粤西三座重要供水水库沉积物营养盐负荷与重金属污染特征

生态环境学报2014,23(5):834-841http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com基金项目：广东省水利科技创新项目（201102）作者简介：王妙（1987年生），男，硕士研究生，主要从事沉积物生态学研究。*通信作者：彭亮。E-mail:tpengliang@jnu.edu.cn收稿日期：2013-12-31粤西三座重要供水水库沉积物营养盐负荷与重金属污染特征王妙1，王胜2，唐鹊辉1，张华俊1，罗概1，韦桂峰1，彭亮1,3*，杨浩文41.暨南大学水生生物研究所，广东广州510632；2.浙江省发展规划研究院，浙江杭州310012；3.广东省水库蓝藻水华防治中心，广东广州510632；4.广东省水文局，广东广州510150摘要：为揭示粤西3座供水水库（高州水库、鹤地水库、大水桥水库）沉积物营养盐负荷及重金属污染特征，于2008年6月在各水库大坝前湖泊区采集柱状沉积物，运用SMT法、碱性过硫酸钾消解法、烧失法和ICP-MS法分别测定其柱状沉积物中氮磷营养盐、有机质和7种重金属（Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr与Hg）的含量，并采用潜在生态风险指数法对表层重金属污染的潜在生态风险进行评价，同时通过相关性分析重金属的可能来源。结果表明：3座水库沉积物总氮质量分数为1.13~3.37mg·g-1，有机质为11.83~20.37mg·g-1，其表层总氮、有机质的质量分数大小顺序为高州水库>大水桥水库>鹤地水库，总磷的质量浓度在0.22~0.77mg·g-1之间，其表层总磷质量分数大小顺序为高州水库>鹤地水库>大水桥水库，在垂直剖面上，总氮、总磷与有机质的质量分数在16cm至表层沉积物垂直断面显著高于其他断面，表明近些年来水库内源营养盐负荷逐渐加重。重金属质量分数平均值均高于广东省土壤环境背景值，总体呈现随深度增加而降低的趋势，但3座水库间重金属质量分数差异较大，其中鹤地和高州水库的Zn和Pb污染相对严重（质量分数分别为Zn：353.15、693.35mg·kg-1；Pb：74.51、127.91mg·kg-1），大水桥水库的Cr和Ni污染相对严重（质量分数分别为Cr：238.69mg·kg-1；Ni：251.06mg·kg-1）。潜在生态风险评价表明，3座水库Cd和Hg具有高的生态危害，应引起重视，其他重金属则处于轻微的生态危害等级。同时沉积物高有机质的质量浓度经矿化分解可能加剧水体重金属生态危害。根据相关性分析和其他相关资料可知，粤西农业区大量化肥农药面源污染汇入造成水库初级生产力提高并最终沉降可能是沉积物营养盐、有机质与重金属的主要来源。关键词：粤西地区；水库；沉积物；营养盐；重金属中图分类号：X52文献标志码：A文章编号：1674-5906（2014）05-0834-08引用格式：王妙，王胜，唐鹊辉，张华俊，罗概，韦桂峰，彭亮，杨浩文.粤西三座重要供水水库沉积物营养盐负荷与重金属污染特征[J].生态环境学报,2014,23(5):834-841.WANGMiao,WANGSheng,TANGQuehui,ZHANGHuajun,LUOGai,WEIGuifeng,PENGLiang,YANGHaowen.CharacteristicsofsedimentNutrientsloadingandheavymetalspollutioninthreeimportantreservoirsfromthewestcoastofGuangdongProvince,SouthChina[J].EcologyandEnvironmentalSciences,2014,23(5):834-841.水库相对于河流、湖泊有较长的水力滞留时间和较高的沉积速率，通常被认为是营养盐和重金属的主要储存库（Kaushik等，2009；Burford等，2012）。进入水库的营养盐和重金属，大部分经沉淀、吸附、生物吸收等作用最终沉积在水库沉积物中（Yuan等，2011），一般情况下，水库沉积物处于相对稳定的状态，但是当环境条件如氧化还原电位、水体温度、pH和溶氧等改变时，沉积物中的营养盐和重金属可能会再次释放出来，成为二次污染源（罗先香等，2011；Varol和Sen，2012），导致水库水体中营养盐和重金属的质量浓度升高，严重时，甚至会诱发藻类水华和重金属污染事件（Sharma和Subramanian，2010），威胁供水安全（赵胜男等，2013）。因此，研究水库沉积物营养盐和重金属的质量浓度及其分布特征，了解其对水库水质的影响具有理论价值及现实意义。粤西沿海地区属南亚热带季风区，水资源时空分布不均，同时粤西是广东省农业发达区，粗放式农业用水需求量