重慶市江津區(qū)中小河流底泥重金屬調(diào)查與生態(tài)評(píng)價(jià)

劉陳飛 王宇翔 唐鴻琴 蘭峰

摘要：

隨著人類活動(dòng)的影響，重金屬污染程度一直在增加，大多數(shù)重金屬都儲(chǔ)存在河流沉積物中。為研究重慶市中小河流底泥重金屬污染情況，2020年6月，以江津區(qū)流域面積大于50 km2的李市小溪、石板溪、綦江、筍溪河、壁南河、橋溪河、大溪河、安家溪等8條河流，以及山區(qū)的衛(wèi)星水庫(kù)，作為研究對(duì)象，共布設(shè)22個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，對(duì)其底泥Cd，Cr，Cu，Pb，Zn和As 等6 種重金屬進(jìn)行本底調(diào)查，通過地累積指數(shù)法、潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)法對(duì)其重金屬污染進(jìn)行綜合評(píng)估。結(jié)果表明：江津區(qū)中小河流底泥重金屬整體污染狀態(tài)不高，依據(jù) I? geo評(píng)價(jià)，Cd達(dá)到中度污染水平，其余元素處于低污染或者無污染水平；潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，大部分處于中度風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，Cd對(duì)RI的貢獻(xiàn)率最大（平均貢獻(xiàn)率為93.05%），需要作為重點(diǎn)監(jiān)控對(duì)象；通過主成分分析和聚類分析，表明Cr，Cu，Zn，Cd，Pb元素可能具有相同的來源，且重金屬污染主要發(fā)生在工業(yè)為主導(dǎo)的區(qū)域（S17，德感工業(yè)園區(qū)）、人口集中的城市區(qū)域（S18，雙福街道）和污水管網(wǎng)不全的農(nóng)業(yè)污染區(qū)域（S4，李市小溪；S22，衛(wèi)星水庫(kù)）。

關(guān)鍵詞：

中小河流； 底泥； 重金屬； 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)； 主成分分析； 重慶市

中圖法分類號(hào)：X825

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2023.05.016

文章編號(hào)：1006-0081（2023）05-0100-07

0 引 言

重慶市江津區(qū)位于長(zhǎng)江上游，三峽水庫(kù)庫(kù)尾，境內(nèi)江河縱橫交錯(cuò)，其生態(tài)環(huán)境問題直接關(guān)系三峽水庫(kù)庫(kù)區(qū)的生態(tài)安全格局。江津區(qū)長(zhǎng)江干流水質(zhì)總體處于良好狀態(tài)，但支流水質(zhì)污染明顯［1］。主要是由于城鎮(zhèn)化的發(fā)展，生活污染源增加明顯，污水治理設(shè)施不夠等因素導(dǎo)致。此外，農(nóng)田面源、工業(yè)污染等也是較為主要的污染源［2］。

底泥是中小河流生態(tài)系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分，不僅為生態(tài)系統(tǒng)提供基本營(yíng)養(yǎng)，也是各種重金屬元素富集的場(chǎng)所。進(jìn)入水體的重金屬元素，通過吸附沉淀等過程，絕大部分由水相轉(zhuǎn)為固相，沉積到底泥中，經(jīng)過生物富集或食物鏈放大后，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生直接或間接的危害，威脅人體健康［3-5］。中小河流底泥中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)維持水體的富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)有重要貢獻(xiàn)，當(dāng)?shù)啄嗯c水體營(yíng)養(yǎng)鹽濃度動(dòng)態(tài)平衡被打破時(shí)，底泥中的污染物會(huì)釋放出來對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成危險(xiǎn)［6］。

通過檢測(cè)底泥中重金屬和營(yíng)養(yǎng)鹽的含量，可以反映其水體的污染程度。目前，河流底泥中重金屬污染的研究大部分是針對(duì)大型河流流域，或者選取單一中小河流，而對(duì)于山地型中小河流的研究較少。張占梅等［6］以重慶市主城區(qū)花溪河等5條河流為研究對(duì)象，采用內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法和地累積指數(shù)法分析了河流底泥重金屬污染程度。郭杰等［7］對(duì)長(zhǎng)江中游近岸表層沉積物進(jìn)行重金屬污染特征分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，通過重金屬的含量、地累積指數(shù)法、潛在生態(tài)指數(shù)法等綜合評(píng)定。張志永［8］等用重金屬、地累積指數(shù)法、沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)法等對(duì)長(zhǎng)江中上游表層沉積物重金屬污染程度進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。潘延安［9］以重慶主城區(qū)次級(jí)河流為研究對(duì)象，采集次級(jí)河流表層沉積物及表層水樣品，采用地累積指數(shù)法、富集系數(shù)法、潛在生態(tài)危害指數(shù)法和綜合污染指數(shù)法對(duì)重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

在長(zhǎng)江大保護(hù)的背景下，以重慶市江津區(qū)水環(huán)境綜合治理規(guī)劃為龍頭，在對(duì)流域水環(huán)境開展區(qū)域統(tǒng)籌、系統(tǒng)治理的治水模式下，選取江津區(qū)流域面積大于50 km2的李市小溪、石板溪、綦江、筍溪河、壁南河、橋溪河、大溪河、安家溪等8條河流，以及山區(qū)的衛(wèi)星水庫(kù)作為研究對(duì)象。根據(jù)江津區(qū)河長(zhǎng)辦公室公布的河流監(jiān)測(cè)情況，上述河流部分存在超標(biāo)現(xiàn)象，例如：大溪河江津段水質(zhì)管理目標(biāo)為Ⅳ類，現(xiàn)狀水質(zhì)為Ⅴ類；石板溪水質(zhì)管理目標(biāo)為Ⅲ類，現(xiàn)狀水質(zhì)為Ⅳ類；橋溪河水質(zhì)管理目標(biāo)為Ⅲ類，現(xiàn)狀水質(zhì)為Ⅳ類。本研究對(duì)上述中小河流底泥基本理化指標(biāo)，Cd，Cr，Cu，Pb，Zn和As 等6 種重金屬指標(biāo)進(jìn)行本底調(diào)查，通過地累積指數(shù)法、重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)法等方法對(duì)江津區(qū)中小河流重金屬污染進(jìn)行綜合評(píng)估，排查超標(biāo)水體的水環(huán)境問題，鎖定各項(xiàng)污染來源，為江津區(qū)水環(huán)境綜合治理規(guī)劃編制及下一步底泥治理方案提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

本次江津區(qū)域本底調(diào)查時(shí)間為2020年6月，選取了李市小溪等8條河流和衛(wèi)星水庫(kù)作為典型，布設(shè)22個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。其中S1～S4為李市小溪監(jiān)測(cè)點(diǎn)；S5～S6為石板溪監(jiān)測(cè)點(diǎn)；S7～S8為綦江監(jiān)測(cè)點(diǎn)，S8監(jiān)測(cè)點(diǎn)位因綦江河水位暴漲無法取樣；S9～S11為筍溪河監(jiān)測(cè)點(diǎn)；S12～S13為璧南河監(jiān)測(cè)點(diǎn)；S14～S17為橋溪河監(jiān)測(cè)點(diǎn)；S18～S19為大溪河監(jiān)測(cè)點(diǎn)；S20～S21為安家溪監(jiān)測(cè)點(diǎn)；S22為衛(wèi)星水庫(kù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。采樣點(diǎn)位見圖1。對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)，并用柱狀采樣器采集水樣、彼得森采泥器采集表層沉積物樣品。為了使樣品更具代表性，每個(gè)斷面至少采集3次，現(xiàn)場(chǎng)充分混勻后裝入清潔的聚乙烯密封袋中，運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室內(nèi)自然風(fēng)干。

1.2 樣品處理

按照GB/T 36197-2018《土壤質(zhì)量采樣技術(shù)指南》，采集的底泥放入預(yù)先處理好（先用洗滌劑洗刷、清水漂洗、稀硝酸蕩洗，再用清水沖洗干凈后晾干）的塑料盤內(nèi)，攤成約3 cm厚的薄層，在通風(fēng)、干凈和清潔的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)風(fēng)干，防止陽(yáng)光暴曬和酸堿蒸氣遇塵埃的污染。在風(fēng)干過程中，定時(shí)翻動(dòng)樣品，并用木棒或木錘敲碎，撿出石塊、螺絲、雜草和動(dòng)植物的殘留物等。最后，將風(fēng)干的樣品用瑪瑙研缽研細(xì)，用尼龍網(wǎng)篩過篩。

1.3 分析方法

采樣現(xiàn)場(chǎng)用塞氏盤測(cè)定水樣的透明度，便攜式多參數(shù)分析儀（Hach HQ-30d，美國(guó)）測(cè)定氧化還原電位，溶解氧，氨氮、化學(xué)需氧量、總氮、總磷等指標(biāo)采用《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）》推薦方法分析。

底泥樣品粒徑分布用馬爾文激光粒度分布儀（MS2000，英國(guó)）分析，氮、磷、有機(jī)質(zhì)等指標(biāo)參考《NY/T 1121土壤檢測(cè)》系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，重金屬（Cd，Cr，Cu，Pb，Zn和As） 采用電感耦合等離子光譜發(fā)射儀（ICP）分析。

1.4 評(píng)價(jià)方法

1.4.1 地累積指數(shù)法

地累積指數(shù)法（Index of Geoaccumulation）是一種綜合考慮了人為污染因素、自然成巖作用和地球化學(xué)背景值的研究方法，地累積指數(shù)常用作水環(huán)境中沉積物重金屬污染的衡量指標(biāo)［10］，其計(jì)算公式為

I? geo = log? 2C ikB? i （1）

式中： I? geo為沉積物中重金屬元素的地累積指數(shù)； C i為沉積物中重金屬元素i 實(shí)測(cè)濃度，mg/kg； B i為沉積物中重金屬i 元素的環(huán)境背景值，mg/kg；本研究選取重慶市都市圈土壤為背景值，Cd，Cr，Cu，Pb，Zn和As背景值分別為0.133，76.14，23.83，25.48，75.84 mg/kg和5.82 mg/kg［11］； k 為考慮各地巖石差異可能引起環(huán)境背景值變動(dòng)而取的常數(shù)，取 k =1.5。

根據(jù) I? geo值的大小，將沉積物重金屬污染劃分為7個(gè)等級(jí)，見表1。

1.4.2 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法

潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法（Index of Potential Ecological Risk Assessment）由瑞典科學(xué)家Hakanson提出，是根據(jù)重金屬性質(zhì)及其在環(huán)境中遷移轉(zhuǎn)化沉積等行為特點(diǎn)，將環(huán)境生態(tài)效應(yīng)與毒理學(xué)聯(lián)系起來。該指數(shù)法不僅反映了某一特定環(huán)境中的每種重金屬的影響，而且也反映了多種重金屬的綜合影響，并且用定量的方法劃分出潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度。重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的計(jì)算公式為

RI=∑ni=1Ei r=∑ni=1Ti r×Ci fCi n（2）

式中： RI 為潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)； Ei r 為沉積物中重金屬元素 i 的潛在生態(tài)危害指數(shù)； Ti r 為沉積物中重金屬元素 i 的毒性系數(shù)，Cd，Cr，Cu，Pb，Zn和As依次為30，2，5，5，1和10［12］。 Ci f 為沉積物中重金屬元素 i 的實(shí)測(cè)濃度，mg/kg； Ci n 為沉積物中重金屬元素 i 的背景參考值，mg/kg；本研究選取重慶市都市圈土壤為背景值（Cd，Cr，Cu，Pb，Zn和As背景值分別為0.133，76.14，23.83，25.48，75.84 mg/kg和5.82 mg/kg）。

根據(jù) RI 值的大小，將沉積物中重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分為5級(jí)： RI＜150，輕度潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；150≤RI＜300，中度潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；300≤ RI＜600，強(qiáng)度潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；RI≥600 ，重度潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

1.4.3 沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)法

沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)法（Sediment Quality Guideline，SQG）是基于臨界效應(yīng)濃度（TEL）和可能效應(yīng)濃度（PEL）評(píng)價(jià)沉積物重金屬生物毒性風(fēng)險(xiǎn)的方法，其中Cd，Cr，Cu，Pb，Zn和As的 TEL 值分別是0.596，37.3，35.7，35，123 mg/kg和5.9 mg/kg， PEL 值分別是3.53，90，197，91.3，315 mg/kg和17 mg/kg［13］。沉積物重金屬濃度小于 TEL時(shí)，不對(duì)生物產(chǎn)生影響。重金屬濃度大于PEL時(shí)，重金屬對(duì)生物的毒性影響頻繁發(fā)生；濃度介于TEL和PEL 之間時(shí)，對(duì)生物的毒性影響偶爾發(fā)生［4］。

1.5 數(shù)據(jù)處理

利用主成分分析（PCA）和系統(tǒng)聚類分析（HCA）解析沉積物中重金屬來源。在PCA 和HCA 前，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行Z-score 標(biāo)準(zhǔn)化處理，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過了Kaiser-Meyer-Olkin（KMO值為0.642>0.500）和 Bartlett 球形測(cè)試。

上述數(shù)據(jù)分析通過SPSS 19 和Canoco 5 軟件完成。圖形繪制采用Origin9.0軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 底泥基本理化指標(biāo)

8條河流和衛(wèi)星水庫(kù)泥沙按粒徑分類有顯著差異，其顆粒級(jí)配曲線見圖2。其中，綦江河和大溪河底泥絕大部分為砂礫（粒徑0.062～2.000 mm）（占比分別為95.6%和77.1%）。石板溪、筍溪河、橋溪河3條河流泥沙粒徑組成較為相似，砂礫占比居多（分別為51.4%，55.7%，53.2%），其次為粉砂（粒徑0.004～0.062 mm，占比分別為38.4%，33.8%，34.3%），黏粒（粒徑<0.004 mm）占比最少（約10%）。其余河流以粉砂為主（占比為42.7%～50.2%），其次為砂礫，黏粒最少。中值粒徑為0.022～0.365 mm，平均值為0.119 mm。

21個(gè)底泥樣品的含水率、有機(jī)質(zhì)（OM）、總氮（TN）、總磷（TP）含量見表2。部分樣品有機(jī)質(zhì)含量較高（最高含量在S4點(diǎn)位，為58.0 g/kg）?？偟涂偭缀糠秶謩e在0.648～3.850 g/kg，0.171～1.073 g/kg。

2.2 底泥重金屬含量水平

底泥樣品的重金屬含量見圖3，Cd的含量為0.55～1.15 mg/kg，除S7以外，其余含量均在臨界效應(yīng)濃度（TEL）和可能效應(yīng)濃度（PEL）之間，存在一定的生物毒性影響；Cr的含量為38.61～155.12 mg/kg，其中S17和S18樣品濃度（含量分別為149.56 mg/kg和155.12 mg/kg）均超過 PEL ，存在較大的生物毒性，其余樣品均處于 TEL和PEL 之間；Cu的含量為7.79～38.90 mg/kg，除S17樣品濃度超出 TEL 外，其余點(diǎn)位均小于 TEL ，生物毒性影響較??；Pb的含量為13.8～47.28 mg/kg，除S17，S4，S13，S14含量超出 TEL 外，其余點(diǎn)位均小于 TEL ；Zn的含量約為30.21～197.51 mg/kg，除S17和S18超出 TEL 外，其余點(diǎn)位均小于 TEL 。As含量在未檢出（＜0.01）至2.67 mg/kg，所有點(diǎn)位均小于TEL，生物毒性影響很小。樣品的地累積指數(shù)（ I? geo）見圖4。樣品底泥中Cd，Cr，Cu，Pb，Zn和As的地累積指數(shù)分別為2.02，-0.77，-1.17，-0.53，-0.87和-4.45。底泥中各重金屬富集程度從高到低依次為Cd，Pb，Cr，Zn，Cu和As。其中Cd的污染水平最高，部分樣品的Cd處于中度污染水平，部分樣品的Cd處于偏中度污染水平。其余重金屬，除S17，S18樣品值處于偏中度污染或輕度污染外，均無污染。

樣品底泥的重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)見圖5。各點(diǎn)位的 RI 值為134.5～284.6，平均值為198.4±35.4。按照潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分，大部分點(diǎn)位處于中度風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)（150≤ RI <300），僅有S7點(diǎn)位處于低度風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)（ RI 值為134.5）。潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)按照大小排序，最高的是S17點(diǎn)位（ RI 值為284.6），其次是S22，S18，S4，S5，分別是橋溪河、衛(wèi)星水庫(kù)、大溪河、李市小溪、石板溪監(jiān)測(cè)點(diǎn)。Cd，Cr，Cu，Pb，Zn和As對(duì) RI 的貢獻(xiàn)率分別為93.05%，0.97%，1.82%，2.68%，0.47%和1.02%，Cd的貢獻(xiàn)率最大。

2.3 底泥重金屬污染來源分析

沉積物中重金屬含量的空間分布狀況能夠反映外源輸入的主要因素，由于重金屬不易遷移，沉積物中重金屬含量較高的區(qū)域往往是外源輸入的主要區(qū)域［14］。調(diào)查區(qū)域底泥重金屬污染狀況、重金屬的空間分布及其相關(guān)性可以提供有關(guān)其來源和途徑的有效信息。對(duì)樣品進(jìn)行主成分分析（PCA）和系統(tǒng)聚類分析（HCA），將數(shù)據(jù)都進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理，HCA采用的方法為Ward法，選用的距離為歐氏距離，其結(jié)果分別見圖6和圖7。

PCA分析（圖6）顯示，共提取到4 個(gè)主成分，前4個(gè)主成分的總方差貢獻(xiàn)率為85.29%（分別為37.7%，20.6%，16.8%和10.1%），4 個(gè)主成分的特征值（分別為4.15，2.27，1.85和1.11）均大于1，表明這4 個(gè)主成分完全可以代表原始數(shù)據(jù)。主成分1 的貢獻(xiàn)率為37.7%，特征表現(xiàn)因子變量在Cr，Cu，Zn，Cd，Pb元素上具有較高的負(fù)載，表明這幾種元素可能具有相同的來源；主成分2的貢獻(xiàn)率是20.6%， C/N，N/P 和中速粒徑等指標(biāo)在主成分2中都具有較高負(fù)載，表明營(yíng)養(yǎng)鹽和底泥顆粒大小是影響重金屬含量分布的另外一個(gè)因素。有研究表明，營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷的增加可能有助于沉積物中重金屬的富集［15-17］。

HCA分析（圖7）顯示，可以將樣品分為3個(gè)區(qū)域。第一個(gè)區(qū)域是S7，即綦江支流倒流溪入河口采樣點(diǎn)，該區(qū)域采樣時(shí)，正遭遇自有水文記錄以來最大洪水，2020年6月22日，江津綦江五岔站出現(xiàn)洪峰水位205.85 m，超過保證水位（200.51 m）5.34 m，超過1998年洪水水位0.30 m，已達(dá)建站以來最高水位。與其他樣品相比，S7底泥絕大部分為砂礫，其重金屬含量相對(duì)與其他采樣點(diǎn)較小，潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)也處于低度風(fēng)險(xiǎn)，盡管該采樣點(diǎn)位于綦江支流，但入河口位置仍受到洪水較大的影響，這可能是區(qū)別于其他樣品的最主要原因。

第二個(gè)區(qū)域是S17，S18 和S4，其斷面分別為橋溪河下游斷面、大溪河入江津斷面和李市小溪中游斷面。S17是橋溪河沿途布點(diǎn)（S14～S17）的中段（圖1），其位于德感工業(yè)園區(qū)，園區(qū)內(nèi)有重工機(jī)械、石油化工、漆業(yè)、復(fù)合材料等企業(yè)，S14～S17點(diǎn)位重金屬含量、潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值均在德感工業(yè)園區(qū)S17達(dá)到最高值。S18是大溪河入江津斷面，處于雙福街道城區(qū)內(nèi)，其全段水質(zhì)均為V類，主要原因?yàn)椋孩?斷面上游1 km為九龍坡區(qū)走馬鎮(zhèn)排污設(shè)施不夠完善，影響入境斷面水質(zhì)；② 雙福街道污水管網(wǎng)不完善，且片區(qū)人口較為密集。S4是李市小溪支流刁夾小河匯入口，為沿途布點(diǎn)（S1～S4）的中段，李市小溪流經(jīng)李市鎮(zhèn)、雙河村、沙梗村等，由于該區(qū)域生活污水管網(wǎng)不全，且存在較多的畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖，S4點(diǎn)以下河段至入筍溪河口水質(zhì)為V類，主要超標(biāo)因子為高錳酸鹽指數(shù)、COD、總磷。所以主成分1中的重金屬污染主要發(fā)生在工業(yè)為主導(dǎo)的區(qū)域（S17，德感工業(yè)園區(qū)）、人口集中的城市區(qū)域（S18，雙福街道）、污水管網(wǎng)不全的農(nóng)業(yè)污染區(qū)域（S4，李市小溪），表明主成分1的污染源可能是工業(yè)和生活污水。

此次調(diào)查結(jié)果中，Cd的地累積指數(shù)最高，達(dá)到偏中度污染至中度污染之間的水平，并且對(duì)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的貢獻(xiàn)率也最高。將潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)排名較前的點(diǎn)位各重金屬含量與背景值相比較（表3），Cd的最高含量是背景值的8.6倍，與潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果相符合，是需要重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。在長(zhǎng)江干流重慶段、長(zhǎng)江中游近岸區(qū)、洪湖以及珠江流域龍江河等沉積物調(diào)查中，都表明Cd有較大的生態(tài)危害性和潛在風(fēng)險(xiǎn)性［7，18-20］。

S22點(diǎn)位潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)（ RI 值為255.2）僅次于S17，該斷面為衛(wèi)星水庫(kù)，距離杜市鎮(zhèn)1 km，由于場(chǎng)鎮(zhèn)污水管網(wǎng)不全，且水庫(kù)周邊存在較多的家禽養(yǎng)殖，水體呈現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，水體氨氮含量為1.62 mg/L（Ⅴ類），與S4點(diǎn)位原因相似，污水管網(wǎng)不全的農(nóng)業(yè)污染區(qū)域會(huì)出現(xiàn)底泥重金屬生態(tài)污染的情況。

此次調(diào)查表明，江津區(qū)中小河流重金屬整體污染水平較低，在后續(xù)的生態(tài)環(huán)境治理中，要進(jìn)一步加強(qiáng)污泥資源化利用，實(shí)現(xiàn)“四化”目標(biāo)。值得注意的是，流域內(nèi)部分河道，由于污水管網(wǎng)的不完善，存在較多外源污染的持續(xù)輸入，再加上中小河流本身較差的水動(dòng)力條件，容易導(dǎo)致河道形成內(nèi)源污染負(fù)荷，其特征是底泥中具有較大的氮、磷蓄積量。對(duì)于此類區(qū)域，一方面需要加強(qiáng)污水處理廠管網(wǎng)改造，減少面源污染，另一方面需要通過底泥清淤有效削減內(nèi)源負(fù)荷，解決河流水質(zhì)超標(biāo)問題。

3 結(jié) 論

（1） 在江津區(qū)中小河流底泥重金屬調(diào)查中， I? geo評(píng)價(jià)表明，Cd富集程度達(dá)到中度污染水平，其余元素在低污染或者無污染水平。中小河流底泥重金屬整體污染水平較低。

（2） 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)表明絕大部分區(qū)域處于中度風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，Cd，Cr，Cu，Pb，Zn和As對(duì) RI 的平均貢獻(xiàn)率分別為93.05%，0.97%，1.82%，2.68%，0.47%和1.02%，其中，Cd的貢獻(xiàn)率最大。

（3） 主成分分析和聚類分析表明，Cr，Cu，Zn，Cd，Pb元素可能具有相同的來源，主要發(fā)生在工業(yè)為主導(dǎo)的區(qū)域（S17，德感工業(yè)園區(qū)）、人口集中的城市區(qū)域（S18，雙福街道）、污水管網(wǎng)不全的農(nóng)業(yè)污染區(qū)域（S4，李市小溪；S22，杜市鎮(zhèn)衛(wèi)星水庫(kù)）。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 溫泉，馬迎群，秦延文，等.成渝地區(qū)中小河流水生態(tài)環(huán)境保護(hù)存在的問題與對(duì)策［J］.環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào)，2022，12（2）：493-499.

［2］ 楊麗.重慶地區(qū)中小河流綜合治理后評(píng)價(jià)研究［D］.重慶：重慶交通大學(xué)，2017.

［3］ 韋麗麗，周瓊，謝從新，等.三峽庫(kù)區(qū)重金屬的生物富集、生物放大及其生物因子的影響［J］.環(huán)境科學(xué)，2016，37（1）：325-334.

［4］ TANG C，LI Y，HE C，et al.Dynamic behavior of sediment resuspension and nutrients release in the shallow and wind-exposed Meiliang Bay of Lake Taihu［J］.Science of the Total Environment，2020，708：135131.

［5］ 董純，楊志，朱其廣，等.三峽庫(kù)區(qū)及上游表層沉積物重金屬形態(tài)特征及其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)［J］.水生態(tài)學(xué)雜志，2022，43（1）：16-23.

［6］ 張占梅，黃大俊，石瑞琦，等.重慶主城區(qū)河流底泥中重金屬污染現(xiàn)狀及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析［J］.重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2020，39（11）：122-127.

［7］ 郭杰，王珂，于琪，等.長(zhǎng)江中游近岸表層沉積物重金屬污染特征分析及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估［J］.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2021，41（11）：4625-4636.

［8］ 張志永，萬成炎，胡紅青，等.長(zhǎng)江中上游表層沉積物重金屬形態(tài)分布特征及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估［J］.環(huán)境科學(xué)，2023，44（2）：770-780.

［9］ 潘延安.重慶主城區(qū)次級(jí)河流沉積物重金屬污染特征研究［D］.蘭州：蘭州交通大學(xué)，2014.

［10］ 楊俊，盧明明，程婉蕓，等.武漢市渣子湖沉積物中重金屬、氮、磷和有機(jī)質(zhì)的分布特征及污染評(píng)價(jià)［J］.安全與環(huán)境工程，2022，29（3）：199-207.

［11］ 陳高武.重慶都市圈土壤重金屬元素遷移富集及生態(tài)效應(yīng)研究［D］.成都：成都理工大學(xué)，2008.

［12］ 王超，賈伯陽(yáng)，黃燚，等.典型山地城市河流沉積物重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及來源解析［J］.長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2022，31（11）：2526-2635.

［13］ SMITH S L，MACDONALD D D，KEENLEYSIDE KA，et al.A preliminary evaluation of sediment quality assessment values for freshwater ecosystems［J］.Jounal of Great Lakes Ressearch，1996，22（3）：624-638.

［14］ HE N，LIU L，WEI R，et al.Heavy metal pollution and potential ecological risk assessment in a typical mariculture area in Western Guangdong［J］.International Journal of Environmental Research and Public Health，2021，18（21）：11245.

［15］ ZHANG M，XU J，XIE P.Metals in surface sediments of large shallow eutrophic Lake Chaohu，China［J］.Bullentin of Environmental Contamination & Toxicology，2007，79（2）：242.

［16］ CHAI M，SHI F，LI R，et al.Heavy metal contamination and ecological risk in Spartina alterniflora marsh in intertidal sediments of Bohai Bay，China［J］.Marine Pollution Bulletin，2014，84（1-2）：115-124.

［17］ KANG M，TIAN Y，PENG S，et al.Effect of dissolved oxygen and nutrient levels on heavy metal contents and fractions in river surface sediments［J］.Science of the total environment，2019，648：861-870.

［18］ 王嵐.長(zhǎng)江水系及流域典型土壤中Cd等重金屬元素的環(huán)境地球化學(xué)行為研究［D］.北京：中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院，2010.

［19］ 散劍娣，蔡德所，靖志浩，等.龍江河沉積物重金屬污染特征及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)［J］.人民長(zhǎng)江，2021，52（11）：34-41.

［20］ LI F，ZHANG J，LIU C，et al.Distribution，bioavailability and probabilistic integrated ecological risk assessment of heavy metals in sediments from Honghu Lake，China［J］.Process Safety and Environmental Protection，2018，116：169-179.

（編輯：李 晗）

Abstract：

Heavy metal pollution is becoming increasingly serious as a result of human activities，and most heavy metals are stored inriversediments.To study the heavy metal pollution in the sediment of small and medium-sized rivers，in June 2020，eight rivers with drainage area greater than 50 km2，with Lishixiaoxi River，Shiban River，Qijiang River，Sunxi River，Binan River，Qiaoxi River，Daxi River，Anjiaxi River，and the Weixing Reservoir in the mountains and 22 of sensors monitoring points.The Cd，Cr，Cu，Pb，Zn，and As，six kinds of heavy metal sediment was studied as the research object.The heavy metal pollution was comprehensively assessed by the method of land accumulation index and heavy metal potential ecological risk assessment index.The results showed that the pollution status of heavy metals in the sediment was not high.According to? I? geo evaluation，Cd reached the moderate pollution level，and other elements were at the low or no pollution level.According to the assessment of potential ecological risks，most of the areas were at moderate risk，and Cd had the largest contribution rate to? RI （average contribution rate was 9305%），which should be taken as the key monitoring object.Principal component analysis and cluster analysis showed that Cr，Cu，Zn，Cd，and Pb elements may have the same source，and heavy metal pollution mainly occurred in the industrial-dominated area （S17，Degang Industrial Park） or the urban area with concentrated population （S18，Shuangfu Street）.Agricultural polluted areas with incomplete sewage network （S4，Lishixiaoxi River；S22，the Weixing Reservoir）.

Key words：

small and medium rivers； sediment； heavy metal； potential ecological risk； principal component analysis； Chongqing City