì)量背景值，且在河流沉積物調(diào)查中沒(méi)有相關(guān)分類標(biāo)準(zhǔn)，故本研究只對(duì)其含量變化進(jìn)行分析，不對(duì)其進(jìn)行潛在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

通過(guò)計(jì)算重金屬的污染系數(shù)(Cf)可以得出(圖3)：新洋港河流表層沉積物中除Ni之外5種重金屬(Cd、Zn、Cr、Cu、Pb)的污染系數(shù)均值分別為0.76、0.45、0.48、0.59、0.26。其中，Zn、Cr、Pb的污染系數(shù)變化相對(duì)平緩且在各采樣點(diǎn)處均未超過(guò)1，呈現(xiàn)出在中游城鎮(zhèn)區(qū)域河段升高、上游和下游河段降低的趨勢(shì)；Cd和Cu的污染系數(shù)變化幅度較大，Cd在上游以耕地為主導(dǎo)土地利用類型的樣點(diǎn)1處污染系數(shù)高達(dá)1.06，隨著水流方向逐漸降低后，在進(jìn)入中游城鎮(zhèn)建設(shè)用地時(shí)繼續(xù)升高，于樣點(diǎn)6處達(dá)到最高值1.17，在河流下游草地河段逐漸下降至0.65；Cu的污染系數(shù)在上下游河段均處于低水平，在中游城鎮(zhèn)建設(shè)用地河段有明顯上升趨勢(shì)并在采樣點(diǎn)5處高達(dá)1.55，屬中等程度的重金屬污染。

重金屬的毒性響應(yīng)系數(shù)(表2)對(duì)比分析顯示,Cd的毒性系數(shù)最大，Zn的毒性系數(shù)最小。除Ni之外的5種重金屬在整個(gè)河流的潛在生態(tài)危害指數(shù)(Er)的平均值排序?yàn)镃d>Cu>Pb>Cr>Zn。結(jié)合研究區(qū)重金屬的污染系數(shù)(表3)、重金屬潛在危害指數(shù)(圖4)與河流重金屬污染程度評(píng)價(jià)指標(biāo)(表4)進(jìn)行河流重金屬污染評(píng)價(jià)，可以發(fā)現(xiàn)采樣點(diǎn)的單一重金屬潛在生態(tài)危害指數(shù)(Er)均小于40，重金屬的總潛在生態(tài)危害指數(shù)(RI)均小于120，新洋港河流表層沉積物重金屬全部屬于等級(jí)較低的生態(tài)危害。同時(shí)，由各重金屬間的Pearson相關(guān)分析(表5)也可以看出，Ni和Cr、Cu和Pb極顯著相關(guān)，Ni和Zn顯著性相關(guān)。

表 3 采樣點(diǎn)重金屬的Er和RI值 Table 3 Potential ecological damage index of heavy metals (Erand RI)

表 4 重金屬污染指數(shù)與污染程度的關(guān)系 Table 4 Ecological risk index and degree of pollution

表 5 重金屬元素間的相關(guān)分析 Table 5 The correlations between heavy metals

3 討論

3.1 沉積物重金屬含量及分布特征

人類活動(dòng)方式和強(qiáng)度在空間上的差異會(huì)導(dǎo)致河流表層沉積物重金屬含量分布的不均勻[18]，鹽城新洋港河岸帶土地的不同利用類型也對(duì)沉積物重金屬含量產(chǎn)生了顯著的影響，主要表現(xiàn)如下：在以耕地和草地為主導(dǎo)土地利用類型的上游河段，沉積物重金屬含量總體偏低；在城鎮(zhèn)建設(shè)用地為主導(dǎo)土地利用的中游河段，各采樣點(diǎn)重金屬總量顯著升高；在以林地和草地為主導(dǎo)土地利用類型的下游河段，重金屬含量有所下降，并逐漸穩(wěn)定在較低水平值。經(jīng)過(guò)分析可見(jiàn)，沉積物重金屬含量總體呈現(xiàn)出在河岸帶為城鎮(zhèn)建設(shè)用地的河段普遍偏高，在河岸帶為草地、林地和耕地的河段相對(duì)較低的分布特征。

3.2 沉積物重金屬風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與來(lái)源分析

在河流上游以耕地為主導(dǎo)土地利用類型的河段(樣點(diǎn)1)，大部分重金屬處于較低的污染水平，但Cd的危害指數(shù)超出了國(guó)家Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn),推測(cè)可能是大量的開荒養(yǎng)殖以及農(nóng)藥化肥和污泥堆肥等農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的施用造成了農(nóng)田重金屬Cd的大量蓄積，最終通過(guò)地表徑流等途徑匯入河流并沉積在河流底泥表層，導(dǎo)致了樣點(diǎn)1處Cd生態(tài)危害指數(shù)顯著偏高，類似的現(xiàn)象也在邛海湖底表層沉積物重金屬研究中體現(xiàn)[19]。而以草地為主導(dǎo)土地利用類型的河段(樣點(diǎn)2和3)，重金屬生態(tài)危害指數(shù)處于穩(wěn)定且低值的水平，這可能與河岸帶兩側(cè)(寬度約30 m)的草地植被相關(guān)，此樣點(diǎn)河流已受到人類活動(dòng)的干擾，但是河岸帶種植的草地在一定程度上對(duì)通過(guò)地表徑流匯入河流的重金屬起到了吸附和阻絕的作用。

河流中游主要以城鎮(zhèn)建設(shè)用地為主(樣點(diǎn)4、5、6)，重金屬含量與生態(tài)危害指數(shù)都有一定程度的升高。Pb和Cd的生態(tài)危害指數(shù)呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，Cd的生態(tài)危害指數(shù)指示了Cd含量(由于Cd的強(qiáng)毒性，Cd在圖2中數(shù)值變化不明顯)的富集現(xiàn)象，此河段河岸帶兩側(cè)工廠較多且車運(yùn)和船運(yùn)等交通現(xiàn)象頻繁。據(jù)此推測(cè)石油等動(dòng)力燃料的燃燒排放[20]很可能是導(dǎo)致沉積物中Pb生態(tài)危害指數(shù)升高的主要原因；而Cd生態(tài)危害指數(shù)的升高與河岸帶兩側(cè)分布的大量機(jī)械和金屬工廠排放的“三廢”有顯著相關(guān)性[21]。在樣點(diǎn)4和6處，沉積物中Ni的含量與Zn、Cr的生態(tài)危害指數(shù)對(duì)應(yīng)了2個(gè)峰值，這可能與城市周邊工廠(如西城金屬加工廠、永泰鋼材市場(chǎng)、高強(qiáng)建筑材料廠等)的分布有關(guān)。由各重金屬間的Pearson分析(表5)也可以看出，Ni和Cr在0.01水平顯著性相關(guān)，Ni和Zn在0.05水平顯著性相關(guān)。沉積物中重金屬之間的顯著相關(guān)性在一定程度上可以反映元素污染源的相似[22-23]，可以推測(cè)鹽城新洋港河流表層沉積物中Ni、Zn和Cr可能來(lái)源于相同的污染源。前人研究發(fā)現(xiàn)，Ni、Zn和Cr多來(lái)自于冶煉加工、機(jī)械制造等工業(yè)的排放[24-26]。同時(shí)，此流域河岸帶以裸露和水泥硬化的形式存在，工廠在生產(chǎn)加工過(guò)程中排放的重金屬很可能隨著降水直接進(jìn)入河流并沉積，從而導(dǎo)致Ni含量與Zn、Cr生態(tài)危害指數(shù)出現(xiàn)峰值。位于城市中心的樣點(diǎn)5，Ni的含量與Zn和Cr的生態(tài)危害指數(shù)相較樣點(diǎn)4和6出現(xiàn)了一個(gè)谷值，這可能是受益于河岸帶兩側(cè)種植的30 m左右的草地綠化帶，同時(shí)此河段位于城市商業(yè)區(qū)，工業(yè)布局規(guī)劃合理。盡管如此，Cu的含量仍出現(xiàn)了異常的高值(54.09 mg·kg-1)且生態(tài)危害指數(shù)也相應(yīng)升高。Cu主要來(lái)自于冶金廠與機(jī)械工業(yè)污染物的排放[27]，實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，距樣點(diǎn)5不足100 m處有一所廢舊金屬回收站(洪大再生資源回收站)，站內(nèi)裸露堆放的回收產(chǎn)品很可能在太陽(yáng)暴曬和雨水沖刷等外界風(fēng)化淋溶作用下攜帶大量重金屬(以Cu為主)經(jīng)地表徑流進(jìn)入河流并富集在河流沉積物里。由此可見(jiàn)，不合理和違規(guī)的金屬回收站仍然會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生“二次污染”并成為河流沉積物中Cu含量與生態(tài)危害指數(shù)升高的主要污染源。

以林地和草地為主導(dǎo)的土地利用類型的河流下游(樣點(diǎn)7和8)，各重金屬生態(tài)危害指數(shù)均呈下降趨勢(shì)。樣點(diǎn)7位于大洋灣生態(tài)景區(qū)下游，河流南岸分布有寬度近100 m的人工林和草地綠化帶，且當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門對(duì)其進(jìn)行了嚴(yán)格管理，穩(wěn)定和良好的生態(tài)環(huán)境使重金屬生態(tài)危害指數(shù)在該河段大幅下降。結(jié)合樣點(diǎn)5可見(jiàn)，河岸帶植被的合理規(guī)劃以及周邊的嚴(yán)格管理對(duì)河流段重金屬污染可以起到有效的防控作用。濱海灘涂樣點(diǎn)8主要屬于淤泥質(zhì)沉積物，相較于上游樣點(diǎn)7，Cd、Zn、Cu的生態(tài)危害指數(shù)更低，而Pb和Cr的危害指數(shù)有少許的升高，這可能與周圍港口的船運(yùn)相關(guān)。因此在考慮上游人類活動(dòng)對(duì)沉積物重金屬生態(tài)危害影響的同時(shí)還應(yīng)關(guān)注由海洋運(yùn)輸、潮汐作用等帶來(lái)的海洋型外源重金屬污染物的輸入。

3.3 沉積物重金屬治理對(duì)策

河流濕地中重金屬污染會(huì)通過(guò)生物鏈的富集作用，進(jìn)入動(dòng)植物體內(nèi)進(jìn)而危害到整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的安全，盡管目前對(duì)于鹽城濱海灘涂的研究[28]和河流沉積物的分析表明重金屬含量與危害指數(shù)都在低污染強(qiáng)度范圍內(nèi)，但是部分區(qū)域已經(jīng)初步出現(xiàn)了富集現(xiàn)象。同時(shí)，隨著河水溫度、鹽度、擾速幅度等條件的變化，富集在沉積物中的重金屬污染物容易被釋放出來(lái)，對(duì)河流水體造成“二次污染”[29-32]，那么對(duì)河流周邊與下游濕地沉積物重金屬污染的監(jiān)測(cè)和防治就顯得尤為重要。

沉積物重金屬含量與危害指數(shù)沿河岸帶不同土地利用類型有明顯差異。首先，對(duì)河岸帶進(jìn)行農(nóng)業(yè)開荒和養(yǎng)殖的活動(dòng)(樣點(diǎn)1)會(huì)導(dǎo)致Cd危害指數(shù)的增加，但相對(duì)于工業(yè)區(qū)(樣點(diǎn)4、5、6)，Cd并未出現(xiàn)持續(xù)的富集現(xiàn)象；位于工業(yè)區(qū)上游的河段(樣點(diǎn)2和3)，其河岸帶原生草地可以在一定程度上限制農(nóng)業(yè)排出的重金屬；人工種植的草地-林地(樣點(diǎn)5和7)很明顯可以減弱一些工業(yè)重金屬的污染(Cr、Zn、Ni)，但是對(duì)于已經(jīng)有所富集或近距離內(nèi)有重金屬輸入的區(qū)域則很難將其生態(tài)危害指數(shù)降到樣點(diǎn)2和3的水平。因此要盡可能的保護(hù)河流兩岸的原生草地，杜絕“草地開荒”現(xiàn)象，同時(shí)也可以通過(guò)種植人工草本的方法對(duì)部分河岸裸露的河段進(jìn)行整治，充分發(fā)揮草地的凈化作用。

在河岸帶受人類活動(dòng)影響最大的區(qū)域(樣點(diǎn)4、5、6)，沉積物重金屬危害指數(shù)在4種土地利用類型中最高。應(yīng)加大對(duì)周邊工業(yè)區(qū)污水排放口的監(jiān)察力度，控制金屬機(jī)械類工廠與河岸帶的距離，制定嚴(yán)格的污染物排放措施；同時(shí)也要重視河岸帶草地綠化對(duì)河流表層沉積物中重金屬的削減作用，適量增加河岸帶一定范圍內(nèi)草地的種植。

灘涂樣點(diǎn)8處重金屬生態(tài)危害可能受航運(yùn)和海水的影響，重金屬的來(lái)源復(fù)雜而且存在一定的生態(tài)危害，因此對(duì)下游河段應(yīng)以預(yù)防為主，加強(qiáng)對(duì)河岸帶周邊的管理并對(duì)河流表層沉積物重金屬進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，同時(shí)也要重視由海洋運(yùn)輸、潮汐作用等帶來(lái)的外源重金屬污染物的影響，從而為候鳥和動(dòng)物的遷移生存提供健康的生態(tài)環(huán)境。

4 結(jié)論

本研究通過(guò)對(duì)鹽城新洋港河流不同土地利用類型下河流表層沉積物重金屬的含量特征及其生態(tài)危害進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)合當(dāng)?shù)睾影稁Ю妙愋秃椭苓吤芗墓I(yè)和農(nóng)業(yè)活動(dòng)，建議制定嚴(yán)格的污染物排放與河岸帶治理措施，加強(qiáng)對(duì)河流重金屬的監(jiān)測(cè)以及對(duì)污染物來(lái)源的分析研究，切實(shí)保障河流與濕地核心區(qū)的生態(tài)健康與穩(wěn)定。具體結(jié)論如下：

(1)鹽城新洋港河流表層沉積物中除在耕地(樣點(diǎn)1)和城鎮(zhèn)建設(shè)用地(樣地6)采樣點(diǎn)Cd和Cu的含量超出國(guó)家Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)，屬國(guó)家Ⅱ類沉積物，其余采樣點(diǎn)6種重金屬含量均未超標(biāo)，屬國(guó)家Ⅰ類沉積物。

(2)不同土地利用方式下的河流表層沉積物重金屬污染指數(shù)不同?？傮w而言,新洋港不同土地利用方式下的重金屬污染程度為：城鎮(zhèn)建設(shè)用地>耕地>林地>草地。

(3)隨著城市建設(shè)的加強(qiáng)，人類活動(dòng)已經(jīng)對(duì)河流沉積物產(chǎn)生了顯著的影響。未來(lái)應(yīng)對(duì)河流周邊生活區(qū)與工業(yè)區(qū)制定完善的排污制度，加強(qiáng)對(duì)河岸帶利用的科學(xué)管理。