王 坤，黃 明，陳富榮，劉紹根

(1.安徽建筑大學(xué) 環(huán)境與能源工程學(xué)院，安徽 合肥 230601；2.環(huán)境污染控制與廢棄物資源化利用安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥 230601；3.安徽省地質(zhì)調(diào)查院，安徽 合肥 230001)

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，生活和生產(chǎn)中重金屬污染物的產(chǎn)生量也隨之逐年增加，而這些未經(jīng)處理的重金屬污染物通過各種途徑排入水體中，在水體中沉積并被底泥吸附。由于底泥中重金屬污染物穩(wěn)定性高和降解難，對水生生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生潛在危害，尤其是水體的化學(xué)、動力等條件發(fā)生變化時，底泥中的重金屬污染物可能會向水體重新釋放，從而造成水體的二次污染，最終通過食物鏈造成人體的重金屬積累，危害人體健康[1-4]。

本文選擇合肥市飲用水源地為調(diào)查對象，對飲用水源地流域水體中的底泥重金屬污染物進(jìn)行研究，并應(yīng)用地積累指數(shù)評價其水體中底泥的重金屬污染程度。

1 研究區(qū)現(xiàn)狀

研究區(qū)位于合肥市西北側(cè)、江淮分水嶺南側(cè)董鋪水庫和大房郢水庫的匯水盆地，董鋪水庫、大房郢水庫為合肥市飲用水源地，上游主要有6條支流匯入董鋪水庫，3條支流匯入大房郢水庫。由于董鋪、大房郢水庫不能滿足合肥城市用水需求，每年需從大別山通過淠史杭總干渠調(diào)水，再流入滁河總干渠后，向董鋪水庫補(bǔ)水。董鋪水庫與大房郢水庫通過管渠連通，向合肥各大自來水廠提供原水。

2008年-2018年安徽省生態(tài)環(huán)境廳發(fā)布的《安徽省環(huán)境狀況公報》中淠河總干渠水質(zhì)基本保持在《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)Ⅰ-Ⅱ類，大房郢水庫水質(zhì)基本保持在Ⅲ類，符合飲用水源地水質(zhì)要求。由于合肥市環(huán)保單位主要對董鋪水庫、大房郢水庫水質(zhì)進(jìn)行長期監(jiān)測和監(jiān)管，而忽視對兩大水庫及其上游支流底泥污染情況的調(diào)查，尤其缺乏入董鋪水庫南側(cè)蜀山汊、原科學(xué)島污水處理廠排放口等區(qū)域底泥污染情況的調(diào)查，對合肥飲用水源地的水質(zhì)安全可能造成潛在的危害。

本課題對入董鋪水庫南側(cè)蜀山汊、原科學(xué)島污水處理廠排放口區(qū)域底泥的污染調(diào)查結(jié)果表明：蜀山汊底泥中Cd、Hg、Pb、Cu、Zn與合肥市江淮分水嶺全區(qū)土壤背景值比值為1.49-12.5[5-6]，人類活動疊加影響顯著；原科學(xué)島污水處理廠排放口附近底泥中Cd、Hg、Pb、Cu、Zn與合肥市江淮分水嶺全區(qū)土壤背景值比值為1.47-63，可能受到科學(xué)島污水處理廠排放的水質(zhì)疊加影響。由此可見，這些城市建成區(qū)匯入合肥飲用水源地水體的底泥對其水質(zhì)安全可能造成潛在的危害，這些危害可控，并可以采取有效的生態(tài)和工程措施加以解決，而合肥飲用水源地上游的9條支流以及董鋪水庫和大房郢水庫匯水面積近400km2，因此，對其水體底泥污染情況的調(diào)查研究很有必要。

2 研究方法

在董鋪水庫上游6條支流布置12個采樣點(diǎn)、大房郢水庫上游3條支流布置5個采樣點(diǎn)，董鋪水庫、大房郢水庫分別布置3采樣點(diǎn)。使用手持GPS定點(diǎn)，采用自制的底泥采樣器采集表層底泥，按照《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ/T166—2004)，取表層底泥裝入專用的冷藏箱保存，當(dāng)天送往安徽省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究所(國土資源部合肥礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心)分析測試，該研究所為首批通過國家級計(jì)量認(rèn)證、獲得國土資源部授權(quán)的全國25個部級質(zhì)檢中心之一，并取得質(zhì)量管理體系認(rèn)證證書(ISO9001：2008)。

3 底泥中重金屬污染評價

常見的重金屬污染評價方法有潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)法[7]、污染負(fù)荷指數(shù)法[8]、地積累指數(shù)法[9]等。應(yīng)用地累積指數(shù)法評價水體中重金屬污染，既考慮到土壤的地球化學(xué)背景值，又考慮到人類活動的疊加因素，還考慮了自然成巖作用可能引起的背景值變化因素，彌補(bǔ)了其他方法的缺陷。

地積累指數(shù)(Igeo)[9]已廣泛用于研究水環(huán)境底泥中重金屬污染程度的定量指標(biāo)，是基于測量的金屬濃度與其參考值之間關(guān)系，檢驗(yàn)單個元素污染程度的常用指標(biāo)，計(jì)算公式如下：

(1)

式中：Cn為實(shí)測重金屬濃度，mg/kg；Bn為普通頁巖中該元素的地球化學(xué)背景值，取合肥市江淮分水嶺全區(qū)土壤背景值[5-6]，BAs為10 mg/kg，BCd為0.09 mg/kg，BHg為30. 6 mg/kg，BPb為25 mg/kg，BCu為25 mg/kg，BZn為52 mg/kg，BCr為69 mg/kg，BNi為25 mg/kg；K為考慮到自然成巖作用可能會引起的背景值的變動而設(shè)定的常數(shù)，K取1.5。

根據(jù)地積累指數(shù)值的大小，重金屬的污染程度可分為7個級別[9-10]，具體分級情況如表1所示。

表1 重金屬污染污染級別

(1)董鋪水庫及其上游水系底泥污染程度評價

董鋪水庫及其上游水系底泥地積累指數(shù)一覽表如表2所示。從表2可以看出，入董鋪水庫河流7、9、11、12采樣點(diǎn)的底泥中Cd地積累指數(shù)均在0-1，為1級，屬輕度污染；5采樣點(diǎn)的底泥中As地積累指數(shù)為0．32，在0-1(1級)，屬輕度污染；入董鋪水庫河流底泥中As(5采樣點(diǎn)除外)、Cd(7、9、11、12采樣點(diǎn)除外)、Hg、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni地積累指數(shù)均小于0，為0級，屬清潔。

董鋪水庫西北的13采樣點(diǎn)底泥中As、Hg、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni地積累指數(shù)均小于0，為0級，屬清潔；董鋪水庫東部14采樣點(diǎn)底泥中As、Cd、Hg、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni地積累指數(shù)均在0-1，為1級，屬輕度污染，中部15采樣點(diǎn)底泥中As、Cd、Hg、Zn、Ni地積累指數(shù)均在0-1，為1級，屬輕度污染，而Pb、Cu地積累指數(shù)均小于0，為0級，屬清潔。

表2 董鋪水庫及其上游水系底泥地積累指數(shù)一覽表

(2)大房郢水庫及其上游水系底泥污染程度評價

大房郢水庫及其上游水系底泥地積累指數(shù)如表3所示。從表3可以看出，入大房郢水庫河流16采樣點(diǎn)底泥中Hg，18采樣點(diǎn)底泥中As、Pb、Ni，地積累指數(shù)均在0-1，為1級，屬輕度污染；入大房郢水庫河流底泥中As(18采樣點(diǎn)除外)、Hg(16采樣點(diǎn)除外)、Pb(18采樣點(diǎn)除外)、Cu、Zn、Cr、Ni(18采樣點(diǎn)除外)地積累指數(shù)均小于0，為0級，屬清潔。大房郢水庫21采樣點(diǎn)底泥中Cd地積累指數(shù)在0-1，為1級，屬輕度污染；大房郢水庫底泥中As、Hg、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni為0級，屬清潔。

表3 大房郢水庫及其上游水系底泥地積累指數(shù)

4 結(jié) 語

入董鋪水庫河流底泥中除1個采樣點(diǎn)As、4個采樣點(diǎn)Cd為輕度污染外，采樣點(diǎn)的As、Cd、Hg、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni均為清潔，表明入董鋪水庫河流底泥中重金屬污染潛在危害性小，但董鋪水庫北側(cè)支流的Cd為輕度污染，應(yīng)加以重視。董鋪水庫近東部壩體處底泥中除Pb、Cu外，As、Cd、Hg、Zn、Cr、Ni為輕度污染，表明董鋪水庫河流底泥中重金屬污染有潛在危害性。

入大房郢水庫河流底泥中除1個采樣點(diǎn)As、Pb、Ni，1個采樣點(diǎn)Hg為輕度污染，As、Cd、Hg、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni屬清潔，表明入大房郢水庫河流底泥中重金屬污染潛在危害性小。大房郢水庫除1個采樣點(diǎn)Cd輕度污染外，大房郢水庫底泥中As、Hg、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni屬清潔，表明大房郢水庫底泥中重金屬污染潛在危害性小，這與大房郢水庫攔壩建庫晚有關(guān)。

由于尚存在渠道和雨水排放口的雨水匯入董鋪水庫、大房郢水庫，將會帶入一定量的營養(yǎng)鹽和底泥中的重金屬污染物，對飲用水源地的水質(zhì)安全帶來較大影響。建議按照《合肥市董鋪水庫、大房郢水庫水源保護(hù)區(qū)規(guī)劃導(dǎo)則》提出的強(qiáng)化濕地凈化功能，選擇對重金屬吸附效果好的填料，在水庫渠道入水集中區(qū)域和城區(qū)雨水主要排放口區(qū)域建設(shè)人工濕地工程，確保出水達(dá)到地表水III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。此外，合肥凈水廠取水口離董鋪水庫壩體較近，而董鋪水庫近東部壩體及其上游北側(cè)支流中底泥的重金屬污染不容忽視。