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、長期性和不可逆性的特點，嚴重影響著人體健康和生態(tài)安全，一直是環(huán)境科學界經(jīng)久不衰的研究熱點。隨著人類對大自然的開發(fā)和利用，各類污染物通過不同途徑進入水體。水沉積物既是重金屬污染物的載體和蓄積庫，又是對環(huán)境具有重要影響的潛在污染源，它無論在研究環(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。 通過記錄在水體連續(xù)沉積物中的污染物變化情況來反演區(qū)域污染歷史，可獲得污染以及

2、環(huán)境保護措施所取得的實際效果方面的客觀信息。同時，重金屬在介質(zhì)中的形態(tài)轉化在其生態(tài)效應評價中具有重要意義。重金屬含量和形態(tài)的變化都與其環(huán)境效應密切相關，對沉積物中記錄的重金屬含量變化以及形態(tài)轉化情況進行系統(tǒng)研究是項既有現(xiàn)實意義又有理論價值的研究工作。 本文以上海的重要水源地—— 淀山湖為研究對象，通過對研究區(qū)沉積物中重金屬元素Cu、Cd、Cr、Hg、Pb、As的時空分布規(guī)律以及它們在沉積物中隨時間或沉積深度的形態(tài)分布及遷移轉化規(guī)

3、律的研究，綜合考慮區(qū)域工農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和歷史對沉積物中重金屬元素含量及分布的影響，對區(qū)域重金屬污染歷史及效應進行分析論證。主要研究結論如下： 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，分布超出國家有關環(huán)境質(zhì)量標準。 2. 重金屬縱向分布趨勢顯示，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，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，導致沉積物中重金屬含量增加。綜合各樣點沉

5、積物之間的相關性分析發(fā)現(xiàn)，大部分樣點的沉積物中Cd元素與其他元素之間無相關性，表明Cd元素可能存在不同于其他元素的來源。 3. 應用地質(zhì)累積指數(shù)對淀山湖沉積物中的重金屬進行潛在生態(tài)風險評價，結果顯示，元素Cu、Cr、Hg和As尚處于無污染水平，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，表明近幾十年來，沉積物中Cd和Pb的污染程度逐漸加重，這種趨勢在9cm以上的表層沉積物中更為顯著。

6、 4.形態(tài)分析結果顯示，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,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)之間存在著轉化作用。As和Pb的殘余態(tài)隨深度的減小呈增加趨勢,而元素Cu則出現(xiàn)了減小的趨勢。沉積物中氧化還原電位的變化導致了元素鐵、錳氧化物結合態(tài)與有機結合態(tài)、硫化物結合態(tài)和碳酸鹽態(tài)之間的轉化。 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元素尚未達到污染程度，但其污染程度隨深度的降低呈加重趨勢；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；元素Pb屬于重度污染，污染趨勢隨深度的降低逐漸減弱，由于鉛污染程度較重，在較長一段時間內(nèi)，元素Pb將對環(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價結果和地質(zhì)累積指數(shù)評價結果認為基于形態(tài)的重金屬生態(tài)風險評價方法較之基于總量的評價方法更能有效的評價重金屬的遷移特性和生態(tài)危害。