江西省樂平市水系沉積物重金屬風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及源解析

賀玲 賴書雅 蔣起保 饒建鋒 吳美仁

摘要：為了識(shí)別江西省樂平市土壤重金屬污染來源問題，科學(xué)制定土壤重金屬源-匯高效診斷技術(shù)方案，對(duì)20世紀(jì)該地區(qū)水系沉積物中重金屬Cd、Cr、Pb、Zn、Cu和Ni的污染狀況、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和來源情況進(jìn)行研究，揭示歷史時(shí)期重金屬含量及來源特征。運(yùn)用地累積指數(shù)法、潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法和潛在生物毒性效應(yīng)協(xié)同評(píng)估水系沉積物中重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，采用相關(guān)性分析、主成分分析和PMF模型進(jìn)行源解析。結(jié)果表明：① 重金屬Cd、Cr、Pb、Zn、Cu和Ni濃度平均值分別為0.15，68.07，25.35，66.84，23.98，25.59 mg/kg；除Zn外，其余元素含量均值均超過中國水系沉積物背景值；除Pb和Zn外，其余元素含量平均值均超過江西省土壤背景值。6種重金屬含量高值區(qū)分布基本吻合，主要分布在研究區(qū)東北部。② 地累積指數(shù)和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)結(jié)果均表明Cd和Cu的貢獻(xiàn)較大。潛在生物毒性評(píng)價(jià)結(jié)果顯示Ni的貢獻(xiàn)較大。主成分和PMF模型分析結(jié)果具有一致性，結(jié)果顯示6種重金屬主要來源于自然源，受當(dāng)?shù)爻赏聊纲|(zhì)控制。Cd和Cu是引起環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的主要因子，需要加強(qiáng)關(guān)注。研究成果可為該地區(qū)重金屬污染防治、水環(huán)境和土壤科學(xué)管理提供參考。

關(guān)鍵詞：水系沉積物； 重金屬； 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)； 來源分析； 江西省

中圖法分類號(hào)： X53；X820.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.04.013

0引 言

地球表層沉積物中化學(xué)元素的含量作為復(fù)雜地質(zhì)過程和人類活動(dòng)綜合作用的結(jié)果［1］，是進(jìn)行勘查地球化學(xué)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)和農(nóng)業(yè)發(fā)展等方面的重要基礎(chǔ)，而且在地學(xué)研究中有著廣泛的意義［2-3］。重金屬因其具有毒性、難以降解性和易富集性長(zhǎng)期被世界關(guān)注，不同環(huán)境中的重金屬會(huì)通過大氣干濕沉降、地表徑流、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等途徑進(jìn)入水系沉積物中［4-7］，在沉積物中富集的同時(shí)，又會(huì)通過人類活動(dòng)重新進(jìn)入到土壤和水體中［8-10］，造成重金屬不斷積累，從而導(dǎo)致重金屬污染的長(zhǎng)期持續(xù)性以及預(yù)防監(jiān)測(cè)的復(fù)雜性［11-13］。陽金希等［14］對(duì)中國七大水系沉積物重金屬進(jìn)行研究，結(jié)果顯示：七大水系中以珠江水系沉積物中Cu、Cd、Pb、Zn和Ni的濃度最高，雖然長(zhǎng)江水系同其余水系相比沉積物重金屬濃度較低，但其區(qū)域差異性和長(zhǎng)期積累性不可忽視。金陽等［15］通過對(duì)長(zhǎng)江下游干流沉積物重金屬進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)Cd的污染程度最重，并且在其研究中發(fā)現(xiàn)As、Zn、Cd含量平均值均大于20世紀(jì)90年代長(zhǎng)江沉積物［16］重金屬最高值含量，說明這3種重金屬存在累積現(xiàn)象。由此可知，隨著現(xiàn)代化進(jìn)程不斷加快，人類對(duì)環(huán)境中排放污染物是不斷積累的，而水系沉積物中重金屬的富集會(huì)威脅相應(yīng)水環(huán)境和土壤的安全［17-19］。

江西省作為全國四大重金屬污染的省份之一，其土壤重金屬污染類型、程度、受污染地區(qū)等差異較大，而地質(zhì)背景異常常用來找礦［20］，對(duì)于高背景值土壤重金屬污染同樣適用［21］。通過研究20世紀(jì)80年代水系沉積物重金屬含量，來判斷沉積物中重金屬是否為自然源，在高背景值重金屬風(fēng)險(xiǎn)區(qū)運(yùn)用土壤重金屬污染評(píng)估方法，來反映自然狀況下環(huán)境污染效應(yīng)和危害程度，既可以突出自然背景下重金屬濃度，又能基于沉積物環(huán)境基準(zhǔn)和背景值進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估［22］，與現(xiàn)代土壤重金屬污染源解析做對(duì)比。江西省樂平市由于礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量豐富，尤其是煤礦資源達(dá)到2.7億t，現(xiàn)代煤礦業(yè)開采迅速，原本高自然背景值地區(qū)加上現(xiàn)代礦產(chǎn)資源開采由此帶來的土壤問題加重。因此查清研究區(qū)20世紀(jì)80年代水系沉積物中重金屬濃度和污染狀況，并進(jìn)行潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和來源分析，可以獲得研究區(qū)土壤重金屬凈輸入通量，識(shí)別自然源和人為源在土壤中的累積機(jī)制，有利于建立江西省樂平市典型污染區(qū)土壤重金屬源-匯高效診斷技術(shù)方案，對(duì)于未來識(shí)別樂平市沉積物重金屬含量高值區(qū)濃度變化情況至關(guān)重要，有利于該地區(qū)重金屬污染防治、水環(huán)境和土壤科學(xué)管理。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

樂平市位于江西省東北部，是江西省景德鎮(zhèn)市下轄的縣級(jí)市，地理坐標(biāo)介于北緯28°42′～29°13′，東經(jīng)116°53′～117°32′之間，占地面積約1 980 km2（圖1）。該地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，由于受季風(fēng)控制，雨熱同期，夏熱冬溫，年平均氣溫約18.3 ℃，年平均降水量約1 672 mm。域內(nèi)水系屬長(zhǎng)江流域鄱陽湖水系，主要河流為樂安河，自東向西貫穿全境。研究區(qū)總體地勢(shì)東高西低，處于黃山、懷玉山余脈與鄱陽湖平原的過渡地帶，北、東和南部邊緣為低山丘陵地貌，中部平原與丘陵相互過渡，西部為樂平盆地。研究區(qū)礦產(chǎn)資源豐富且礦產(chǎn)種類多，主要礦產(chǎn)有煤炭、石灰石、大理石、石英石、膨潤土、瓷土、陶粒巖、花崗巖等，主要蘊(yùn)藏金屬礦為鐵、銅、鉛、鋅和黃金等，其中銅礦和金礦工業(yè)開采價(jià)值較高。

1.2樣品采集與分析

本研究中樣品數(shù)據(jù)來源主要為收集的1∶200 000水系沉積物數(shù)據(jù)，樣品野外采樣時(shí)間為1977年開始至1978年完成，后于1989年進(jìn)行樣品組合。通過使用網(wǎng)格化設(shè)計(jì)并采集研究區(qū)內(nèi)各級(jí)水系沉積物樣品，每1 km2設(shè)置1個(gè)采樣點(diǎn)，在采樣點(diǎn)周圍15～30 m范圍內(nèi)采集3～5個(gè)樣品共同混合成一個(gè)樣品。樣品采集時(shí)，要注意避開污染區(qū)，主要采集受人類活動(dòng)影響較小的水系，樣品的重量根據(jù)不同巖性和樣品粒度而定。將采集好的樣品在日光下自然干燥，或者50 ℃下烘干，干燥后的樣品過60目篩，保證篩后的樣品重量大于150 g。之后將樣品按照4 km2的大格重量組合成1個(gè)分析樣，保證組合后的樣品重量為100 g，一共組合495件水系沉積物樣品進(jìn)行送樣測(cè)試。

水系沉積物中重金屬元素主要按照區(qū)域地球化學(xué)勘查規(guī)范的相關(guān)要求進(jìn)行測(cè)試，樣品測(cè)試工作由江西省地礦局實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心完成。其中Cd、Cr、Pb、Zn、Cu和Ni的含量主要采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）測(cè)定，保證樣品分析測(cè)試精確度和準(zhǔn)確度均符合國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW的方法進(jìn)行檢驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)分析方法檢出限要求見表1，重金屬分析方法檢出限要求符合區(qū)域地球化學(xué)勘查規(guī)范。

1.3評(píng)價(jià)方法

（1） 地累積指數(shù)法。

（2） 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法。

（3） 潛在生物毒性效應(yīng)。

潛在生物毒性效應(yīng)是通過選用可快速預(yù)測(cè)沉積物中重金屬毒性效應(yīng)的質(zhì)量基準(zhǔn)法，來識(shí)別需要重點(diǎn)關(guān)注的區(qū)域［26-27］。當(dāng)重金屬含量低于其毒性效應(yīng)范圍低值（ERL）時(shí)，則生物毒性效應(yīng)不發(fā)生；當(dāng)重金屬含量高于毒性效應(yīng)范圍中值（ERM）或必然效應(yīng)濃度（PEL）時(shí)，則生物毒性效應(yīng)頻繁發(fā)生；當(dāng)重金屬含量處于二者之間時(shí)，則生物毒性效應(yīng)偶爾發(fā)生［28］。毒性單位（TUs）用重金屬含量與其相對(duì)應(yīng)的PEL值之比來表示［29-30］。潛在生物毒性為所在樣點(diǎn)涉及的重金屬毒性單位之和（TUs），計(jì)算公式為

式中：Ci為重金屬i的實(shí)測(cè)值，mg/kg；PEL為重金屬所對(duì)應(yīng)的必然效應(yīng)濃度。重金屬潛在生物等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)見表5。

1.4數(shù)據(jù)處理

使用EXCEL進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，使用ArcGIS 10.6中的反距離插值法對(duì)重金屬的空間分布特征、綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)空間分布特征進(jìn)行繪圖。采用地累積指數(shù)、潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)和潛在生物毒性效應(yīng)評(píng)價(jià)方法，對(duì)水系沉積物中重金屬的污染狀況和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。運(yùn)用SPSS 23.0軟件進(jìn)行描述統(tǒng)計(jì)分析、相關(guān)性分析和主成分分析，運(yùn)用EPA PMF 5.0軟件進(jìn)行定量源解析。

2結(jié)果與分析

2.1空間分布特征

2.1.1統(tǒng)計(jì)特征

選擇Cd、Cr、Pb、Zn、Cu和Ni共6種重金屬進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，而這些重金屬通常由于其高毒性、難降解、持久性強(qiáng)、生物富集性、環(huán)境穩(wěn)定性高等特點(diǎn)廣泛分布在土壤、水體和沉積物中［19］。它們可以來自礦床開采，使含有重金屬元素的礦物從地下深處暴露出地表，或者通過工業(yè)加工過程排放到土壤、大氣或水中，污染的危害程度十分顯著，可以表現(xiàn)為對(duì)生物明顯的毒性效應(yīng)［31］。由表6可知：樂平市水系沉積物中重金屬Cd、Cr、Pb、Zn、Cu和Ni含量均值分別為0.15，68.07，25.35，66.84，23.98，25.59 mg/kg，分別是江西省土壤背景值的1.39，1.48，0.78，0.96，1.18，1.35倍，是中國水系沉積物背景值的1.19，1.26，1.10，0.99，1.20，1.11倍?？梢娺@6種重金屬含量平均值除Zn外均大于中國水系沉積物背景值；除Pb和Zn外，其余元素含量平均值均大于江西省土壤背景值，即在平均水平上存在元素積累。變異系數(shù)顯示，沉積物重金屬變異系數(shù)從大到小為Cu（0.69）＞Cd（0.64）＞Pb（0.58）＞Zn（0.32）=Cr（0.32）＞Ni（0.25），其中Cd、Pb和Cu的變異系數(shù)均大于0.5，屬于中等程度變異，說明其含量在局部區(qū)域分布較不均勻。

2.1.2分布特征

運(yùn)用ArcGIS10.6中的反距離權(quán)重法插值，得到江西省樂平市水系沉積物6種重金屬的空間分布狀況。從圖2中可以看出，重金屬Cd、Cr、Pb、Zn、Ni和Cu含量高值區(qū)分布基本吻合，主要分布在研究區(qū)東北部，局部含量高值區(qū)主要呈島狀分布在研究區(qū)西南部和東南部。結(jié)合該地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)分布和礦產(chǎn)開采區(qū)，初步判斷研究區(qū)水系沉積物中重金屬含量高值區(qū)可能與當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)背景相關(guān)。

2.2生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

2.2.1地累積指數(shù)

研究區(qū)6種重金屬Cd、Cr、Pb、Zn、Cu、Ni的地累積指數(shù)均值分別為-0.34，-0.09，-1.07，-0.71，-0.48，-0.20。雖然沉積物中6種重金屬整體的地累積指數(shù)均值小于0，但是存在少量樣點(diǎn)為輕度、偏中度和中度污染。地累積指數(shù)計(jì)算結(jié)果顯示，Cd、Cr、Pb、Zn、Cu和Ni分別有65.86%，56.77%，97.17%，94.55%，88.28%和72.32%的樣點(diǎn)受自然控制而未受到污染，分別有29.29%，42.22%，1.41%，5.45%，9.70%和27.68%的樣點(diǎn)為輕度污染等級(jí)，Cd、Cr、Pb和Cu分別有4.24%、1.01%、1.41%和1.41%的樣點(diǎn)為偏中度污染等級(jí)，Cd和Cu均有0.61%的樣點(diǎn)為中度污染等級(jí)（表7）。

2.2.2潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

研究區(qū)沉積物中6種重金屬Cd、Cr、Pb、Zn、Cu、Ni的Ei平均值分別為42.66，2.97，3.92，0.96，5.91，6.77，從大到小排序?yàn)镃d＞Ni＞Cu＞Pb＞Cr＞Zn。整體上看，除Cd的Ei平均值大于40，為中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)外，其余重金屬Ei的平均值均小于40，但是還存在部分樣點(diǎn)為高等潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)評(píng)估結(jié)果，Cr、Pb、Zn和Ni全部樣點(diǎn)為低等潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。Cd分別有38.79%，5.25%和 1.01%的樣點(diǎn)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為中等、偏高等和高等，Cu有 0.4%的樣點(diǎn)為中等潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)（表8）。由此可見，Cd的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)危害較高。

由表9可知，研究區(qū)6種重金屬有97.37%的地區(qū)RI為低風(fēng)險(xiǎn)，有2.63%的地區(qū)RI為中風(fēng)險(xiǎn)。重金屬綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)整體空間分布情況顯示（圖3），等級(jí)為中風(fēng)險(xiǎn)的地區(qū)沿著南北走向呈島狀分布在研究區(qū)中部。

2.2.3潛在生物毒性評(píng)估

通過比對(duì)沉積物中重金屬含量平均值與ERL之間的比值來查明其是否發(fā)生生物毒性效應(yīng)，二者之比從大到小排序?yàn)镹i（1.22）＞Cr（0.84）＞Cu（0.71）＞Pb（0.54）＞Zn（0.45）＞Cd（0.13）。Ni元素含量平均值大于ERL，小于ERM和PEL，表明不利生物毒性效應(yīng)會(huì)偶爾發(fā)生；其余元素含量均值均小于ERL，表明不利生物毒性效應(yīng)不發(fā)生。但是從分布來看，Cr、Pb、Zn、Cu和Ni分別有15.96%，3.23%，1.01%，7.68%和79.80%的樣點(diǎn)含量介于ERL和ERM之間，這些樣點(diǎn)的不利生物毒性效應(yīng)會(huì)偶爾發(fā)生。其中Ni有 0.61%的樣點(diǎn)含量大于ERM，則這3個(gè)樣點(diǎn)的不利生物毒性效應(yīng)會(huì)頻繁發(fā)生。通過計(jì)算毒性單位之和（表10），結(jié)果顯示研究區(qū)水系沉積物中各樣點(diǎn)的重金屬毒性單位之和（TUs）中有99.39%的樣點(diǎn)毒性等級(jí)為無，有0.61%的樣點(diǎn)毒性等級(jí)為中等，主要分布在研究區(qū)北部（圖4）。綜合來看，雖然Ni元素大部分點(diǎn)位會(huì)偶然發(fā)生不利生物毒性效應(yīng)，但整體上潛在生物毒性效應(yīng)基本不會(huì)發(fā)生。

2.3來源解析

2.3.1相關(guān)性分析

相關(guān)性分析通常用來解釋各個(gè)重金屬之間的來源，相關(guān)性越高，重金屬之間同源或伴生的可能性就越大［30］。由表11可知，樂平市6種重金屬之間均呈正相關(guān)關(guān)系，均達(dá)到顯著水平（p＜0.01），表明這6種重金屬來源具有一致性。其中Zn與Cd、Cr和Pb這3種重金屬的相關(guān)系數(shù)大于0.50，Cu和Pb之間相關(guān)系數(shù)也達(dá)到0.50，Ni與Cr和Zn這2種重金屬的相關(guān)系數(shù)大于0.60，初步判斷這6種重金屬來源具有相似性。

2.3.2主成分分析

基于主成分分析法解釋研究區(qū)水系沉積物中6種重金屬的來源。由表12可知，主成分分析結(jié)果中KMO指數(shù)為0.704，大于0.5，Bartlett球形檢驗(yàn)指數(shù)為 1 361.14，df=15，p＜0.001，說明變量之間存在相關(guān)性，可以用來解釋重金屬來源之間的關(guān)聯(lián)性［32-33］。結(jié)果顯示，共提取2個(gè)主成分，特征值大于1，累積方差為71.37%。主成分1中方差貢獻(xiàn)率為53.43%，Cd、Cr、Zn、Pb、Cu和Ni這6種元素的載荷值較大；主成分2中方差貢獻(xiàn)率17.94%，Pb和Cu元素占有較大載荷。

2.3.3PMF分析

基于EPA PMF 5.0軟件對(duì)研究區(qū)水系沉積物重金屬進(jìn)行PMF定量源解析，當(dāng)運(yùn)行速度達(dá)到20次，因子數(shù)為2個(gè)時(shí)，總體的擬合程度達(dá)到0.97，表明該模型的預(yù)測(cè)值和真實(shí)值之間達(dá)到最佳擬合效果，該模型解析結(jié)果能夠解釋輸入數(shù)據(jù)信息［34］。由表12和圖5可知，因子1中Cd、Cr、Pb、Zn、Cu和Ni占有較大載荷，貢獻(xiàn)率分別為79.95%，71.27%，80.53%，67.10%，71.32%和70.12%。因子2中Cd、Cr、Pb、Zn、Cu和Ni這6種元素的貢獻(xiàn)率整體較低，貢獻(xiàn)率分別為20.05%，28.73%，19.47%，32.90%，28.68%和 29.88%，結(jié)合相關(guān)性分析和主成分分析，2種污染源分析結(jié)果具有一致性，因此認(rèn)定研究區(qū)6種重金屬主要來源為自然源。

3討 論

3.1水系沉積物重金屬風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

地累積指數(shù)法顯示，江西省樂平市水系沉積物重金屬中Cd和Cu的污染較為嚴(yán)重，貢獻(xiàn)率較大。潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法顯示，Cd和Cu的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高于其他4種重金屬，貢獻(xiàn)率較大。潛在生物風(fēng)險(xiǎn)毒性法顯示，Ni的生物毒性效應(yīng)較高，但是相對(duì)于地累積指數(shù)法和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法而言，Ni的污染和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)反而較低。這是因?yàn)镹i含量高的點(diǎn)位其余重金屬含量并沒有過高，同時(shí)Ni的毒性效應(yīng)范圍低值（ERL）、毒性效應(yīng)范圍中值（ERM）和必然效應(yīng)濃度（PEL）這3種限值范圍相比較其余重金屬是最小的。也有研究表明［35］，目前國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)Ni濃度的限制，對(duì)于統(tǒng)一的環(huán)境基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)可能過于苛刻或無法起到保護(hù)作用，對(duì)生態(tài)安全和環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)構(gòu)成潛在威脅和評(píng)價(jià)偏差，從而導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果沒有同步性。Cd和Cu的含量均值均高于江西省土壤背景值和中國水系沉積物背景值含量，兩者變異系數(shù)最大。有研究表明，不同母質(zhì)風(fēng)化在成土過程中釋放重金屬，成土母質(zhì)類型不同會(huì)導(dǎo)致重金屬結(jié)構(gòu)性差異［36-38］，形成“自然污染”，從而導(dǎo)致重金屬元素含量分布不均，這與本研究結(jié)果是相同的，表明該地區(qū)沉積物中重金屬富集與母巖地球化學(xué)的繼承性相關(guān)［39-41］。潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)綜合指數(shù)RI和綜合潛在生物毒性系數(shù)TUs表明，研究區(qū)整體上污染程度較小，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和生物毒性較低，只存在某一樣點(diǎn)的中度污染，其中Cd、Cu和Ni的貢獻(xiàn)較大，因此要加強(qiáng)對(duì)Cd、Cu和Ni生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)防控。

3.2水系沉積物來源解析

相關(guān)性分析顯示研究區(qū)Cd、Cr、Zn、Pb、Cu和Ni之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系，同時(shí)主成分分析和PMF分析結(jié)果顯示這6種重金屬在成分1中貢獻(xiàn)率較高且占有較大荷載，這2種源解析結(jié)果具有一致性，說明重金屬之間來源具有同源性，即研究區(qū)重金屬主要來源為自然源。其次這6種重金屬含量高值區(qū)在空間分布上具有一致性，主要分布在研究區(qū)二疊系樂平組的沉積地層中，樂平組是江西省樂平煤系發(fā)育最完整且含煤性最好的地區(qū)。研究表明，煤炭作為最富集重金屬元素的地質(zhì)體之一，與環(huán)境中的水相互作用是造成重金屬富集的重要原因之一［42-43］。煤作為重金屬的源，由表面性質(zhì)和微觀結(jié)構(gòu)各異的微域構(gòu)成，控制了重金屬的分布、形態(tài)轉(zhuǎn)化和生物有效性［44］，因此煤中的重金屬元素通常以可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)存在的形式在中性及酸性條件下容易發(fā)生溶解遷移從而進(jìn)入水相［45］，再加上自然風(fēng)化和淋溶容易造成研究區(qū)水系沉積物中重金屬含量較高。

4結(jié) 論

（1） 江西省樂平市水系沉積物中重金屬Cd、Cr、Pb、Zn、Cu和Ni含量均值分別為0.15，68.07，25.35，66.84，23.98，25.59 mg/kg。除Zn外，其余重金屬含量平均值均大于中國水系沉積物背景值；除Pb和Zn外，其余元素含量平均值均大于江西省土壤背景值，Cd、Pb和Cu具有中等程度變異特征。6種重金屬含量高值區(qū)分布基本吻合，主要分布在研究區(qū)東北部，局部含量高值區(qū)主要呈島狀分布在研究區(qū)西南部和東南部。

（2） 地累積指數(shù)顯示，研究區(qū)沉積物中各重金屬在大部分地區(qū)未受到污染，存在少量樣點(diǎn)為輕度、偏中度和中度污染。潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)顯示，研究區(qū)大部分地區(qū)為低風(fēng)險(xiǎn)，占比為97.37%，中風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)占比 2.63%，與地累積指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果一致，Cd和Cu的貢獻(xiàn)最大。潛在生物毒性效應(yīng)結(jié)果顯示，研究區(qū)有 99.39%的樣點(diǎn)無生物毒性效應(yīng)，中等生物毒性效應(yīng)占比 0.61%，其中Ni的貢獻(xiàn)較大。

（3） 相關(guān)性分析結(jié)果顯示，樂平市6種重金屬之間均呈正相關(guān)關(guān)系，均達(dá)到顯著水平（p＜0.01），表明這6種重金屬來源具有相似性。主成分分析和PMF分析結(jié)果顯示，研究區(qū)6種重金屬主要來源于自然，含量高值主要分布在研究區(qū)樂平組的含煤母巖區(qū)。

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（編輯：劉 媛）