開封市不同功能區(qū)河流底泥重金屬污染及潛在生態(tài)風(fēng)險評價.pdf

1、開封是我國北方著名的“水城”，流經(jīng)的河流對開封城市發(fā)展起到舉足輕重的作用。本研究選取了開封市老工業(yè)區(qū)、老城區(qū)和新開發(fā)區(qū)的代表河流化肥河、黃汴河和馬家河為研究對象，基于實地調(diào)查結(jié)果，分別在化肥河布設(shè)4個采樣點，黃汴河布設(shè)5個采樣點，馬家河布設(shè)4個采樣點，開展開封市不同功能區(qū)河流底泥重金屬污染分布研究。該研究有助于全面了解開封市不同功能區(qū)河流底泥重金屬污染情況，可為開展城市河流及其兩側(cè)的生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供依據(jù)。
　　在實驗基礎(chǔ)上，探析開

2、封市不同功能區(qū)河流底泥重金屬污染空間分布特征以及重金屬污染來源，基于單因子污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅污染指數(shù)法，并采用改進(jìn)的Hakanson潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)法分析評價開封市不同功能區(qū)河流以及底泥的污染情況。主要研究結(jié)果如下：
　　（1）開封市不同功能區(qū)河流水體和底泥重金屬含量狀況。開封市河流水體均未達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，河流水體中重金屬 Cd、Zn、Pb和As空間變異系數(shù)高于140％，空間變化程度大。不同功能區(qū)河流水體中重金屬含量表

3、現(xiàn)出較大差異。就Cd和Zn含量來看，表現(xiàn)為老工業(yè)區(qū)>老城區(qū)>新開發(fā)區(qū)，Cu為老城區(qū)>老工業(yè)區(qū)>新開發(fā)區(qū)，As含量表現(xiàn)為新開發(fā)區(qū)>老工業(yè)區(qū)>老城區(qū)，Pb和Cr為老工業(yè)區(qū)>新開發(fā)區(qū)>老城區(qū)。不同功能區(qū)河流底泥重金屬含量分布特征：位于老工業(yè)區(qū)的化肥河底泥中重金屬Cd、Zn、Cu、As、Pb、Ni和Cr的平均含量明顯高于老城區(qū)黃汴河和新開發(fā)區(qū)馬家河底泥重金屬含量，老城區(qū)和新開發(fā)區(qū)河流底泥重金屬As、Cr含量存在較大差異，As含量表現(xiàn)為老城區(qū)>新

4、開發(fā)區(qū)，Cr含量表現(xiàn)為新開發(fā)區(qū)>老城區(qū)，其余重金屬含量差別不大。
　　（2）不同功能區(qū)河流底泥重金屬污染狀況評價。基于單因子污染指數(shù)法評價結(jié)果表明：位于老工業(yè)區(qū)的化肥河底泥中Cd、Zn、Cu 和Pb為重污染級，As為中污染級，Cr和Ni為輕污染級；位于老城區(qū)的黃汴河底泥重金屬Cd為重污染級，Zn、Cu和Pb為輕污染級，Cr、Ni和As為清潔級；位于新開發(fā)區(qū)的馬家河底泥重金屬Zn和Cd為重污染級，Cu為中污染級，As、Pb和Cr為輕

5、污染級，Ni為清潔級?；趦?nèi)梅羅污染指數(shù)法評價結(jié)果表明：位于老工業(yè)區(qū)的化肥河和位于老城區(qū)的黃汴河以及位于新開發(fā)區(qū)的馬家河均表現(xiàn)為重度污染級，河流底泥污染狀況不容樂觀。
　　各功能區(qū)河流底泥重金屬污染的潛在生態(tài)風(fēng)險評價結(jié)果為：位于老工業(yè)區(qū)的化肥河表現(xiàn)為很強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險程度的Ⅵ等級，位于老城區(qū)的黃汴河和位于新開發(fā)區(qū)的馬家河則均表現(xiàn)為強(qiáng)的生態(tài)風(fēng)險程度。
　?。?）各功能區(qū)底泥重金屬形態(tài)分布特征與生物有效性分析。河流底泥重金屬形態(tài)分析結(jié)

6、果表明：不同功能區(qū)內(nèi)重金屬形態(tài)分布呈現(xiàn)出不同規(guī)律。位于老工業(yè)區(qū)的化肥河底泥重金屬Cd和Zn以FM（鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)）、OR（有機(jī)結(jié)合態(tài)）為主，Cu和Cr以O(shè)R和RE（殘渣態(tài)）為主，Pb、As和Ni以RE和FM為主。位于老城區(qū)的黃汴河7種重金屬均以RE和FM為主，位于新開發(fā)區(qū)馬家河的河流底泥重金屬除Cu以RE和OR為主，其余重金屬以RE和FM為主。生物有效態(tài)的含量分析結(jié)果顯示開封底泥重金屬Cd生物有效態(tài)含量高，生物可利用性高，其次為Zn、

7、Cu、Ni、Pb、Cr、As。
　　（4）開封市河流底泥中重金屬污染來源分析。Pb同位素分析結(jié)果顯示：老工業(yè)區(qū)的化肥河Pb同位素結(jié)果與選取的工業(yè)污染土壤結(jié)果相似，位于老城區(qū)的黃汴河和新開發(fā)區(qū)的馬家河底泥Pb同位素結(jié)果相似，對比分析結(jié)果，顯示這兩個功能區(qū)底泥重金屬Pb同位素與開封市相對清潔土壤的Pb同位素分析結(jié)果接近，說明這兩個功能區(qū)底泥Pb污染程度輕。結(jié)合因子分析和相關(guān)性分析結(jié)果，認(rèn)為老工業(yè)區(qū)底泥重金屬主要來自工業(yè)活動，老城區(qū)黃汴

8、河污染主要來自生活污水的排放和交通活動汽車尾氣的排放。
　　（5）老工業(yè)區(qū)化肥河典型樣點四種植物重金屬富集特征及河流污染治理建議。通過對化肥河典型樣點河床及階地上四種植物葎草、白茅、蘆葦、狗牙根富集系數(shù)的分析，發(fā)現(xiàn)葎草地上部分（莖葉）對Cd的富集效果優(yōu)于其他重金屬。蘆葦?shù)厣喜糠謱r富集效果明顯。白茅地上部分對Zn的富集效果明顯，狗牙根地上部分對Ni、Zn和Pb的富集系數(shù)較為明顯。然而，從遷移系數(shù)結(jié)果來看，葎草運(yùn)輸Cd、Pb的能力