黄河渭南段湿地底泥重金属污染及潜在危害分析

黄河渭南段湿地底泥重金属污染及潜在危害分析
曹会兰;李吉锋;张红侠
【摘要】对黄河渭南段湿地底泥进行样品采集，采用国标法消化，测定了湿地土壤中Pb、Cd、Cr、Cu、Zn和 Mn的含量，利用潜在生态危害指数法评价土壤重金属的潜在危害程度。

结果表明，该湿地属于很强生态危害，主要原因是Cd污染严重超标。

%The sediment samples were collected from Hechuan Wetland and Fenglingdu by the national standard method.The contents of Pb, Cd, Cr, Cu, Zn and Mn were detected and the potential ecological risk was estimated by the the potential ecological risk index.The result shows the wetland was seriously ecological hazarded.The main cause is that the content of Cd Seriously ex-ceeds the standard.
【期刊名称】《渭南师范学院学报》
【年(卷),期】2014(000)023
【总页数】4页(P37-40)
【关键词】黄河湿地;底泥;重金属;潜在生态危害
【作者】曹会兰;李吉锋;张红侠
【作者单位】渭南师范学院化学与生命科学学院，陕西渭南714099;渭南师范学院化学与生命科学学院，陕西渭南714099;商洛学院城乡发展与管理工程系，陕西商洛726000
【正文语种】中文
【中图分类】X53
从禹门口到潼关130.5 km长的河段内，黄河接纳了汾河、渭河、涑水河、洛河、泾河等许多支流.近年来由于人口激增，城市及流域工作发展尤其是沿河工业发展和农业中大量化肥农药的使用，致使大量污水排到渭河中，造成重金属污染指数，尤其是Pb、Cd、Hg等持续增长，对沿河农业、水产及人们的身体健康产生了极大的影响.本文对禹潼段黄河洽川、潼关湿地布点采样，采用国标法测定了湿地底泥中Pb、Cd、Cr、Cu、Zn和Mn的含量并对其潜在生态危害进行分析.
1 样品分析
1.1 采样、制备
选择洽川湿地、潼关和风陵渡布点采样，共设置6个采样点:处女泉西南、处女泉荷塘、夏阳南渡口、风陵渡桥东500 m、风陵渡桥东1 000 m、风陵渡桥西500 m.每个采样点同时采集3份样品，每份1 kg左右，混匀作为一个采样点的样品.样品晾干后去除石子和动植物残体等异物，使之通过80目尼龙筛，利用四分法将采集的6个底泥样品分别缩分.精密称取1.00 g土样于100 mL聚四氟乙烯烧杯，用混酸消解［1］，定容到50 mL.样品消解同时做空白1份.
1.2 测定
1.2.1 原子吸收测定条件
表1 原子吸收测定条件元素测定波长(nm) 灯电流(mA) 狭缝宽度(nm)Pb 283.3 6 0.4 Cd 228.8 2 0.2 Cr 357.9 1.3 0.2 Cu 324.8 4.0 0.4 Mn 279.5 4.0 0.4 Zn 213.9 2.0 0.2
原子吸收分光光度计(北京瑞利WFX-120)，Pb、Cd、Cr、Cu、Zn和 Mn空心阴极灯.仪器测定条件见表1.
1.2.2 样品测定
用原子吸收分光光度法分别测定试液中的Pb、Cd、Cr、Cu、Zn和Mn，并根据
回归方程计算含量.
1.2.3 准确度实验
选取1号土壤样品，加入一定量6种元素的工作溶液，混酸消解测定后计算回收率，回收率均高于90%，平行测定3次.
1.2.4 精密度实验
将1号样品试液分别对各元素均连续进样5次，计算精密度，相对标准偏差均小
于1%.
2 土壤重金属污染评价
2.1 土壤重金属测定结果
洽川湿地土壤重金属含量见表2，陕西省表层土壤重金属背景值［2］见表3.
表2 洽川湿地土壤样品重金属含量(mg/kg)区域1 2 3 4 5 6 Pb 109.0 106.5 116.0 103.0 124.5 112.5 Cd 6.3 8.6 7.6 4.6 5.0 3.8 Cr 81.3 75.0 100.0 131.3 121.9 81.3 Cu 43.5 27.3 21.6 18.13 19.4 11.2 Mn 506.5 405.6 675.1 695.8 759.1 575.0 Zn 77.5 83.0 80.3 87.8 82.7 65.8
表3 陕西省表层土壤重金属背景值(mg/kg)元素Pb Cd Cr Cu Mn Zn背景值21.6 0.094 62.5 21.4 557.0 69.4
2.2 洽川湿地重金属污染评价
采用瑞典科学家Hakanson提出的潜在生态危害指数法［3］，对洽川湿地土壤重金属污染和潜在危害进行评价.该方法不仅反映了特定环境中各种污染的单一影响，也反映了多种污染物的综合影响，该方法采用定量方法对潜在生态危害的程度进行区分，是目前国内外土壤(沉积物)中重金属污染评价研究的先进方法之一.
2.2.1 评价方法
其中:是某一重金属的污染系数;是表层土壤重金属浓度实测值;是参比值.本文以陕西省表层土壤背景值为参比值.单项污染系数分级标准见表4.
表4 单项污染系统分级标准范围污染程度Cif≤1非污染1≤Cif≤2 轻微污染
2≤Cif≤3 中度污染Cif≥3重度污染
其中:是单一重金属的潜在生态危害系数;是单一重金属的毒性响应系数，反映了重金属对人体和固体物质系统的危害(Pb=5，Cd=30，Cr=2，Cu=5，Mn=1，
Zn=1).
重金属污染潜在生态危害系数和潜在生态危害综合指数分级标准见表5.
表5 Eir和综合 RI的分级标准［3］类型污染系数生态危害程度类型污染指数生态危害程度潜在生态危害系数≤40 40～80 80～60 160～320＞320轻微中等强很强极强潜在生态危害综合指数＜150 150～300 300～600＞600轻微中等强很强
2.2.2 评价结果
评价结果见表6、表7.
表6 单项污染系数和重金属污染潜在生态危害系数元素区域1 2 3 4 5 6 Pb CPbf 5.1 4.9 5.4 4.8 5.8 5.2 EPb r 25.5 24.5 27.0 24.0 29.0 26.0 Cd CCdf 67.0 91.5 80.9 48.9 53.2 40.4 ECd r 2 010 2 745 2 427 1 467 1 596 1 212 Cr CCrf 1.3 1.2 1.6 2.1 2.0 1.3 ECr r 2.6 2.4 3.2 4.2 4.0 2.6 Cu CCuf 2.0 1.3 1.0 0.8 0.9 0.5 ECu r 10.0 6.5 5.0 4.0 4.5 2.5 Mn CMnf 0.9 0.7 1.2 1.2 1.4 1.0 EMn r 0.9 0.7 1.2 1.2 1.4 1.0 Zn CZnf 1.1 1.2 1.2 1.3 1.2 0.9 EZn r 1.1 1.2 1.2 1.3 1.2 0.9
表7 潜在生态危害综合指数区域1 2 3 4 5 6 RI 2 050.1 2 780.3 2 464.6 1 550.6 1 636.1 1 245.0
3 结果讨论
(1)从单项污染系数看，Pb、Cd的单项污染系数均大于3，洽川湿地属于Pb、Cd 重度污染;Cr、Cu、Mn和Zn总体处于轻微污染.
(2)从潜在生态危害单项系数分析，Pb、Cr、Cu、Mn和Zn总体处于轻微生态危害.Cd处于很强生态危害.
(3)从潜在生态危害综合指数分析，所分析样品区总体属于很强生态危害，主要原
因是Cd严重超标所致.
本次所设定的采样点均属于黄河洽川湿地范围，属于黄河河流影响范围，其重金属含量必然受到黄河河水影响.湿地本身具有一定的自净作用，在湿地生存的芦苇等
植物对于重金属具有吸收累积的作用，可以降低湿地重金属含量，但是即使如此，洽川湿地仍属于很强生态危害，主要原因是Cd污染严重超标，建议一方面应加强对上游污染物，尤其是Cd污染排放进行严格监控;另一方面，洽川湿地应适当增
加对于Cd具有累积作用的植物的种植，对重金属进行富集去除［4-5］，而且最好是从本土生长的植物中筛选.
参考文献:
【相关文献】
［1］李吉锋.关中公路土壤重金属污染及潜在生态危害分析［J］.土壤通报，2013，44(3):115-117.
［2］王利军，卢新卫，雷凯，等.渭河宝鸡段表层沉积物重金属污染研究［J］.农业环境科学学报，2011，30(2):334-340.
［3］张曼胤，崔丽娟，盛连喜.衡水湖湿地底泥重金属污染及潜在生态风险评价［J］.湿地科学，2007，5(4):362-369.
［4］李鸣，吴结春，李丽琴.鄱阳湖湿地22种植物重金属富集能力分析［J］.农业环境科学学报，2008，27(6):2413-2418.
［5］李梦婕，江韬，魏世强.兰州银滩湿地5种植物对重金属吸附能力的分析［J］.环境科学与技术，2011，34(8):109-114.。