潛在生態(tài)危害指數(shù)法在沉積物質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用研究查

呂斌

摘 要：在霍邱縣城東湖中采取湖底沉積物樣品30件，選取As、Cd、Cr、Ni、Cu、Hg、Pb、Zn等8種大金屬元素作為評(píng)價(jià)因子，應(yīng)用潛在生態(tài)危害指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示，As、Cr、Ni、Cu、Pb、Zn、Hg和Cd元素的潛在生態(tài)危害屬于輕微生態(tài)危害，多種重金屬的潛在生態(tài)危害屬于輕微生態(tài)危害。

關(guān)鍵詞：霍邱縣城東湖;重金屬污染;潛在生態(tài)危害指數(shù)法

中圖分類號(hào) X503 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2021）16-0162-03

目前，關(guān)于沉積物質(zhì)量評(píng)價(jià)方法較多，主要有化學(xué)方法、生態(tài)方法、毒理學(xué)方法以及化學(xué)、生態(tài)和（或）毒理學(xué)相結(jié)合的方法，它們已廣泛應(yīng)用于評(píng)價(jià)水環(huán)境的重金屬污染。本研究以霍邱縣城東湖為對(duì)象，探索了潛在生態(tài)危害指數(shù)法在沉積物質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 采樣密度 按照1個(gè)點(diǎn)/4km2的采樣密度。

1.2 樣品的采集 本次樣品采樣深度為0～40cm，共計(jì)30件樣品，樣品的采集、加工、分析和測(cè)試均參照《多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查規(guī)范》（1∶250000）執(zhí)行。

1.3 評(píng)價(jià)因子 根據(jù)查閱文獻(xiàn)資料，確定本次評(píng)價(jià)因子為：As、Cd、Cr、Ni、Cu、Hg、Pb、Zn。

1.4 評(píng)價(jià)方法 采用瑞典科學(xué)家Hakanson提出的潛在生態(tài)危害指數(shù)法進(jìn)行重金屬生態(tài)危害評(píng)價(jià)。該方法結(jié)合化學(xué)、生物毒理學(xué)、生態(tài)學(xué)等方面的內(nèi)容，利用沉積物中重金屬相對(duì)于工業(yè)化以前沉積物的最高背景值的富集程度以及相應(yīng)重金屬的生態(tài)毒性系數(shù)進(jìn)行加權(quán)求和得到生態(tài)危害指數(shù)，以定量的方法劃分出重金屬潛在危害程度。

單個(gè)重金屬污染系數(shù)的確定，簡(jiǎn)稱C值。

[Cir=Ci表層/Cin] （1）

式中，[Cir]為某一重金屬的污染系數(shù);

[Ci表層]為表層沉積物重金屬濃度實(shí)測(cè)值;

[Cin]為計(jì)算所需要的參比值。

Hakanson提出以現(xiàn)代工業(yè)化前沉積物中重金屬的最高背景值作為參比值，也有學(xué)者在評(píng)價(jià)中以國(guó)家土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值作為參比值。為了反映特定區(qū)域的差異性，避免大尺度平均參考值的偏差，本次采用霍邱縣全區(qū)土壤背景值作參比值。

沉積物重金屬污染度，簡(jiǎn)稱[Cd]值，它是多種重金屬污染系數(shù)之和：

[Cd=Cir] （2）

各重金屬的毒性響應(yīng)系數(shù)，簡(jiǎn)稱[Tir]值。此值被用來反映重金屬的毒性水平及水體對(duì)重金屬污染的敏感程度。重金屬毒性系數(shù)的確定參照Hakanson等意見如表1所示：

單個(gè)重金屬的潛在生態(tài)危害指數(shù)，簡(jiǎn)稱[Eir]值。按下式確定：

[Eir=TirCir] （3）

多種重金屬的潛在生態(tài)危害指數(shù)，簡(jiǎn)稱[RI]值。按下式確定：

[RI=inEir] （4）

表2列出了潛在生態(tài)危害指數(shù)及分級(jí)關(guān)系。

潛在生態(tài)危害指數(shù)法可以反映以下4個(gè)方面的情況：（1）潛在生態(tài)危害指數(shù)應(yīng)隨著污染程度的加大而增大;（2）多種金屬污染的沉積物的潛在生念危害指數(shù)應(yīng)高于少數(shù)幾種金屬污染的沉積物;（3）毒性高的金屬應(yīng)對(duì)潛在生態(tài)危害指數(shù)的數(shù)值有較大貢獻(xiàn);（4）對(duì)金屬污染敏感性大的水體應(yīng)有較高的潛在生態(tài)危害指數(shù)。該方法不僅反映了沉積物遭受污染的程度，而且表達(dá)了沉積污染物對(duì)生態(tài)環(huán)境的潛在危害。

2 結(jié)果與分析

2.1 地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì) 30件樣品化驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3。

根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果，城東湖30件樣品地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)見表4。

2.2 潛在生態(tài)危害指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果 根據(jù)計(jì)算，評(píng)價(jià)結(jié)果見表5。

由表5可知：

（1）As：本次湖底沉積物中砷含量為6.4～18.6mg/kg，平均值9.9mg/kg，生態(tài)危害指數(shù)6.79～19.74，平均值10.54。表明霍邱縣城東湖30個(gè)樣點(diǎn)砷元素的生態(tài)危害程度為輕微。

（2）Cd：本次湖底沉積物中隔含量為0.044～0.138mg/kg，平均值0.070mg/kg，生態(tài)危害指數(shù)11.64～36.42，平均值18.55。表明霍邱縣城東湖30個(gè)樣點(diǎn)隔元素生的態(tài)危害程度為輕微。

（3）Cr：本次湖底沉積物中鉻含量為56.7～97mg/kg，平均值71.8mg/kg，生態(tài)危害指數(shù)1.71～2.93，平均值2.17。表明霍邱縣城東湖30個(gè)樣點(diǎn)鉻元素的生態(tài)危害程度為輕微。

（4）Ni：本次湖底沉積物中鎳含量為23.7～46.8mg/kg，平均值33.4mg/kg，生態(tài)危害指數(shù)4.56～9，平均值6.43。表明霍邱縣城東湖30個(gè)樣點(diǎn)鎳元素生的態(tài)危害程度為輕微。

（5）Cu：本次湖底沉積物中銅含量為21.0～39.1mg/kg，平均值28.0mg/kg，生態(tài)危害指數(shù)4.15～7.73，平均值5.54。表明霍邱縣城東湖30個(gè)樣點(diǎn)銅元素的生態(tài)危害程度為輕微。

（6）Hg：本次湖底沉積物中汞含量為0.014～0.034mg/kg，平均值0.023mg/kg，生態(tài)危害指數(shù)16.54～38.43，平均值26.09。表明霍邱縣城東湖30個(gè)樣點(diǎn)汞元素的生態(tài)危害程度為輕微。

（7）Pb：本次湖底沉積物中鉛含量為20.2～31.4mg/kg，平均值25.4mg/kg，生態(tài)危害指數(shù)3.75～5.84，平均值4.72。表明霍邱縣城東湖30個(gè)樣點(diǎn)鉛元素的生態(tài)危害程度為輕微。

（8）Zn：本次湖底沉積物中鋅含量為48.1～104.6mg/kg，平均值70.2mg/kg，生態(tài)危害指數(shù)0.9～1.96，平均值1.31。表明霍邱縣城東湖30個(gè)樣點(diǎn)鋅元素的生態(tài)危害程度為輕微。

（9）多種重金屬潛在生態(tài)危害指數(shù)為56.83～112.06，平均值75.36。表明霍邱縣城東湖8大重金屬元素的生態(tài)危害程度為輕微。

3 結(jié)論

霍邱縣城東湖中As、Cd、Cr、Ni、Cu、Hg、Pb、Zn生態(tài)危害程度均為輕微，多重金屬潛在生態(tài)危害為輕微。

參考文獻(xiàn)

[1]陳富榮.巢湖沉積物鎘等重金屬地球化學(xué)分布、賦存特征及危害性研究[J].安徽地質(zhì)，2009，19（3）：200-203，189.

（責(zé)編：張宏民）