惠濟河開封段底泥重金屬污染特征及影響機制研究.pdf

1、本文以惠濟河開封段底泥為研究對象，采集河流表層及垂直底泥樣品，測定表層樣品重金屬（Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn）含量、理化性質(zhì)和垂直面重金屬各形態(tài)含量，利用地積累指數(shù)法與潛在生態(tài)危害法對其開展污染狀況評價。初步研究表明：
　　（1）整體河流表層底泥中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn平均含量分別為24.51、67.86、290.65、28.46、115.34和1936.95mg?kg?1。其中Cd、Cu、Pb和Zn含量均明顯

2、高于中國潮土背景值，同時表層樣點重金屬變異系數(shù)超過49％，其污染源可能為點源污染。在各個支流上，底泥重金屬含量沿河分布不均。
　?。?）在六個斷面上，各河流下游斷面（H2、H4和H6）Cd、Cu、Pb、Zn含量大于相對應的各河流上游斷面（H1、H3和H5）Cd、Cu、Pb、Zn含量。Cd、Zn主要以殘渣態(tài)與弱酸可提取態(tài)為主，Cu和Pb主要以殘渣態(tài)為主。各斷面不同重金屬形態(tài)含量及百分比組成垂直變化特征均不相同，且沒有呈現(xiàn)一定的分布規(guī)

3、律性。
　?。?）整體樣點表層底泥pH均值為7.51，呈中性至微弱堿性。各支流底泥pH均值高低次序依次為：黃汴河>馬家河>東護城河>化肥河>藥廠河>惠濟河；有機質(zhì)含量均值為88.87g?kg?1，其含量明顯高于開封市城區(qū)土壤有機質(zhì)含量均值，各支流底泥有機質(zhì)含量均值高低順序依次為：化肥河>惠濟河>藥廠河>東護城河>黃汴河>馬家河；粒徑在黏粒、粉砂和砂粒范圍內(nèi)含量分別為11.41%、72.50%和16.01%，粉砂為底泥粒度的主要組分

4、，各支流底泥的中值粒徑大小次序依次為：東護城河（18.16μm)>黃汴河（16.51μm)>惠濟河（15.89μm)>整體河流（14.88μm)>化肥河（13.50μm)>馬家河（12.53μm)。各支流表層底泥pH值和粒徑組成變化差異性都不大，而有機質(zhì)含量在各支流間變異偏大。
　　（4）整體河流底泥Cd、Cr、Pb、Zn的污染源可能相同，Cr與Pb、Zn的污染源可能相似。底泥重金屬含量主要影響因素為污染源分布，表層底泥重金屬與其

5、pH間相關性不顯著，Cd、Cr、Pb、Zn與其有機質(zhì)間呈顯著正相關。隨著粒徑的增大，各重金屬元素與粒徑之間的相關性逐步由顯著相關性變?yōu)椴伙@著相關性，各重金屬與0~4um粒級間均存在極顯著的正相關性，與>63μm粒級間相關性不顯著。
　　（5）對于表層底泥重金屬的地積累指數(shù)評價結(jié)果來說，若以中國潮土元素背景值作基準，Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的地積累指數(shù)（Igeo）均值分別為4.49、-0.84、1.28、-0.72、0.8

6、6和1.63，即Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn分別屬于5（重污染）、0（清潔）、2（偏中度污染）、0（清潔）、1（輕度污染）和2（偏中度污染）等級。若以工業(yè)化前沉積物中重金屬最高背景值，Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的地積累指數(shù)（Igeo）均值分別為1.21、-1.27、0.23、-1.92、-0.82和0.33，即Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn分別屬于2（偏中度污染）、0（清潔）、1（輕度污染）、0（清潔）、0（清潔）、1

7、（輕度污染）等級?？芍啄郈r、Ni整體上以清潔為主，尚未構(gòu)成污染危害，Cu、Zn和Pb已有污染積累跡象，是次主要污染因子，Cd已嚴重污染，是研究河段底泥中最主要污染因子。
　　（6）對于底泥重金屬的潛在生態(tài)危害評價結(jié)果來看，分別以中國潮土元素背景值和工業(yè)化前沉積物中重金屬最高背景值作基準，重金屬潛在生態(tài)風險高低順序一致，均為：Cd>Cu>Zn>Pb>Ni>Cr，可知Cd的潛在生態(tài)風險程度非常高，是研究河段最主要的生態(tài)風險影響因子