張旭

摘要[目的]評價鳳縣金礦周邊河道沉積物中重金屬的潛在生態(tài)危害。[方法]沿金礦周邊地段采集河道表層沉積物，測定分析沉積物內(nèi)重金屬含量，采用Hakanson潛在生態(tài)危害指數(shù)法分析沉積物中重金屬的危害程度。[結(jié)果]金礦周邊河道地段大部分區(qū)域的重金屬潛在生態(tài)危害屬于輕度危害，產(chǎn)生危害的重金屬為Pb、Hg、Cu、Cd、As。個別采樣點出現(xiàn)中度污染，產(chǎn)生中度污染危害的重金屬是Hg、Cd、Cu。綜合潛在生態(tài)危害指數(shù)（RI）表明，河道沉積物內(nèi)重金屬污染程度總體上屬于輕度生態(tài)危害，3段河道重金屬污染危害程度由強至弱依次為三臺山金礦、龐家河金礦、小裕河金礦。[結(jié)論]該研究可為礦區(qū)周邊河道重金屬治理提供科學依據(jù)。

關(guān)鍵詞河道沉積物；重金屬；潛在生態(tài)風險評價；鳳縣

中圖分類號S181.3文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）14-0057-03

Abstract[Objective]To evaluate the potential ecological risk of heavy metals in river sediment around Feng County. [Method]Based on the data of heavy metals in the surface sediments from three rivers near gold mine， the potential ecological risk of heavy metals were analyzed and assessed by using the method of potential ecological risk indices presented by Hakanson. [Result]The results showed that the contamination of surface sediments from rivers near gold mine was slight， and the main factor caused ecological hazard was mercury， cadmium and copper following by lead and arsenic. The comprehensive index of potential ecological risk showed the contamination level of surface sediments was slight ecological risk，the harm degree of heavy metal pollution in Santaishan gold mine，Pangjiahe and Xiaoyuhe decreased successively.[Conclusion]The study can provide reference for the treatment of heavy metal pollution in the surrounding rivers of mining area.

Key wordsRiver sediments；Heavy metals；Assessment of potential ecological risk；Fengxian

沉積物是攜帶有機質(zhì)、微生物、微量元素以及砂石等在水流搬遷過程中沉積在水底的物質(zhì)，是研究土壤、水體污染的典型代表[1]。通常有毒有害重金屬物質(zhì)進入水體，大部分元素在有機質(zhì)及pH變化的情況下，從水相轉(zhuǎn)入固相，進而轉(zhuǎn)入沉積物內(nèi)[2]。沉積物中一些微量元素能夠很好地反映自然環(huán)境中的污染情況。評價重金屬的污染對于保護環(huán)境具有重要意義。

潛在生態(tài)危害評價法是一種定性、定量的評價方法，通過對重金屬的危害賦予毒性系數(shù)，以特定的加權(quán)方式計算重金屬的潛在生態(tài)危害。潛在生態(tài)危害評價法不僅能體現(xiàn)重金屬毒害程度，更能在空間地理位置方面清晰準確地表達污染區(qū)域及程度大小[3-4]。筆者以鳳縣金礦周邊河道沉積物為研究對象，采用Hakanson潛在生態(tài)危害指數(shù)法研究沉積物中重金屬的危害程度。

1樣品采集與分析

1.1樣品采集以嘉陵江上游二級支流小裕河為調(diào)查對象，沿線設(shè)定龐家河金礦、小裕河金礦、三臺山金礦3個主要采樣控制點，共設(shè)16個樣品采集點。使用自制沉積物采樣器（直徑50 mm高密度聚乙烯管切割成斜面，固定在竹竿的一端，便于插入淤泥中采樣）。采樣點的設(shè)定，依據(jù)河流寬度和深度，采集河底表層0～5 cm沉積物，根據(jù)橫切斷面的寬度不同設(shè)定2～5個等量子樣混合而成，重2～5 kg。采用網(wǎng)格布點法采集當?shù)匚幢晃廴镜暮拥莱练e物，將從16個點采集的樣品混合均勻，裝袋密封，用于測定沉積物內(nèi)重金屬元素的天然背景值。采樣區(qū)域的分布如圖1所示。

1.2樣品分析與測定采集的樣品帶回實驗室，在自然條件下風干，將樣品研磨、破碎、過1 mm篩，所得樣品于干燥器中保存。試驗消解樣品采用比例為6∶3∶2的HNO3-H2SO4-HClO4混合酸微波消解法消解。消解后的溶液樣品進行稀釋定容，澄清后取上清液，采用ICP-MS電感耦合等離子質(zhì)譜儀進行Pb、Cd、Cu等元素測定。

1.3重金屬污染評價方法土壤重金屬評價方法諸多，但能否準確評判沉積物中重金屬污染程度，選擇合適的評價方法很重要。目前，常用的評價法有內(nèi)梅羅指數(shù)法、潛在生態(tài)危害指數(shù)法、環(huán)境風險評價法、單因子指數(shù)法、污染負荷指數(shù)法等[5]。以上方法主要針對土壤，從沉積學角度對土壤或沉積物中重金屬污染進行評價[6]。對于潛在生態(tài)危害指數(shù)法不僅考慮到超標情況，更重要的是通過大量試驗模擬對不同種類重金屬賦予毒性系數(shù)，依此來衡量沉積物中重金屬的危害程度[7]。潛在生態(tài)危險指數(shù)（RI）的計算公式如下：

沉積物中各重金屬生物毒性因子以及沉積物中重金屬含量的天然背景值見表1，潛在生態(tài)等級劃分見表2。

2結(jié)果與分析

2.1沉積物中重金屬分布規(guī)律分別對分布在小裕河周邊的金礦內(nèi)重金屬平均含量進行計算，結(jié)果見表3。小裕河周邊金礦的污染情況略有不同，各類重金屬元素的污染類型和

2.2沉積物中重金屬污染評價根據(jù)上述公式，鳳縣小裕河表層沉積物中重金屬含量見表4。由表4可知，采樣區(qū)沉積物中重金屬Pb、Hg、Cu、Cd、As的Eir大部分采樣點屬于輕度污染。三臺山、小裕河、龐家河金礦周邊河道個別采樣點出現(xiàn)Hg污染，三臺山金礦周邊河道Hg污染最嚴重，采樣點1號采樣點Hg的Eir達到強度污染，小裕河金礦7、11、12號采樣點Hg達到中度污染，龐家河16號采樣點的Hg為中度污染。重金屬Pb均屬于輕度污染，個別采樣點未受污染。重金屬Cu基本未出現(xiàn)超標現(xiàn)象，只有小裕河個別點采樣點11號Cu的Eir值達到60.73，屬于中度污染。Cd的Eir達到中度污染的點有8個，其中，三臺山金礦4個點，小裕河金礦周邊3個點，龐家河1個點。As均屬于輕度污染，未發(fā)現(xiàn)中度污染。采樣區(qū)河道金礦周邊河道沉積物中各單項重金屬Eir排序：①三臺山金礦從小到大依次為Cu、Pb、As、Cd、Hg；②小裕河金礦從小到大依次為As≈Pb、Cu、Cd、Hg；③龐家河金礦從小到大依次為Pb、Cu、As、Hg、Cd。以單項重金屬污染危害評價，金礦周邊河道代表層沉積物中Hg、Cd污染最嚴重；Cu、Pb次之，As污染最輕。

三臺山金礦周邊河道沉積物內(nèi)重金屬RI為160.32，達到中度污染水平；小裕河金礦周邊河道沉積物中重金屬RI為104.72，總體危害水平達到輕度污染；龐家河金礦周邊河道沉積物中重金屬RI達到112.49，為輕度污染水平。金礦附近的3段河道RI相差很小，從小到大次序為小裕河金礦、龐家河金礦、三臺山金礦。鳳縣金礦周邊區(qū)域河道沉積物中重金屬污染，除個別重金屬、個別點位出現(xiàn)污染外，總體上屬于輕度污染。

3結(jié)論

該研究結(jié)果表明，金礦的生產(chǎn)活動對周邊區(qū)域及河流產(chǎn)生了一定程度的污染，個別區(qū)域出現(xiàn)局部污染，大部分區(qū)域?qū)儆谳p度污染。金礦的生產(chǎn)過程中附帶有伴生礦，其中夾雜的重金屬種類繁多，在洗選、冶煉過程中需要進一步加強污染防控[8] 。從選取的金礦周邊區(qū)域內(nèi)3段河道分析發(fā)現(xiàn)金礦分布密集的區(qū)域，土壤、沉積物中重金屬Pb、Cu、As的變化并不一定明顯，但沉積物、土壤重金屬Hg、Cd含量普遍會隨著金礦的開采出現(xiàn)偏高的現(xiàn)象。鳳縣金礦周邊河道沉積物中重金屬的綜合潛在生態(tài)危害指數(shù)（RI）表明，河流重金屬污染屬于輕度生態(tài)危害，3段河道的沉積物中重金屬危害程度也表明重金屬污染通常屬于局部性污染，一般不會出現(xiàn)廣泛性污染，這也對今后的治理提供了有力的線索。

參考文獻

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