臥龍湖沉積物中典型重金屬污染評價(jià)及其空間分布特征

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1、臥龍湖沉積物中典型重金屬污染評價(jià)及其空間分布特征　　摘要：為給臥龍湖國家良好湖泊生態(tài)環(huán)境保護(hù)試點(diǎn)工作提供決策依據(jù)，該文對臥龍湖沉積物中Cu、As、Cd、Pb、Zn5種重金屬的污染狀況及其時(shí)空變化特征進(jìn)行了評價(jià)分析。結(jié)果表明：臥龍湖沉積物中重金屬元素含量已受到人類活動(dòng)干擾，總體呈偏中度污染，5種重金屬污染的順序?yàn)镃d>Cu>As>Zn>Pb，Igeo值差異極顯著（P<0.01）。Cu、As、Pb3種重金屬在來源、運(yùn)輸、沉降、富集等方面有著十分相似的地球化學(xué)行為，污染趨勢呈現(xiàn)從沿岸帶向湖心加重趨勢；Cd污染的空間分布呈現(xiàn)從西南、東北沿岸向

2、湖心梯度降低趨勢，Cd在臥龍湖沉積物中的富集有著較獨(dú)立的形成因素，污染可能與西馬蓮河河水的注入及康平鎮(zhèn)污水處理廠中的水排放有關(guān)；Zn污染的空間趨勢是從北向南逐漸加重，污染原因有待于進(jìn)一步研究?！　￡P(guān)鍵詞：臥龍湖沉積物重金屬地質(zhì)累積指數(shù)污染評價(jià)空間分布　　中圖分類號：X52文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X（2017）03（a）-0096-04　　水環(huán)境中的重金屬污染是全球關(guān)注的環(huán)境問題之一。由于水體中的重金屬會(huì)被其懸浮物吸附，經(jīng)過沉積后最終在水體表層的沉積物中積累[1]，而長期的累積會(huì)導(dǎo)致沉積物中重金屬含量是上覆水體中重金屬含

3、量的幾倍至幾十倍[2]，因此湖泊沉積物是湖泊水體污染物的主要蓄積場所，是水環(huán)境中重金屬的“匯”和“源”，也是湖泊的潛在污染源[3-5]。沉積物中重金屬的污染負(fù)荷和來源能夠反映自然與人類活動(dòng)對湖泊的影響，對其研究不僅能提供重金屬的污染現(xiàn)狀和歷史，而且能為將來的研究提供基礎(chǔ)資料[5]?！　≡撐膽?yīng)用德國海德堡大學(xué)沉積物研究所Mullers教授提出的地質(zhì)累積指數(shù)法（Igeo）定量評價(jià)臥龍湖表層沉積物中Cu、As、Cd、Pb、Zn5種重金屬的污染程度及其空間分布特征?！　?材料和方法　　1.1采樣時(shí)間和點(diǎn)位設(shè)置　　2014年5月，設(shè)置17個(gè)采樣

4、點(diǎn)，采用GPS定位?！　?.2分析方法　　沉積物樣品自然風(fēng)干，剔除石塊和植物殘根，研磨過100目尼龍篩。Cu、Cd、Pb、Zn按照《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB15618-1995中相應(yīng)方法測定，As參照《土壤質(zhì)量總汞、總砷、總鉛的測定原子熒光法》GB/T22105-2008的方法測定?！　?.3地質(zhì)累積指數(shù)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析　　地質(zhì)累積指數(shù)（Igeo）的計(jì)算公式為：　　式中：cn為實(shí)測重金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；βn為當(dāng)?shù)爻练e物重金屬的背景值；1.5為考慮到成巖作用可能引起背景值波動(dòng)而設(shè)定的常數(shù)?！　〉刭|(zhì)累積指數(shù)與重金屬污染程度的關(guān)系，Igeo≤0清潔

5、；05嚴(yán)重污染?！　?yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，采用克立格（Kriging）插值預(yù)測方法分析臥龍湖沉積物中重金屬的空間分布特征；采用SPSS22.0單因素方差分析臥龍湖沉積物中各種重金屬的差異性?！　?結(jié)果與討論　　2.1臥龍湖沉積物中重金屬污染評價(jià)　　地球化學(xué)背景參考值，選定康平縣土壤環(huán)境中重金屬元素的背景值作為計(jì)算依據(jù)，取Cu、As、Cd、Pb、Zn金屬背景參考值分別為4.30mg/kg、4.62mg/kg、0.04mg/kg、7.30mg/kg、11.40mg/kg?！　∨P龍湖沉積物中重金屬地質(zhì)累積指數(shù)特征見圖1和表1。臥龍湖沉積物中5種重

6、金屬地質(zhì)累積指數(shù)的順序?yàn)镃d>Cu>As>Zn>Pb，Igeo均值1.56，總體呈偏中度污染。沉積物中5種重金屬的污染程度：Cd為偏重污染；Cu為中度污染；As為偏中度污染；Zn為輕度污染；Pb為清潔。各樣點(diǎn)重金屬污染程度差異較大，以Cd、Zn為首。Pb總體污染程度雖為清潔，但個(gè)別點(diǎn)位出現(xiàn)輕度和偏中度污染。　　經(jīng)單樣本非參數(shù)K-S檢驗(yàn)，臥龍湖沉積物中重金屬Igeo值呈正態(tài)分布。單因素方差分析顯示臥龍湖沉積物中5種重金屬Igeo值差異極顯著（P0.05）、As和Zn之間（P=1.000>0.05）、Pb和Zn之間（P=0.657>0.0

7、5）差異不顯著，其他兩兩之間差異均顯著（P<0.05）。　　2.2臥龍湖沉積物中重金屬的相關(guān)性分析　　對臥龍湖沉積物中的5種重金屬Cu、As、Cd、Pb、Zn的Igeo值進(jìn)行相關(guān)性分析，見表2。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，除Cd與Cu、As，Cu與Zn外，其他相互間都存在相關(guān)性（P<0.05）。這說明臥龍湖中部分重金屬元素的含量具有相近的變化趨勢，在來源、運(yùn)輸、沉降、富集等方面有著十分相似的地球化學(xué)行為。Cd與其他重金屬顯著性稍差，且Cd在5種重金屬中污染最重，說明Cd在臥龍湖沉積物中的富集有著較獨(dú)立的形成因素?！　?.3臥龍湖沉積物中重金屬空間變化特

8、征　　臥龍湖沉積物中5種重金屬的空間分布圖見圖2。Cu、As、Pb3種重金屬的污染趨勢總體上呈現(xiàn)從沿岸帶向湖心加重趨勢。Cd污染的空間分布總體呈現(xiàn)從西南、東北沿岸向湖心梯度降低趨勢，Zn污染的空間趨勢是從北向南逐漸加重，