北方湖库沉积物重金属区域特征及生态风险评价(5)

表6 北方六大湖库沉积物重金属综合评价Table 6 Comprehensive evaluation of heavy metals in sediments of six northern lakes and reservoirs湖库 D- D+ Ci 等次白洋淀 1.367 1.611 0.459 4衡水湖 1.074 1.727 0.383 3于桥水库 1.413 1.421 0.499 5大伙房水库 2.061 1.005 0.672 6松花湖 0.602 2.216 0.214 2小兴凯湖 0.208 2.315 0.082 1

在水环境的保护治理中,沉积物重金属污染带来的负面效应大,持续时间长,恢复难度高,会对当地整个生态环境带来巨大的破坏.重金属污染物进入水体后经过一系列迁移转化,参与和干扰各种环境化学过程和物质循环,最终以一种或多种形态长期存留在环境中,造成永久性的潜在危害.在对比历史数据及综合评价结果后发现,北方六湖库沉积物重金属污染程度并没有完全与经济发展水平保持一致,推测其原因,各湖库的主要定位和使用方式有区别,周围人文地理环境条件不同及当地对水体的监管治理力度有区别导致.但目前缺少水体上游及周边工业排放、农用化肥和渔业养殖等数据,因此北方六湖库之间重金属污染存在明显差异的原因还需要进一步探讨.

2.3 沉积物重金属潜在生态风险评价

优劣解距离法主要优势在于对多个目标湖库归一化处理后污染程度的横向对比分析,主要侧重空间上的评价,但该方法并未考虑其对生物的毒害程度.潜在生态风险指数法是根据重金属元素特性,通过沉积学原理综合多元素协同作用、毒性水平和物种敏感性等条件对湖库沉积物的重金属含量情况进行评价的一种算法.

如表 7所示,从 Eri可以看出,六湖库中于桥水库、大伙房水库潜在生态风险参数最高,其中Cu对大伙房水库的生态风险贡献最大达到12.45,Cu、Pb对于桥水库的生态风险贡献最大分别为 8.38和11.51,松花湖与小兴凯湖的潜在生态风险指数最低,除松花湖和小兴凯湖的其余 4湖库均存在 Cu、Pb生态风险贡献偏大的情况,且Pb在白洋淀、衡水湖、于桥水库的含量均超过土壤背景值的 2倍以上,这表明Cu、Pb两种重金属已在湖泊沉积物中发生富集,后期产生污染的风险较大,在湖库水体中,一般水生动植物生长发育的整个周期都在水内,因此在湖库被污染的情况下很容易在其体内积累大量的重金属元素,通过食物链转移到人体.因此应加强对这两种重金属元素入湖的监控.潜在生态风险评价法所得结论与综合评价法互相印证,所得结论保持一致.六湖库 5项沉积物重金属潜在风险参数目前均处于污染等级低的档位,重金属潜在生态风险较低,但在北方工业发展逐步提速的今天也应当警惕重金属污染的可能性,提前做好各类预防措施.

表7 北方六湖库沉积物重金属潜在生态风险参数Eri、RITable 7 Potential ecological risk coefficient and index of heavy metals in sediments of six northern lakes and reservoirs Eri、RIEri湖库 Cu Zn Pb Cr Ni RI白洋淀 6.38 1.23 8.7 1.59 1.9 21.62衡水湖 5.72 1 8.45 1.85 1.75 20.37于桥水库 8.38 1.01 11.51 2 2.25 26.69大伙房水库 12.45 1.92 3.35 3.21 3.3 25.66松花湖 0.49 1.49 2 1.73 1.81 8.6小兴凯湖 0.53 0.86 2.57 1.85 1.94 8.78

3 结论

3.1 目前六湖库沉积物重金属含量并未出现明显上升的趋势,水环境保持较好.其中大伙房水库沉积物重金属污染最重.除小兴凯湖外其余 5湖库的Pb含量出现下降趋势.这表面明外源减少,Pb重新释放入水体,沉积物重金属Pb含量降低.

3.2 北方六湖库之间主要重金属污染源存在明显区别,人类频繁活动地区沉积物重金属含量高于人类活动较少地区,工业密集区湖库沉积物重金属含量高于工业非密集区,但没有呈现出随经济水平的提高重金属污染越来越重的趋势.这除了土壤背景值导致的区域性差别外,人为扰动因素也是导致北方六湖库沉积物重金属含量存在差别的主要因素.

3.3 对比国内外其他湖库沉积物重金属含量北方六湖库沉积物重金属含量较低,污染处于中等偏下水平,潜在生态风险污染等级均为低,沉积物重金属Zn的含量与其他地区相比存在含量偏高的情况.

3.4 Cu和Pb为白洋淀、衡水湖、于桥水库、大伙房水库的潜在生态风险的主要贡献元素,污染风险相对较高.沉积物重金属生态风险和污染程度从高到低依次为大伙房水库、于桥水库、白洋淀、衡水湖、松花湖、小兴凯湖.

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