北方湖库沉积物重金属区域特征及生态风险评价(2)

在得到归一化处理的矩阵后,根据归一化矩阵,得到矩阵向量的最佳评价方案 A+和最劣评价方案A-.由归一化矩阵计算出最佳评价方案 A+和最劣评价方案 A-分别为(0,0,0,0,0)和(1,1,1,1,1).然后根据各点位的归一化数据计算出其与最佳评价方案和最劣评价方案的距离Di+和Di-.即：

最后根据计算得出各指标与最佳评价方案 A+的接近程度,即为对其的综合评价.

表2 重金属潜在生态风险指数等级划分Table 2 Classification of potential ecological risk index of heavy metalsir E 污染等级 RI 污染等级＜40 低 ＜150 轻度生态危害40～80 中 150～300 中等的生态危害80～160 较重 300～600 强的生态危害160～320 重≥320 严重 ≥600 很强的生态危害

表3 土壤重金属背景值及毒性系数Table 3 Background value of soil heavy metal and toxicity coefficientimages/BZ_292_239_2476_456_2526.pngimages/BZ_292_459_2476_630_2526.png images/BZ_292_633_2476_771_2526.png images/BZ_292_774_2476_911_2526.png images/BZ_292_915_2476_1052_2526.png Niimages/BZ_292_239_2528_456_2578.pngimages/BZ_292_459_2528_630_2578.pngimages/BZ_292_633_2528_771_2578.pngimages/BZ_292_774_2528_911_2578.pngimages/BZ_292_915_2528_1052_2578.png26.9images/BZ_292_239_2578_456_2628.pngimages/BZ_292_459_2578_630_2628.pngimages/BZ_292_633_2578_771_2628.pngimages/BZ_292_774_2578_911_2628.pngimages/BZ_292_915_2578_1052_2628.png2

潜在生态风险指数法[13]：该方法为瑞典的Hakanson最先提出,其原理是通过对污染元素的含量、种类、毒性和水体对这种元素的敏感程度等因素进行指标量化,然后根据重金属潜在生态风险指数等级划分(表 2)对重金属的潜在风险进行评级.计算公式：

式中：Eri是所测元素的潜在生态风险参照值；RI是沉积物所测多元素的潜在生态风险参照值；Cni为所测元素的实测值；Ci为所测元素的参照值,参照采用全国土壤背景值中的重金属背景值；Tri为重金属的毒性系数,见表3.

2 结果与讨论

2.1 沉积物重金属分布特征

如图1所示,北方六湖库沉积物重金属中Cu含量为 1.01～85.17mg/kg,均优于 GB -2018《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》[14]Ⅰ类污染风险标准；Zn含量为 33.68～208.80mg/kg,除松花湖与大伙房水库个别点位接近或略高于Ⅰ类污染风险标准,属于Ⅱ类污染风险管制标准范围,其余均优于Ⅰ类污染风险标准；Pb含量为1.14～87.91mg/kg,均优于Ⅰ类污染风险标准；Cr含量为14.35～141.81mg/kg,优于Ⅰ类污染风险标准；Ni含量为9.49～59.87mg/kg,优于Ⅰ类污染风险标准.

对照全国土壤背景值[15]对沉积物中的重金属含量进行评价可发现,六湖库中大伙房水库沉积物重金属Cu、Zn、Pb、Cr、Ni含量均高于土壤背景值,沉积物重金属 Cu、Zn、Cr、Ni分别为 56.28,142.3,97.9,44.44mg/kg.其中 Cu含量最高,达到土壤背景值的2.49倍；小兴凯湖各项重金属指标均低于背景值,且 Zn含量为六湖最低,为 63.9mg/kg；于桥水库Pb含量最高,为 59.84mg/kg.本研究结果与王祖伟等研究基本保持一致[3,16-20],六湖在重金属元素含量分布上存在显著差异,其中小兴凯湖沉积物重金属污染程度最低,大伙房水库重金属污染程度最高,且大伙房水库各重金属元素与土壤背景值存在明显差异,可见大伙房水库受到外来污染与自身扰动等因素的影响较大.

通过整理国内外各水体沉积物重金属含量情况(表 4).对比博斯腾湖、羊卓雍错、青海湖、昆仲错[21-23]等我国西北部湖库,北方六湖库沉积物Cu含量除污染较重的大伙房水库(56.28mg/kg),高于西部湖库,其余含量相当；沉积物Zn含量北方六湖库均高于西部；沉积物Pb含量白洋淀、衡水湖、于桥水库高于西部地区,最高达到59.84mg/kg；沉积物Cr含量除大伙房水库外,含量相当；Ni含量北部地区与西部地区各湖库均在土壤背景值上下浮动.沉积物重金属整体含量与西部湖库沉积物相比基本持平,略高于西部地区.

图1 北方六湖库沉积物各重金属分布特征Fig.1 Distribution of heavy metals in sediments of six northern lakes and reservoirs

同巢湖、太湖、洞庭湖等[24-26]长江中下游湖库相比,北方六湖库的沉积物Cu、Zn含量略高于长江中下游湖库；而Pb、Cr、Ni的含量除了污染较为严重的大伙房水库外,其余均低于长江中下游湖库.沉积物重金属整体含量低于长江中下游湖库.

同滇池、泸沽湖、百花湖、洱海等[27-30]西南部湖库相比,北方六湖库沉积物重金属整体含量水平较低,污染相比滇池较轻.同泸沽湖等湖体污染水平相当.北方六湖库整体重金属含量水平与国内其他湖库相比处于中等偏低水平,与美国、英国、墨西哥[31-33]等国家湖库相比沉积物重金属含量处于较低水平.

文章来源：《北方文物》 网址: http://www.bfwwzz.cn/qikandaodu/2021/0222/402.html