重金屬在上海淀山湖的沉積記錄及意義.pdf

1、重金屬污染因其隱蔽性、長(zhǎng)期性和不可逆性的特點(diǎn)，嚴(yán)重影響著人體健康和生態(tài)安全，一直是環(huán)境科學(xué)界經(jīng)久不衰的研究熱點(diǎn)。隨著人類(lèi)對(duì)大自然的開(kāi)發(fā)和利用，各類(lèi)污染物通過(guò)不同途徑進(jìn)入水體。水沉積物既是重金屬污染物的載體和蓄積庫(kù)，又是對(duì)環(huán)境具有重要影響的潛在污染源，它無(wú)論在研究環(huán)境中重金屬污染現(xiàn)狀及分布規(guī)律，或是在追蹤可能的重金屬污染源方面，都有著非常重要的指示意義。 通過(guò)記錄在水體連續(xù)沉積物中的污染物變化情況來(lái)反演區(qū)域污染歷史，可獲得污染以及

2、環(huán)境保護(hù)措施所取得的實(shí)際效果方面的客觀信息。同時(shí)，重金屬在介質(zhì)中的形態(tài)轉(zhuǎn)化在其生態(tài)效應(yīng)評(píng)價(jià)中具有重要意義。重金屬含量和形態(tài)的變化都與其環(huán)境效應(yīng)密切相關(guān)，對(duì)沉積物中記錄的重金屬含量變化以及形態(tài)轉(zhuǎn)化情況進(jìn)行系統(tǒng)研究是項(xiàng)既有現(xiàn)實(shí)意義又有理論價(jià)值的研究工作。 本文以上海的重要水源地—— 淀山湖為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)研究區(qū)沉積物中重金屬元素Cu、Cd、Cr、Hg、Pb、As的時(shí)空分布規(guī)律以及它們?cè)诔练e物中隨時(shí)間或沉積深度的形態(tài)分布及遷移轉(zhuǎn)化規(guī)

3、律的研究，綜合考慮區(qū)域工農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和歷史對(duì)沉積物中重金屬元素含量及分布的影響，對(duì)區(qū)域重金屬污染歷史及效應(yīng)進(jìn)行分析論證。主要研究結(jié)論如下： 1. 淀山湖沉積物中重金屬元素Cu、Cd、Cr、Pb、Hg、As的含量范圍分別為16.012-60.731 mg/kg、0.119-4.532 mg/kg、10.474-57.831 mg/kg、33.972-83.710 mg/kg、43.088-145.658 μg/kg、4.473-1

4、5.281 mg/kg，其中Cd和Pb含量高于周邊湖泊，分布超出國(guó)家有關(guān)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 2. 重金屬縱向分布趨勢(shì)顯示，元素Cu、Cr、Pb、Hg的含量都隨深度的減小而遞增，元素含量的最大值大都分布在沉積柱的表層及上部，最小值則分布在沉積柱的底部及下部。幾乎所有元素在沉積柱的0-5cm都呈現(xiàn)出明顯的隨深度減小而遞增的趨勢(shì)，且遞增速率較快。由此可以初步判斷近幾年淀山湖受到外源污染的影響在加重，導(dǎo)致沉積物中重金屬含量增加。綜合各樣點(diǎn)沉

5、積物之間的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，大部分樣點(diǎn)的沉積物中Cd元素與其他元素之間無(wú)相關(guān)性，表明Cd元素可能存在不同于其他元素的來(lái)源。 3. 應(yīng)用地質(zhì)累積指數(shù)對(duì)淀山湖沉積物中的重金屬進(jìn)行潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示，元素Cu、Cr、Hg和As尚處于無(wú)污染水平，元素Pb和Cd則出現(xiàn)不同程度的污染。Cd和Pb的污染指數(shù)呈現(xiàn)隨深度減小而遞增的趨勢(shì)，表明近幾十年來(lái)，沉積物中Cd和Pb的污染程度逐漸加重，這種趨勢(shì)在9cm以上的表層沉積物中更為顯著。

6、 4.形態(tài)分析結(jié)果顯示，淀山湖沉積物中As、Pb、Cu的弱酸提取態(tài)含量隨深度的減小呈遞增趨勢(shì),可還原態(tài)和可氧化態(tài)含量之和較為穩(wěn)定,表明此兩態(tài)之間存在著轉(zhuǎn)化作用。As和Pb的殘余態(tài)隨深度的減小呈增加趨勢(shì),而元素Cu則出現(xiàn)了減小的趨勢(shì)。沉積物中氧化還原電位的變化導(dǎo)致了元素鐵、錳氧化物結(jié)合態(tài)與有機(jī)結(jié)合態(tài)、硫化物結(jié)合態(tài)和碳酸鹽態(tài)之間的轉(zhuǎn)化。 5. 淀山湖沉積物中As主要以不可利用態(tài)存在，Pb元素和Cu元素也主要以潛在有效態(tài)存在。次生相

7、與原生相分布比值法分析發(fā)現(xiàn)，As元素尚未達(dá)到污染程度，但其污染程度隨深度的降低呈加重趨勢(shì)；元素Cu屬于輕度污染，污染程度隨深度的降低呈明顯的加重趨勢(shì)；元素Pb屬于重度污染，污染趨勢(shì)隨深度的降低逐漸減弱，由于鉛污染程度較重，在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，元素Pb將對(duì)環(huán)境存在著較大的潛在危害。比較次生相與原生相分布比值法評(píng)價(jià)結(jié)果和地質(zhì)累積指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果認(rèn)為基于形態(tài)的重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法較之基于總量的評(píng)價(jià)方法更能有效的評(píng)價(jià)重金屬的遷移特性和生態(tài)危害。