江苏省浅水湖泊表层沉积物中重金属污染特征及其风险评价

第２４卷第７期２０１５年７月长江流域资源与环境ＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎｔｈｅＹａｎｇｔｚｅＢａｓｉｎＶｏｌ．２４Ｎｏ．７Ｊｕｌ．２０１５江苏省浅水湖泊表层沉积物中重金属污染特征及其风险评价蒋豫１，２，刘新１，高俊峰２，蔡永久２＊（１．南京林业大学，江苏南京２１００３７；２．中国科学院南京地理与湖泊研究所，湖泊与环境国家重点实验室，江苏南京２１０００８）摘要：为揭示江苏省浅水湖泊表层沉积物重金属污染特征，采集江苏省８个浅水湖泊的表层沉积物，测定了８种重金属的含量，并利用地积累指数法和潜在生态风险指数法对沉积物重金属的污染现状以及潜在生态风险程度进行评价。结果表明：江苏省８个浅水湖泊表层沉积物中Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ的平均含量分别为６３４～１０３１、６６～１３８、７６．０～９７．５、３９．２～５６．３、２５．２～５０．１、９．９～２７．１、０．１５～２．９８、２４．６～５１．６ｍｇ／ｋｇ。地积累指数法评价结果表明，Ｃｄ是江苏省８个浅水湖泊表层沉积物中最主要的污染物，Ｚｎ、Ｃｕ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｎｉ在一些湖泊为轻度污染，Ｍｎ和Ｃｒ处于无污染水平。Ｈｋａｎｓｏｎ潜在生态风险指数法评价结果显示，各湖泊综合潜在生态风险程度的高低顺序为：长荡湖＞石臼湖＞白马湖＞滆湖＞高邮湖＞洪泽湖＞澄湖＞骆马湖，长荡湖达到严重生态风险水平，石臼湖存在重生态风险，白马湖与滆湖处在中等生态风险水平，而骆马湖、洪泽湖、高邮湖以及澄湖重金属污染则处于低生态风险水平。关键词：浅水湖泊；表层沉积物；重金属；污染特征；潜在生态风险中图分类号：Ｘ５２４文献标识码：Ａ文章编号：１００４－８２２７（２０１５）０７－１１５７－０６ＤＯＩ：１０．１１８７０／ｃｊｌｙｚｙｙｈｊ２０１５０７０１１收稿日期：２０１４－０６－０２；修回日期：２０１４－０８－１８基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项（２０１２ＺＸ０７５０１－００１－０３）；国家重大科学研究计划（２０１２ＣＢ９５６１００）；江苏省自然科学基金（ＢＫ２０１３１０５５）作者简介：蒋豫（１９９０～），男，硕士研究生，主要从事水污染控制理论与技术研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｎｊｆｕｊｉａｎｇｙｕ＠１６３．ｃｏｍ＊通讯作者Ｅ－ｍａｉｌ：ｃａｉｙｊ＠ｎｉｇｌａｓ．ａｃ．ｃｎ重金属是难以降解的污染物，一旦进入环境并且达到一定的浓度，就会对生物产生极大的危害。沉积物是湖泊生态系统的重要组成部分，自然或人为原因产生的重金属进入湖泊后，大部分都积聚在沉积物中。它一方面是重金属的汇，另一方面沉积物中的重金属在一定条件下会重新释放进入水体而成为潜在污染源［１～３］。在受重金属污染的水体中，沉积物中重金属含量可达水体的数百倍至数十万倍，并表现出较明显的含量分布规律性，对沉积物中的污染物进行分析和评价比单纯的水质分析更具代表性，分析测试也更为简单、可靠［４］。沉积物中重金属含量通常被认为是水体环境质量的重要表征指标，也是沉积物重金属污染生态风险评价的基础。江苏省是我国淡水湖泊分布集中的省（区）之一，境内平原辽阔，水网纵横，有大小湖荡２００余个，湖泊总面积达６８５３ｋｍ２，湖泊率约为６％，居全国之首［５］。但是近３０ａ来，随着工业化和城市化的发展，江苏省湖泊接纳大量的地表径流、工业废水和生活污水而受到不同程度的污染［６］。然而这些湖泊也是江苏省重要的水产养殖水域，其沉积物中重金属污染程度直接关系到水产品质量安全。已有的研究主要集中于对太湖、洪泽湖和玄武湖沉积物中重金属污染水平的调查［７～１３］，而对江苏省其它湖泊，如骆马湖、高邮湖、滆湖、石臼湖等湖泊沉积物中重金属含量和污染情况的研究相对较少。因此，本研究通过采集江苏省８个浅水湖泊表层沉积物，利用电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ＩＣＰ－ＡＥＳ）和质谱仪（ＩＣＰ－ＭＳ）测定表层沉积物中重金属的含量，从整体上对重金属污染特征进行比较和分析，并且评价了沉积物中重金属的污染现状和潜在风险程度，以期为江苏省湖泊重金属的污染防治提供科学数据支撑。１材料与方法１．１样品采集本研究湖泊为骆马湖、洪泽湖、白马湖、高邮湖、长荡湖、滆湖、石臼湖和澄湖，其中骆马湖、洪泽湖、白马湖、高邮湖位于苏北，长荡湖、滆湖、石臼湖、澄湖位于苏南，每个湖泊布设３～８个采样点，共布设采样点３４个（图１）。２０１２年８月采用柱状采样器分别在上述湖泊采样点采集表层沉积物（０～５ｃｍ），混匀后装入５０ｍＬ离心管中，冷冻保存送回实验室进行预处理及分析。图１江苏省８个浅水湖泊采样位点Ｆｉｇ．１ＬｏｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＳｔｕｄｉｅｄＬａｋｅｓａｎｄＳａｍｐｌｉｎｇＳｉｔｅｓｉｎＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅ１．２样品处理及分析沉积物样品使用冷冻干燥机干燥，并剔除动植物残体及石块，经玛瑙研钵研磨处理后过１００目