林 童，宋 迪，毛凌晨，陶 紅，施 柳，袁時玨

1.上海理工大學(xué)環(huán)境與建筑學(xué)院，上海 2000932.上海閔行區(qū)環(huán)境監(jiān)測站，上海 200199

往復(fù)流河道沉積物重金屬的污染特征和風(fēng)險評估

林 童1，宋 迪2，毛凌晨1，陶 紅1，施 柳1，袁時玨1

1.上海理工大學(xué)環(huán)境與建筑學(xué)院，上海 2000932.上海閔行區(qū)環(huán)境監(jiān)測站，上海 200199

在往復(fù)流現(xiàn)象明顯的蕰藻浜中下游河道選擇16個采樣點，分析研究沉積物性狀以及Cr、Cu、Zn、Cd、Ni、Pb、Mn的含量以及分布情況。結(jié)果表明：蕰藻浜總體污染程度為中等，其中陳行橋、江楊北路橋以及淞港碼頭污染較嚴重。Cr、Cd、Pb、Ni、Cu、Zn和Mn的含量分別為24.0～357.0、0.06～0.69、20.0～85.4、18.2～132、14.2～136、84.6～685、472～1 086 mg/kg。通過分析發(fā)現(xiàn)，Pb、Ni、Cu、Zn和Cr總量都具有顯著的相關(guān)性，很有可能來自同一外源污染，而中游河段的Mn主要來自于沉積物母質(zhì)。河道兩岸以往的工業(yè)與生活排污以及往復(fù)水流使得重金屬污染物在沉積物中聚集是造成重金屬污染的潛在原因。運用地累積指數(shù)法、潛在生態(tài)危害指數(shù)法、污染負荷指數(shù)3種風(fēng)險評價法對沉積物重金屬進行風(fēng)險評估，總體來說，3種評價方法都表明Cu的污染程度較嚴重，Mn的污染較輕。其中地累積指數(shù)法結(jié)果顯示，各重金屬的污染順序為Cu>Zn≥Cd>Pb≥Cr>Ni>Mn，然而由于Cd本身生物毒性較高，對沉積物生態(tài)環(huán)境危害貢獻率可達到60%；污染負荷指數(shù)評價結(jié)果發(fā)現(xiàn)蕰藻浜下游河段部分斷面沉積物達到了極強污染程度，應(yīng)當受到重視。

往復(fù)流河道；沉積物；重金屬；風(fēng)險評估

上海地處長江三角洲東緣，東臨東海，北靠長江，南倚杭州灣，處于太湖流域下游。地勢平坦，河流交錯，屬于典型的平原感潮河網(wǎng)[1]，城市河道水流多呈現(xiàn)往復(fù)流狀態(tài)。此外，全市河道水文環(huán)境復(fù)雜，并未形成連通的水網(wǎng)，局部水體被截斷，河流水體得不到充足的更換[2]，加之部分工業(yè)廢水和生活污水的排放，易導(dǎo)致水體黑臭、水質(zhì)超標、水體富營養(yǎng)化等現(xiàn)象[3]。蕰藻浜橫貫上海北部，直通屬中等強度潮汐河流的黃浦江，由于河道兩岸排水和潮汐的影響，河道水流的流態(tài)呈現(xiàn)出往復(fù)狀，水位變化復(fù)雜[3]，而且其長期承擔(dān)調(diào)水排污功能而水質(zhì)污染較為嚴重，水質(zhì)已被列為劣V類[3-4]，與城市發(fā)展的功能定位極不相稱，沿岸冶煉、制造業(yè)等潛在工業(yè)污染源較多，且居民生活污水未經(jīng)嚴格的截污納管，直接排入河道并經(jīng)長期保存，諸多因素造成河道污染頑固頻發(fā)[4]。

河道沉積物作為污染物的主要聚集之處，日漸成為環(huán)境問題的焦點。上覆水體的環(huán)境條件隨物理、化學(xué)和生物等因素變化，導(dǎo)致河道沉積物成為污染物的“源”[5-8]，影響著河道水環(huán)境的質(zhì)量[9]。其中，沉積物中重金屬的濃度往往會比水體中高幾個數(shù)量級[10]，而且重金屬在環(huán)境中不會被降解且不易遷移，反而在環(huán)境變化時，可能通過解吸被釋放，從而形成二次污染[11-16]，對河道生態(tài)環(huán)境構(gòu)成嚴重威脅[16]。

鑒于往復(fù)流河道水文環(huán)境的復(fù)雜性，研究利用3種常用的沉積物(土壤)風(fēng)險評價方法：①地累積指數(shù)評價法[16]，即利用重金屬富集總量與當?shù)赝寥辣尘爸祦砉浪阒亟饘俑患潭鹊姆椒?，根?jù)重金屬的總含量進行評價，以此了解重金屬的整體污染程度；②潛在生態(tài)危害指數(shù)評價法，即采用測定沉積物中重金屬濃度的方法，重點評價重金屬對水體中生物的潛在危害程度，該評價法體現(xiàn)了對化學(xué)分析(包括形態(tài)分布)、數(shù)據(jù)加和、生物毒性以及指數(shù)靈敏度的要求；③污染負荷指數(shù)法，用于直觀地反映各種重金屬對污染的貢獻程度，以及重金屬在時間、空間上的變化趨勢，綜合評估蕰藻浜沉積物重金屬的污染水平并分析不同重金屬的潛在污染來源。

1 實驗部分

1.1沉積物樣品采集與處理

于2014年7月，在黃浦江支流蕰藻浜中下游河道共布設(shè)16個監(jiān)測斷面采樣點(圖1)，其中部分監(jiān)測斷面與寶山區(qū)地表水例行監(jiān)測斷面一致，同時兼顧有支流匯合斷面(如潘涇、南泗塘、西泗塘、東茭涇、新槎塘、東槎塘等)。利用抓斗式采樣器于每個斷面間隔采集沉積物表層5個平行樣品，就地混合均勻，裝入聚乙烯采樣瓶中，密封避光處理，做好標記備用。

圖1 采樣點空間分布情況示意圖Fig.1 Sampling sites for river sediments in Wenzao Creek

沉積物樣品采集后，除去雜質(zhì)(剔除沉積物中水生生物殘體及礫石)，-80 ℃冷凍干燥48 h(沉積物含水率降到1%以下)，研磨破碎，濾過篩網(wǎng)(150 μm)，混合均勻，多次使用四分法選出供試樣品(約5 g)，置于冰箱中-15 ℃冷藏待測[17]。所有沉積物樣品均經(jīng)過微波消解并適當稀釋，使用電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS，Perkin Elmer, NexION 300X)測定其中的Cr、Cd、Pb、Ni、Cu、Zn和Mn的濃度。

1.2質(zhì)量保證與質(zhì)量控制

為了確保實驗的準確性，實驗中采用標準物質(zhì)GBW07309(GSD-9)作為質(zhì)控樣與沉積物樣品同時處理，所有樣品設(shè)3個平行樣。同時為了檢驗儀器的穩(wěn)定性，在測試過程中檢測內(nèi)控樣(用多元素標準使用液稀釋而成，稀釋液為2%HNO3，稀釋后內(nèi)控樣的濃度為20 μg/L，每隔10個樣品測定1次)的測試結(jié)果[18]。

標準物質(zhì)的檢測結(jié)果如表1所示。

表1 水體沉積物標樣重金屬回收率和儀器穩(wěn)定性檢驗Table 1 Recovery of heavy metal concentration in sediment standards and the stability of instruments

由表1可見，實驗檢測元素的回收率為94.6%～108.3%，方法精密度(RSD)均小于5%，均符合微量元素的分析標準，分析結(jié)果具有較高的可信度；方法空白測定結(jié)果均較低，說明所用試劑、消解所用的聚四氟乙烯消解罐、塑料容量瓶等都滿足該實驗的要求。

1.3沉積物顆粒粒度分析

沉積物的粒度直接影響其水動力學(xué)特性、比表面積與表面官能團，從而對沉積物中重金屬含量產(chǎn)生影響[19]。研究[19]表明，重金屬主要富集在粒徑小于63 μm的沉積物中，而粒徑小于63 μm的沉積物代表了水體沉積物中可被再懸浮部分；另有研究認為，由于細顆粒比表面積大，并含有較多表面帶負電荷的黏粒礦物，因此沉積物粒度與其中的重金屬含量通常成反比[20-21]。研究使用激光粒度儀(BT-9300Z)對所有的蕰藻浜沉積物樣品進行了粒徑分析，并分析討論重金屬含量與粒度的關(guān)系。

1.4污染評價方法

河道沉積物重金屬的評估方法較多，鑒于往復(fù)流河道水文環(huán)境的復(fù)雜性，研究采用3種常用的沉積物(土壤)風(fēng)險評價方法(表2)。

表2 3種重金屬評價方法Table 2 Three Risk assessments of heavy metals

2 結(jié)果與分析

2.1蕰藻浜沉積物重金屬分布與粒度

蕰藻浜中下游沉積物中7種重金屬含量見表3，將上海市土壤重金屬元素背景值[23]作為環(huán)境風(fēng)險評價的背景值。由表3可見，沉積物中Cr、Cd、Pb、Ni、Cu、Zn、Mn平均含量分別為當?shù)赝寥辣尘爸档?.92、1.94、1.63、1.53、2.91、2.83、1.20倍；其中，Cr、Cd、Zn、Cu超標最為嚴重，與賈英等學(xué)者對上海河道沉積物重金屬的研究結(jié)果具有一致性[26-27]。此外，在上海地區(qū)，根據(jù)蘇州河治理工程經(jīng)驗編有《蘇州河沉積物疏浚質(zhì)量控制標準》和《蘇州河生物毒性指標》。蕰藻浜與蘇州河同屬黃浦江下游重要支流，水環(huán)境與水污染情況有眾多相似之處[3]。因此，蕰藻浜中下游沉積物重金屬含量可與這些重金屬污染指標進行比較，可客觀得出各個檢測斷面沉積物污染及危害程度和整體概況。與蘇州河沉積物疏浚質(zhì)量控制標準相比，Cr、Zn的平均含量已經(jīng)低于標準值；與蘇州河生物毒性指標相比，只有Ni的平均含量稍超出指標，其他重金屬含量仍處于安全限度范圍之內(nèi)。

表3 各采樣點重金屬含量Table 3 The heavy metal contents in theanalyzed river sediments mg/kg

注：“—”表示無相應(yīng)指標。

根據(jù)粒徑分析，蕰藻浜中下游沉積物粒度基本處于5～800 μm之間，跨度較大，主要河段以極細砂和粉砂為主，中游地區(qū)部分河段以中-細砂為主。研究在16個采樣點中分別選取中游河段的采樣點1(滬宜公路橋)和采樣點4(陳行橋)以及下游河段的采樣點14(泰和路)、采樣點15(淞浦路)與采樣點16(吳淞口)，5個采樣點依次呈現(xiàn)中下游河段的粒徑分布(表4)。除滬宜公路橋以外，其他4個點位的沉積物以粉砂為主，黏粒所占百分比順序為陳行橋>泰和路>淞浦路>吳淞口,與重金屬總量的順序一致，即5個采樣點的污染程度順序為陳行橋>泰和路>淞浦路>吳淞口>滬宜公路橋?？梢姡S著粒徑減小，重金屬含量隨之增加，污染程度較高。分析原因是由于“同晶置換現(xiàn)象”使得黏粒礦物表面帶負電荷，能吸附水體中的重金屬陽離子[19]，并且黏粒的比表面積大，能夠進行離子交換的位點較多。相比較而言，砂粒表面所能負載的重金屬離子較少[19]。

為了探討各重金屬的污染源，表5對所有樣品中的7種重金屬總量進行了相關(guān)性分析[28]。Cr的含量是背景值的1.92倍，因此具有外來污染源，其與重金屬Pb、Ni、Cu、Zn都具有顯著的相關(guān)性，可推測此5種重金屬具有相似的污染源。而Cd、Mn和其他任一種金屬不存在相關(guān)性。

表4 5條河段沉積物粒徑分布Table 4 Particle size distribution of sediments inform five sampling points %

表5 蕰藻浜沉積物重金屬相關(guān)性矩陣Table 5 Pearson correlation of heavy metalconcentrations in sediments

2.2地累積指數(shù)評價

蕰藻浜表層沉積物中重金屬元素的地累積指數(shù)分布情況如圖2所示?？梢钥闯觯蟛糠植蓸狱c沉積物的地累積指數(shù)都在0～1之間(輕度污染)或小于0(無污染)。各重金屬元素的污染程度由高到低分別為Cu >Zn≥Cd>Pb≥Cr>Ni>Mn，其中除點位12(江楊北路橋)之外，其余樣品中Ni處于無污染程度。其他重金屬處于輕度-偏中度污染程度。

此外，污染最為嚴重的采樣點及這些河段平均值的地累積指數(shù)級數(shù)見表6。由表6可以看出，蕰藻浜污染較嚴重河段沉積物受到重金屬污染種類基本相同，污染程度有所不同，其中，Zn和Cu污染程度相對嚴重，Cd、Cr、Pb和Ni污染依次羅列其后，幾乎沒有受到Mn污染，與蕰藻浜沉積物重金屬含量基本情況直觀分析的結(jié)果相同。重金屬污染最為嚴重地區(qū)主要集中在采樣點4(陳行橋)附近河段、采樣點12(江楊北路橋)及采樣點13(淞港碼頭)附近河段。

圖2 蕰藻浜沉積物重金屬地累積指數(shù)Fig.2 The geoaccumulation index of heavy metals in the sediments in Wenzao Creek

編號采樣點污染程度CrCdPbNiCuZnMn4陳行橋偏中輕輕輕中偏中無7滬太路塘橋輕輕輕無偏中輕輕12江楊北路橋偏中輕輕偏中偏中中無13淞港碼頭輕偏中輕輕偏中偏中無14泰和路橋輕輕偏中無輕輕無平均水平偏中偏中輕輕偏中偏中無

2.3潛在生態(tài)危害指數(shù)評價

圖3 蕰藻浜各點位RI分布Fig.3 The distribution of RI in all samples in the Wenzao Creek

2.4污染負荷指數(shù)評價

根據(jù)污染負荷指數(shù)評價法，可得各重金屬的最高污染系數(shù)及污染負荷指數(shù)(圖4)。從圖4可以看出，采樣點1(滬宜公路橋)和采樣點2(瀏翔公路橋)IPL值小于1，說明這2個采樣點附近無污染。所有斷面中，采樣點12(江楊北路橋)和采樣點13(淞港碼頭)的IPL均大于3，表明其處于極強污染水平。其他點位的污染程度則大多處于中等污染水平。根據(jù)IPLzone可判斷蕰藻浜整體屬于中度污染。基于7種金屬的IPL均值，可得其污染順序為Cu>Zn>Cr>Cd>Pb>Ni>Mn，其中Cu和Zn的Fi較高，屬于強污染程度，其他重金屬則處于中度污染狀態(tài)。整體來看，采樣點4(陳行橋)、采樣點12(江楊北路橋)和采樣點13(淞港碼頭)處IPL值較突出，說明其污染程度較嚴重。

圖4 各采樣點的污染負荷指數(shù)Fig.4 The pollution load index of all sites

3 討論

3.1蕰藻浜沉積物重金屬污染評價方法的比較

研究采用3種不同方法評價了蕰藻浜河道沉積物重金屬污染的情況。3種評價方法均表明蕰藻浜沉積物中重金屬污染的總體趨勢基本一致，以Zn和Cu污染影響較大，蕰藻浜總體污染程度為中等，以采樣點4(陳行橋)、采樣點12(江楊北路橋)、采樣點13(淞港碼頭)污染較嚴重。由此說明這3種方法均能對河道沉積物重金屬污染狀況作出客觀評價，能相互補充和檢驗。

3種評價方法結(jié)果均得出采樣點13(淞港碼頭)污染程度較嚴重，分析其原因在于其處于河道下游，匯聚了多種污染源且沉積物粒徑小，重金屬污染濃度高。地累積指數(shù)法側(cè)重于重金屬含量與上海市土壤背景值的比較，反映出各種重金屬的富集程度，沒有考慮對生物的危害，評價的結(jié)果表明Zn和Cu污染程度相對嚴重，重金屬污染最為嚴重地區(qū)主要集中在采樣點4(陳行橋)附近河段、采樣點12(江楊北路橋)及采樣點13(淞港碼頭)附近河段。

潛在生態(tài)危害指數(shù)法不僅考慮了沉積物重金屬的濃度效應(yīng)，還考慮了多種重金屬污染的協(xié)同效應(yīng)以及不同重金屬的毒性效應(yīng)，評價結(jié)果表明：采樣點13(淞港碼頭)的Cd生態(tài)危害系數(shù)超過了160，達到很強生態(tài)危害程度；采樣點6(顧陳路橋)的Cd生態(tài)危害系數(shù)達到了強生態(tài)危害程度，生態(tài)危害較為嚴重。由于Cd的毒性較大，因此應(yīng)作為重點防控對象。采樣點13(淞港碼頭)污染程度最強，達到了中等生態(tài)危害程度。污染負荷指數(shù)法反映了各個重金屬對污染的貢獻程度和重金屬在空間上的變化趨勢，但沒有反映重金屬的地球化學(xué)活性和生物可利用性。根據(jù)評價結(jié)果可得16個采樣點中采樣點12(江楊北路橋)和采樣點13(淞港碼頭)的IPL均大于3，表明其受到極強污染，分析其原因可能是點位附近存在機械、冶金、物流等工業(yè)，排放大量廢氣、廢水、廢渣，導(dǎo)致較嚴重的重金屬污染。其他采樣點的污染程度則大多處于中等污染水平。此外，Cu和Zn的Fi較高，屬于強污染程度，其他重金屬含量則處于中度污染狀態(tài)。

3.2蕰藻浜沉積物重金屬潛在污染源分析

蕰藻浜兩岸碼頭林立，機械、冶金、物流等產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，排放的含有大量重金屬的廢氣、廢渣、廢水對河道造成了嚴重的污染。研究通過對7種重金屬的相關(guān)性分析可知，沉積物中的重金屬Pb、Ni、Cu、Zn和Cr都具有顯著的相關(guān)性，可以推測重金屬Pb、Ni、Cu、Zn和Cr來源相同。分析其原因可能是采樣點附近存在機械、冶金、物流等工業(yè)，排放大量廢氣、廢水、廢渣，導(dǎo)致較嚴重的重金屬污染。而Cd和其他任一種金屬不存在相關(guān)性，分析其主要來源可能是來自面源的地表徑流，亦可能是受Cd污染河段附近的合金、鋼材生產(chǎn)、電鍍等加工廠影響。Mn和其他重金屬也不存在顯著相關(guān)性，其平均含量為背景值的1.20倍，由此可知，蕰藻浜沉積物中的Mn主要來自于母質(zhì)，下游河道可能受到來自寶山區(qū)重工業(yè)區(qū)的外源Mn污染影響。

綜合對重金屬污染源的分析，其主要污染來源在于沿岸工業(yè)污染源多，兩岸企業(yè)、碼頭等生產(chǎn)活動較多，沙石料、垃圾等堆場碼頭、攪拌站密布，產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水和地表徑流沖刷產(chǎn)生大量重金屬污染。其次，以往部分未經(jīng)截污納管的工業(yè)污水和生活污水直接排入河道并經(jīng)長期積存，導(dǎo)致河道沉積物重金屬的持久性污染。而河道老化，河水往復(fù)流動導(dǎo)致河底沉積物本身淤積較厚，也可能是蕰藻浜沉積物中富集大量重金屬污染物的重要原因。

4 總結(jié)

1)蕰藻浜河道沉積物中的重金屬含量均超出當?shù)赝寥辣尘爸?，其中Cr、Cd、Zn、Cu超標最為嚴重。滬宜路、陳行橋、泰和路、淞浦路和吳淞口樣品中粉砂和黏粒的含量與其污染程度順序一致，即隨著粒徑減小，重金屬含量隨之增加，說明細顆粒沉積物對重金屬的富集有顯著影響。

2)7種重金屬的相關(guān)性分析表明，重金屬Pb、Ni、Cu、Zn和Cr總量都具有顯著的相關(guān)性，屬于同源污染物，主要受周邊工業(yè)的影響。Cd和其他任一種金屬不存在相關(guān)性，主要來源可能是地表徑流、有色金屬冶煉、塑料制品的焚燒等。與背景值相比，Mn超標最少，與其他重金屬也不存在顯著相關(guān)性，在中游斷面，Mn主要來自于沉積物母質(zhì)，下游樣品則可能受河道附近工業(yè)影響。

[1] 陳美發(fā). 上海市河道治理現(xiàn)狀與展望[J]. 城市道橋與防洪，2003(1):43-45.

CHEN Meifa.Current situation and prospect of Shanghai River Regulation[J]. Urban Roads Bridges & Flood Control，2003(1):43-45.

[2] 周穎, 季彩華. 上海市河道整治變化歷程及新理念的應(yīng)用[J].中國水運，2011,11(8):158-160.

ZHOU Ying, JI Caihua. The regulation change course and application of new ideas of river in Shanghai[J].China Water Transport，2011,11(8):158-160.

[3] 吳紅巖. 關(guān)于蕰藻浜水環(huán)境污染的調(diào)查研究與思考[J].環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2013,32(2):49-51.

WU Hongyan. Investigation and consideration about Wenzao Creek water pollution[J]. Environmental Science Survey，2013,32(2):49-51.

[4] 周念清, 王燕, 江思珉, 等. 長江口水質(zhì)現(xiàn)狀與水環(huán)境特征研究[J].上海環(huán)境科學(xué)，2009,28(2):52-55.

ZHOU Nianqing,WANG Yan, JIANG Simin, et al. Studies on the water quality status and the nature of water body of Yangtze river estuary[J]. Envoronmental Science of Shanghai，2009,28(2):52-55.

[5] 袁旭音, 王愛華, 許乃政. 太湖沉積物中重金屬的地球化學(xué)形態(tài)及特征分析[J].地球化學(xué)，2004,33(6):611-618.

YUAN Xuyin, WANG Aihua, XU Naizheng. Chemical partitioning of heavy metals and their characteristics for sediments from lake Taihu[J]. Chinese Joural of Geochemistry，2004,33(6):611-618.

[6] 徐信, 支崇遠, 陳玲. 花溪水庫表層沉積物重金屬污染及潛在生態(tài)風(fēng)險評價[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2012,28(3):76-78.

XU Xin, ZHI Chongyuan,CHEN Ling. Potential ecological risk assessment of heavy metal in surface sediments from the Huaxi reservior[J]. Environmental Monitoring in China，2012,28(3):76-78.

[7] 陳一清, 黃鐘霆, 畢軍平, 等. 湘江干流沉積物中鉛和鎘的污染特征與評價[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2014,30(2):62-66.

CHEN Yiqing, HUANG Zhongting, BI Junping, et al. Pollution characteristics and assessment of Pb， Cd in the sediments of Xiangjiang[J]. Environmental Monitoring in China，2014,30(2):62-66.

[8] 張光貴.洞庭湖表層沉積物中重金屬污染特征、來源與生態(tài)風(fēng)險[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2015,31(6):58-64.

ZHANG Guanggui.Pollution characteristics，sources and ecological risk of heavy metals in surface sediments from Dongting lake[J].Environmental Monitoring in China，2015,31(6):58-64.

[9] 肖永麗, 付曉萍, 高陽俊, 等. 上海市郊區(qū)河道底泥重金屬污染狀況評價[J]. 環(huán)境工程，2014(32):879-884.

XIAO Yongli, FU Xiaoping, GAO Yangjun, et al. Assessment on heavy metals pollution in river sediments of Shanghai suburban area[J]. Environmental Engineering，2014(32):879-884.

[10] 賈振邦, 霍文毅, 趙智杰, 等. 應(yīng)用次生相富集系數(shù)評價柴河沉積物重金屬污染[J]. 北京大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2000,36(6):808-812.

JIA Zhenbang, HUO Wenyi, ZHAO Zhijie, et al. Secondary phase enrichment factor for evaluation of heavy metal pollution of sediment in the Chai river[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitiatis Pekinensis，2000,36(6):808-812.

[11] 滑麗萍, 華珞, 高娟, 等. 中國湖泊底泥的重金屬污染評價研究[J].土壤，2006,38(4):366-373.

HUA Liping, HUA Luo, GAO Juan, et al. Heavy metal pollution of sediments of lakes in China[J]. Soils，2006,38(4):366-373.

[12] WANG S F, JIA Y F, WANG S Y. Fractionation of heavy metals in shallow marine sediments from Jinzhou Bay China[J]. J Environ Sci-China，2010,22(1):23-31.

[13] LIU H L, LI L Q, YIN C Q, et al. Fraction distribution and risk assessment of heavy metals in sediments of Moshui Lake[J]. J Environ Sci-China，2008,20(4):390-397.

[14] 劉成, 邵世光, 范成新, 等. 巢湖重污染匯流灣區(qū)沉積物重金屬污染特征及生態(tài)風(fēng)險[J]. 中國環(huán)境科學(xué)，2014,34(4):1 031-1 037.

LIU Cheng, SHAO Shiguang, FAN Chengxin, et al. Pollution status and risk assessment of heavy metal in the sediment of the severe polluted confluence area of Lake[J]. China Environmental Science，2014,34(4):1 031-1 037.

[15] RERTIN C, BOURG A. Trends in the heavy metal content (Cd，Pb，Zn) of river sediments in the drainage basin of smelting activities [J].Water Research，1995,29(7):1 729-1 736.

[16] 姚曉飛, 于曉華, 周巖梅, 等. 南沙河水體重金屬污染特征及潛在生態(tài)危險評價[J]. 中國環(huán)境監(jiān)測，2012,28(3):18-22.

YAO Xiaofei, YU Xiaohua, ZHOU Yanmei, et al. Contents and potential ecological risk of heavy metals in Nansha river[J]. Environmental Monitoring in China，2012,28(3):18-22.

[17] 魯如坤. 土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)科技出版社,1999:15-19.

LU Rukun. Agricultural chemical analysis of soil[M]. Beijing: Agricultural Science and Technology in China,1999:15-19.

[18] 邱鴻榮, 羅建中, 鄭國輝, 等. 西南涌流域底泥重金屬污染特征及潛在生態(tài)危害評價[J]. 中國環(huán)境監(jiān)測，2012,28(6):33-36.

QIU Hongrong,LUO Jianzhong,ZHENG Guohui,et al.Investigation of heavy metal pollution characteristics and potential ecological risk assessment in sediment of Xinan river watershed[J]. Environmental Monitoring in China，2012,28(6):33-36.

[19] 張遠, 石陶然, 于濤, 等. 滇池典型湖區(qū)沉積物粒徑與重金屬分布特征[J].環(huán)境科學(xué)研究，2013,26(4):370-379.

ZHANG Yuan, SHI Taoran,YU Tao,et al. Sediment particle size and the distribution of heavy metals in the typical districts of Dianchi lake[J]. Research of Environmental Science，2013,26(4):370-379.

[20] TACK F M G. Trace Elements: General Soil Chemistry,Principles and Processes[M].Published by Wiley,2010:9-39.

[21] RAJ S M, JAYAPRAKASH M. Distribution and enrichment of trace metals in marine sediments of Bay of Bengal, off Ennore, south-east coast of India[J]. Environmental Geology，2008,56(1):207-217.

[22] LOSKA K, WIECHLA D. Application of principal component analysis for the estimation of source of heavy metal contamination in surface sediments from the Rybnik Reservoir[J]. Chemosphere，2003, 51(8):723-733.

[23] 徐慶, 錢瑾, 張毓祥, 等. 上海黃浦江表層沉積物重金屬污染評價[J]. 中國環(huán)境監(jiān)測，2011,27(3):89-92.

XU Qing, QIAN Jin, ZHANG Yuxiang, et al.Assessment on heavy metals pollution in surface sediments of Huangpu river Shanghai[J]. Environmental Monitoring in China，2011,27(3):89-92.

[24] 陳明, 蔡青云, 徐慧, 等. 水體沉積物重金屬污染風(fēng)險評價研究進展[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報，2015,24(6):1 069-1 074.

CHEN Ming, CAI Qingyun, XU Hui, et al. Research progress of risk assessment of heavy metals pollution in water body sediments[J]. Ecology and Environmental Sciences，2015,24(6):1 069-1 074.

[25] 史貴濤, 陳振樓, 許世遠. 上海城市公園土壤及灰塵中重金屬污染特征[J]. 環(huán)境科學(xué)，2007,28(2):238-242.

SHI Guitao, CHEN Zhenlou, XU Shiyuan. Characteristics of heavy metal pollution in soil and dust of urban parks in Shanghai[J]. Envirmental Science，2007,28(2):238-242.

[26] 梅旭榮. 中國農(nóng)業(yè)環(huán)境問題[M]. 北京:科學(xué)出版社,2011:77-79.

[27] 賈英, 方明, 吳友軍, 等. 上海河流沉積物重金屬的污染特征與潛在生態(tài)風(fēng)險[J]. 中國環(huán)境科學(xué)，2013，33(1):147-153.

JIA Ying, FANG Ming, WU Youjun, et al. Pollution characteristics and potential ecological risk of heavy metals in river sediments of Shanghai[J]. China Environmental Science，2013，33(1):147-153.

[28] SELVAM A P, PRIYA S L, BANERJEEK, et al. Heavy metal assessment using geochemical and statistical tools in the surface sediments of Vembanad Lake, Southwest Coast of India[J]. Environmental Monitoring and Assessment, 2012, 184(10):5 899-5 915.

ContaminationandRiskAssessmentofHeavyMetalsintheSedimentsfromReciprocatingRiver

LIN Tong1,SONG Di2,MAO Lingchen1,TAO Hong1,SHI Liu1,YUAN Shijue1

1.School of Environment and Architecture，University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093,China2.Minhang Environmental Monitoring Station of Shanghai，Shanghai 200199，China

In current study, 16 sediment sampling sites were sellected from a reciprocating river —Wenzao Creek to analyse the concentration and distribution of 7 heavy metals in the sediments. The sources of heavy metals were determined by correlation analysis. In addition, the risk was evaluated by geoaccumulation index, potential ecological risk index and pollution load index. The results showed that the overall contamination degree was medium in Wenzao Creek, with three sampling points—Chenxing bridge, Jiangyangbeilu bridge, Songgang port were more seriously polluted. The concentration of Cr, Cd, Pb, Ni, Cu, Zn and Mn in surface sediments ranged from 24.0 to 357.0, 0.06 to 0.69, 20.0 to 85.4, 18.2 to 132, 14.2 to 136, 84.6 to 685, 472 to 1 086 mg/kg，respectively. Lead, Ni, Cu, Zn and Cr has significant correlation which implies that they may came from the same contamination sources. Manganese in the mid of Wenzao Creek mainly came from its parent material. The sediments was mostly contaminated by Cu, while Mn was relatively uncontaminated as the results from three evaluation methods. Heavy metals from previous industrial legacy and domestic sewage was likely to be accumulated at the bottom of the river as a consequence of the reciprocating flow. Based on the geoaccumulation index, the contamination can be ordered as Cu>Zn≥Cd>Pb≥Cr>Ni>Mn, the potential ecological risk index shows Cd contribute 60% of the total risk, and the results from the pollution load index suggested that pollution was most serious in the downriver sediments.

reciprocating river;sediments;heavy metals;risk assessment

X824

A

1002-6002(2017)05- 0124- 08

10.19316/j.issn.1002-6002.2017.05.18

2016-04-22;

2016-05-26

上海科委重點支撐項目(13230502300)；滬江基金研究專項(D14004)

林 童(1992-)，女，山東臨沂人，在讀碩士研究生。

毛凌晨