城市內(nèi)河表層沉積物重金屬污染

　　1 引言

　　隨著城市的快速發(fā)展，城市河流作為城市廢水、污水和地表徑流的排泄通道，成為了各種污染物的匯聚庫(kù)之一.研究表明，在河流眾多污染物中，重金屬作為一類(lèi)非降解性的有毒有害物質(zhì)，進(jìn)入河流后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的絮凝沉淀，大部分沉積于河流底泥中，并在水生態(tài)環(huán)境改變時(shí)，通過(guò)一系列物理、化學(xué)反應(yīng)再次釋放到河流水體中，造成水環(huán)境的“二次”污染.這些重金屬污染物還可以通過(guò)食物鏈的生物放大作用成倍富集，最終對(duì)人體健康和城市環(huán)境造成巨大威脅(Rahman et al., 2012).因此，河流表層沉積物重金屬污染研究可以較好地反映城市水環(huán)境污染程度和城市環(huán)境演變，從而得到國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者的重視，并開(kāi)展了大量的研究.但迄今為止，這些研究較多地集中于主要河流或者河口等方面，對(duì)城市內(nèi)河表層沉積物重金屬污染的系統(tǒng)性研究仍然相對(duì)較少，而城市內(nèi)河與流經(jīng)城市的主要河流之間重金屬污染相互影響的研究則更是鮮有報(bào)道.

　　福州市位于福建省最大河流閩江下游地區(qū)，是中國(guó)內(nèi)河密度最大的城市，境內(nèi)共有大小的百條內(nèi)河，平均水網(wǎng)密度達(dá)3 km · km-2以上.作為海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)的中心城市，福州市近年來(lái)在發(fā)展過(guò)程中，河流接受各方面的污水排放. 據(jù)調(diào)查，2013年福州城區(qū)光納入截污工程的內(nèi)河排污口就已達(dá)3327個(gè)，閩江福州段總體水質(zhì)為Ⅲ類(lèi)水質(zhì)，水體污染日趨嚴(yán)重.但對(duì)福州內(nèi)河及閩江沉積物水體污染整體狀況和特征研究較少，使得城市一些河流利用和污染治理措施存在一定盲目性.因此，本文選取閩江福州段和福州市的主要內(nèi)河為研究對(duì)象，系統(tǒng)分析其表層沉積物重金屬的含量及空間分布特征，并結(jié)合地累積指數(shù)評(píng)價(jià)法和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法進(jìn)行重金屬污染情況和潛在危害評(píng)估，探討城市內(nèi)河對(duì)閩江福州段重金屬污染的影響特征，為有效監(jiān)測(cè)和治理水體污染，保障城市居民用水健康提供科學(xué)依據(jù).

　　2 研究區(qū)域與方法

　　2.1 研究區(qū)概況與樣品采集

　　福州市位于中國(guó)東南沿海地區(qū)(25°15′~26°39′N(xiāo)、118°08′~120°31′E)，是福建省會(huì)，海峽西岸政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心及現(xiàn)代金融服務(wù)業(yè)中心.地勢(shì)自西南向東北傾斜，屬于典型河口盆地城市.氣候?yàn)閬啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，終年溫和濕潤(rùn)，年平均降水為900~2100 mm.閩江自西北向東南在口水鎮(zhèn)流入福州境內(nèi)，在南臺(tái)島處受阻分南、北兩港流經(jīng)市區(qū)，在馬尾處匯合流入東海，于福州市境內(nèi)全長(zhǎng)150 km，流域面積達(dá)8000 km2，是福州市最主要的水源地.福州城市內(nèi)河總長(zhǎng)99.3 km，水網(wǎng)密度達(dá)3 km · km-2，主要有白馬河、晉安河、光明港、浦下河等(施孔芳，2006;張美絢等，2003).

　　圖1 采樣點(diǎn)分布圖

　　本次采樣于2014年5月通過(guò)實(shí)地調(diào)查，根據(jù)閩江下游福州段水系的水文特征，選擇福州市新西河(XXH)、白馬河(BMH)、洋洽河(YQH)、晉安河(JAH)、龍津河(LJH)、光明港(GMG)、浦下河(PXH)、磨溪河(MX)、岐頭江(QT)和白湖亭河(BHT)這10條貫穿福州市區(qū)且與閩江連通的內(nèi)河進(jìn)行樣品采集.每條內(nèi)河在匯入閩江之前河口處各采集樣品1個(gè)，共采集內(nèi)河樣品10個(gè);在每條內(nèi)河與閩江交匯處的上、下游約100~500 m處(閩江內(nèi))也分別進(jìn)行采樣，共采集閩江樣品20個(gè);同時(shí)，在閩江福州段上游侯官村和下游馬尾港兩處參照點(diǎn)采集2個(gè)樣品，總共32個(gè)樣品.樣品編號(hào)采用拼音首字母縮寫(xiě)，每條內(nèi)河與閩江交匯處上游樣品編號(hào)為：內(nèi)河名稱(chēng)-1，每條內(nèi)河與閩江交匯處下游樣品編號(hào)為：內(nèi)河名稱(chēng)-2，內(nèi)河河口處樣品編號(hào)為：內(nèi)河名稱(chēng)-3;閩江福州段上游侯官村和下游馬尾港兩處參照點(diǎn)編號(hào)分別為MJ-1和MJ-2.具體采樣點(diǎn)如圖 1所示.采樣時(shí)為了避免重金屬的污染，采用自制的表層為塑膠的抓斗采樣器采集河床表層底泥，分別裝入聚乙烯塑料袋中密封后帶回實(shí)驗(yàn)室.

　　2.2 實(shí)驗(yàn)方法與數(shù)據(jù)處理

　　樣品經(jīng)自然風(fēng)干后，去除雜質(zhì)，用瑪瑙研缽研磨至200目;準(zhǔn)確稱(chēng)取樣品0.0400 g于高壓消解罐的Teflon容器中，加入電子級(jí)混合酸(HF ∶ HNO3=3 ∶ 1)2 mL，置于烘箱內(nèi)150 ℃加熱12 h;待樣品冷卻后加入0.25 mL HClO4，于150 ℃電熱板上蒸至近干，加入2 mL高純水和1 mL HNO3，放入烘箱內(nèi)150 ℃回溶12 h;消解好的樣品用高純水定容至10 mL待測(cè).重金屬元素采用美國(guó)Thermo Fisher公司X-SerieⅡ型ICP-MS質(zhì)譜儀進(jìn)行測(cè)試，以Rh和Re為內(nèi)標(biāo)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，平行測(cè)試RSD<5%，實(shí)驗(yàn)用水均為18.2 MΩ的高純水.為了保證實(shí)驗(yàn)方法的可靠性，同時(shí)測(cè)定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)土壤參比物質(zhì)(GSS-1)和平行樣進(jìn)行質(zhì)量控制.所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)分析.

　　3 結(jié)果與分析

　　3.1 沉積物表層重金屬含量

　　根據(jù)樣品分析結(jié)果，閩江福州段和城市內(nèi)河表層沉積物Cr、Ni、Cu、Zn、As和Pb的含量范圍分別為5.55~131.35、0.74~138.82、2.45~95.84、24.24~609.72、2.82~95.90、13.91~108.45 mg · kg-1(圖 2).Cr、Cu、Pb波動(dòng)幅度較大(變異系數(shù)大于0.6)，Ni、Zn、As波動(dòng)幅度相對(duì)穩(wěn)定，但存在個(gè)別峰值點(diǎn).采樣點(diǎn)除BMH-3、JAH-2、JAH-3和BHT-3出現(xiàn)多種重金屬含量突增情況，總體重金屬含量變化趨于一致.將所有采樣點(diǎn)6種重金屬含量與福建省土壤環(huán)境背景值、國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量Ⅱ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)值及我國(guó)部分城市河流表層沉積物重金屬含量進(jìn)行比較(表 1)，各重金屬含量平均值總體要高于福建省土壤環(huán)境背景值，其中，Cr、Ni、Cu略高于背景值，Zn、As和Pb明顯高于背景值，分別達(dá)到福建省土壤環(huán)境背景值的2.33、6.04和1.69倍.Cr、Ni、Cu和Pb含量平均值遠(yuǎn)低于Ⅱ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)值，Zn、As含量平均值基本與Ⅱ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)值相當(dāng).相比較其它城市河流，閩江下游福州段水系及城市內(nèi)河表層沉積物的重金屬含量平均值Cu、Zn、As高于珠江廣州段，Cr和Pb低于珠江廣州段，除As外，總體低于巢湖、南京、天津城市河道相對(duì)應(yīng)的各重金屬含量.可見(jiàn)，閩江福州段及城市內(nèi)河相較于這些城市內(nèi)河表層沉積物重金屬含量偏低，而流經(jīng)城市的主要河流各重金屬含量相當(dāng)或偏高，說(shuō)明研究區(qū)重金屬含量受到人類(lèi)活動(dòng)影響明顯，應(yīng)注意其存在污染和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的可能性.

　　圖2 閩江福州段與城市內(nèi)河表層沉積物重金屬含量

　　表1 研究區(qū)(閩江福州段與城市內(nèi)河)與中國(guó)其它地區(qū)表層沉積物重金屬含量對(duì)比

　　3.2 表層沉積物重金屬空間分布特征

　　為了分析表層沉積物重金屬的空間分布特征，將32個(gè)采樣點(diǎn)Cr、Ni、Cu、Zn、As和Pb的總含量按照研究區(qū)北港到南港、上游到下游的空間順序依次排列，結(jié)果如圖 3所示.可以看出，閩江福州段中，上游參照點(diǎn)MJ-1在所有采樣點(diǎn)中重金屬總含量最低為78.64 mg · kg-1.進(jìn)入市區(qū)后，北港自新西河匯入之前(XXH-1)開(kāi)始，重金屬總含量逐漸增加，并在晉安河匯入之后(JAH-2)總含量達(dá)到最大值577.69 mg · kg-1.接著閩江在龍津河段，重金屬總含量出現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)，并在龍津河匯入之后(LJH-2)總含量下降到119.85 mg · kg-1.之后往下游地區(qū)閩江重金屬總含量又再次上升，并在MX-2達(dá)到521.68 mg · kg-1.南港相較北港來(lái)說(shuō)，重金屬總含量較少且從上游到下游增幅不大，都在400 mg · kg-1以下.兩港匯合后，在下游參照點(diǎn)MJ-2處重金屬總含量再次下降為272.46 mg · kg-1.城市內(nèi)河中，北港XXH-3、LJH-3重金屬總含量較低(<300 mg · kg-1);BMH-3和JAH-3較高(>750 mg · kg-1);YQH-3、GMG-3、PXH-3和MX-3重金屬總含量在450~550 mg · kg-1之間.南港QT-3重金屬總含量較低為276.09 mg · kg-1，BHT-3因受到重金屬Zn點(diǎn)源污染，重金屬總含量達(dá)到773.03 mg · kg-1.總體來(lái)講，閩江穿過(guò)福州市區(qū)后，表層沉積物重金屬含量明顯增加.閩江和城市內(nèi)河在新西河段及以上(河段包括內(nèi)河采樣點(diǎn))、龍津河段、馬尾港和岐頭河段重金屬含量相對(duì)總體偏低，其它處重金屬含量相對(duì)總體偏高.

　　圖3 閩江福州段和城市內(nèi)河表層沉積物6種重金屬總含量平均值

　　3.3 表層沉積物重金屬相關(guān)關(guān)系

　　研究沉積物中各重金屬間的相關(guān)關(guān)系，有助于了解重金屬元素的性質(zhì)、吸附特征及沉積環(huán)境(Farkas et al., 2007).本文采用Pearson相關(guān)系數(shù)對(duì)32個(gè)采樣點(diǎn)各重金屬含量和空間分布特征進(jìn)行相關(guān)關(guān)系研究，以期探討重金屬來(lái)源和城市內(nèi)河對(duì)閩江重金屬污染影響問(wèn)題.在研究重金屬空間分布特征相關(guān)關(guān)系前，將每條內(nèi)河與閩江交叉處上游(閩江內(nèi))、下游(閩江內(nèi))、內(nèi)河河口Cr、Ni、Cu、Zn、As和Pb的總含量分為3組數(shù)據(jù)(共30個(gè)采樣點(diǎn)，除MJ-1和MJ-2)，統(tǒng)稱(chēng)為上游組、下游組、內(nèi)河組.所有數(shù)據(jù)均經(jīng)過(guò)正態(tài)分布檢驗(yàn)，并選擇顯著性雙側(cè)檢驗(yàn).結(jié)果顯示，各重金屬含量中，Cr和所有元素呈現(xiàn)顯著相關(guān)關(guān)系，Cu、Zn、Pb、Ni元素之間呈顯著相關(guān)關(guān)系，其他元素之間不存在明顯相關(guān)關(guān)系，其中，As與其它元素相關(guān)系數(shù)最小(如表 2所示).原因一方面為Cr和Ni為親鐵性元素，Cu、Zn、Pb為親銅性元素，性質(zhì)相同的元素之間相關(guān)性較高(盧瑛等，2004)，另一方面為相關(guān)性顯著的元素間可能存在同樣的來(lái)源或相似的沉積環(huán)境(陳秀玲等，2014;賈英等，2013).在空間分布特征上，內(nèi)河的重金屬元素與匯入閩江前后的上游和下游都呈現(xiàn)出顯著的正相關(guān)關(guān)系，其中，上游組與內(nèi)河組間相關(guān)系數(shù)為0.52，下游組與內(nèi)河組間相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.62.下游組與內(nèi)河組相關(guān)系數(shù)比上游組與內(nèi)河組相關(guān)系數(shù)高，表明隨著內(nèi)河河水的匯入，河水中攜帶的大量重金屬污染物也隨之注入了閩江，從而逐漸提升了閩江福州段沉積物中的重金屬含量.

　　表2 閩江福州段與城市內(nèi)河表層沉積物重金屬含量的相關(guān)系數(shù)

　　3.4 表層重金屬污染評(píng)價(jià) 3.4.1 地累積指數(shù)評(píng)價(jià)法

　　德國(guó)科學(xué)家Muller提出的地累積指數(shù)(Igeo，式(1))評(píng)價(jià)法可反映水環(huán)境中重金屬的累積程度(Forstner et al., 1989;霍文毅等，1997).本文采用此方法對(duì)閩江福州段和城市內(nèi)河表層沉積物重金屬累積程度進(jìn)行污染評(píng)價(jià).

　　式中，Igeo表示地累積指數(shù)，Cn表示元素n在沉積物中的測(cè)定值，Bn表示元素n在沉積巖中的地球化學(xué)背景值.本文因考慮到自然環(huán)境中不同巖石化學(xué)元素含量差異較大，Bn采用福建省土壤環(huán)境背景值，使其更好地反映該流域沉積物的污染情況.k表示考慮各地巖石差異可能會(huì)引起背景值的變動(dòng)而取的系數(shù)，一般情況下k值取1.5，Igeo值與重金屬污染程度的關(guān)系如表 3所列.

　　表3 Igeo與重金屬污染程度的關(guān)系

　　如圖 4所示，閩江福州段與城市內(nèi)河表層沉積物中重金屬I(mǎi)geo數(shù)值總體在-5~4之間，其中有82%的重金屬I(mǎi)geo數(shù)值在1以下.不同樣點(diǎn)重金屬元素Igeo數(shù)值中，Cr和Ni都只有一個(gè)樣點(diǎn)在1以上(JAH-3和JAH-2)，屬于無(wú)或個(gè)別點(diǎn)中污染程度.Cu、Zn和Pb的Igeo值絕大多數(shù)在-2~1之間，總體為無(wú)~中污染，個(gè)別點(diǎn)屬于中~強(qiáng)污染程度.As的Igeo值基本在1~2之間，屬于中污染或個(gè)別點(diǎn)強(qiáng)污染程度.空間分布上，閩江和城市內(nèi)河在新西河段及以上、龍津河段、馬尾港和岐頭河段Igeo數(shù)值基本在0以下，北港新西河段往下游到磨溪段(龍津河段除外)和南港白湖亭段Igeo數(shù)值基本在0以上.以龍津河河口處為界，上游Pb、Zn、As和下游Zn、Pb出現(xiàn)污染程度普遍較高，屬于面源污染情況.總體上，閩江福州段與城市內(nèi)河表層沉積物中重金屬I(mǎi)geo數(shù)值呈現(xiàn)無(wú)污染或中污染情況.

　　圖4 閩江福州段與城市內(nèi)河表層沉積物重金屬I(mǎi)geo值

　　3.4.2 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法

　　潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法是瑞典科學(xué)家Hakanson提出的一種能準(zhǔn)確反映出水體中沉積物重金屬含量和潛在毒性危害的常用指標(biāo)(Hakanson et al., 1980;李蓮芳等，2007;Pekey et al., 2004;Sanka et al., 1995).本文采用此 方法研究閩江福州段和城市內(nèi)河表層沉積物中重金屬的污染系數(shù)和潛在危害.具體公式如下:

　　式中，RI為底泥中多種重金屬綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù);Eri為某重金屬i潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù);Pi為某重金屬i的污染系數(shù);Ci為底泥中某種金屬i的實(shí)測(cè)濃度;Cni為某種金屬i當(dāng)?shù)爻练e物的背景值(Hakanson et al., 1980)，本文Cni選用福建省土壤環(huán)境背景值(陳振金等，1992);Tfi為重金屬的毒性響應(yīng)系數(shù)，本文采用Hakanson 制定的標(biāo)準(zhǔn)化水體重金屬毒性響應(yīng)系數(shù)數(shù)值：Tfi(Zn)(1)

　　分析結(jié)果顯示，閩江福州段與城市內(nèi)河表層沉積物中研究的6種重金屬單項(xiàng)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)絕大部分為輕微潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn).其中，Cr、Cu、Zn和Pb均屬于輕微潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，Ni除JAH-2為中等潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，其余均為輕微潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn).As在龍津河段、光明港段、JAH-2和MJ-2為輕微潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，其它處為中等潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和強(qiáng)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)(表 4).綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)中，只有JAH-3綜合潛在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為218.96，達(dá)到中等潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，其它采樣點(diǎn)都為輕微潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，且集中在25~150之間(圖 5).

　　表4 閩江福州段與城市內(nèi)河表層沉積物重金屬的單項(xiàng)潛在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)

　　圖5 閩江福州段與城市內(nèi)河表層沉積物重金屬的綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)

　　4 討論

　　4.1 研究區(qū)重金屬來(lái)源和城市內(nèi)河對(duì)閩江福州段沉積物重金屬污染影響分析

　　根據(jù)空間分布特征分析，閩江上游侯官村參照點(diǎn)處各重金屬含量較低，此時(shí)因還沒(méi)有到達(dá)市區(qū)，采樣點(diǎn)周?chē)鸀樽匀粸┩�，受人�?lèi)活動(dòng)污染較少.閩江北港從上游開(kāi)始，各重金屬含量逐漸增加，并在JAH-2處達(dá)到最大值.通過(guò)實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，閩江上游多為居民住宅區(qū)，植被覆蓋率高，加上流入閩江上游的新西河源頭有西湖公園與左海公園，常年河水充沛，近年來(lái)市政府對(duì)城市內(nèi)河的治理也使新西河污染較少，所以，閩江入城后雖然重金屬污染物有所增加，但在新西河段增加較少.閩江從新西河段到晉安河段，流經(jīng)福州城市最繁華的鼓樓、臺(tái)江和倉(cāng)山區(qū)，底泥重金屬污染急速增加;加之白馬河、晉安河和洋洽河這3條內(nèi)河流經(jīng)商業(yè)發(fā)達(dá)、城市居民聚居的老城區(qū)，污染排放量較大，匯入閩江后進(jìn)一步加重了閩江底泥重金屬污染.接著閩江在龍津河段附近重金屬污染明顯下降，是因?yàn)閮?nèi)河龍津河流經(jīng)地區(qū)沿岸綠化地多，且主要為文化單位和住宅小區(qū)，工、商業(yè)少，各重金屬含量較少.龍津河入江口的港頭河為閩江的內(nèi)港，該處水面平均寬25 m，水流量和流速較大，加上受閩江口潮汐沖刷作用，稀釋了該段閩江的重金屬污染物，從而導(dǎo)致了閩江在龍津河段重金屬污染較上游輕.之后往下游地區(qū)，閩江重金屬含量又再次上升，前人研究表明，隨著閩江北港水量逐年增強(qiáng)，下游越靠近閩江口潮汐作用越強(qiáng)，對(duì)河流底泥沉積物的沖刷越明顯.但通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析顯示，這里重金屬含量不降反升，其原因?yàn)檫@里工業(yè)區(qū)集中，光明港沿岸多五金店鋪、建材廠(chǎng);浦下河流經(jīng)倉(cāng)山科技園和蓋山投資區(qū)等工業(yè)區(qū);磨溪為福州近年來(lái)的輕工業(yè)區(qū)，鞋子加工廠(chǎng)、造船廠(chǎng)等眾多.另一方面，磨溪段凸岸有大片濕地，以堆積作用為主，使得重金屬更容易沉淀在淤泥中，所以，自然環(huán)境的影響加上該區(qū)域內(nèi)河和閩江沿岸重金屬污染物的大量排放使得閩江福州段下游重金屬含量整體偏高.相比較閩江北港，閩江南港的重金屬污染程度從上游到下游呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，但增幅不多.首先，該段閩江位于福州三環(huán)以外，屬于福州最新開(kāi)發(fā)建設(shè)區(qū)，受人類(lèi)活動(dòng)影響相對(duì)較少;其次，由于注入閩江南港的河流多為大樟溪、岐頭江、尚干溪等水質(zhì)較好、水流量大的支流，稀釋了閩江南港的重金屬含量;最后，閩江南港流水地質(zhì)作用是以強(qiáng)烈的堆積淤高為主，河道不斷被堆高淤淺，水流量和水動(dòng)力能量不斷減小，使該段閩江沉積物重金屬污染較輕，但總體上也呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì).閩江在南港白湖亭段重金屬污染物較高，是因?yàn)閮?nèi)河白湖亭途經(jīng)福州主要的垃圾處理場(chǎng)，大量焚燒各種城市垃圾，受內(nèi)河污染影響，閩江南港沉積物重金屬含量進(jìn)一步增加.閩江馬尾港參照點(diǎn)處承接著上游市區(qū)帶來(lái)的大量重金屬污染物，但已遠(yuǎn)離市區(qū)，人類(lèi)活動(dòng)排放重金屬污染物少，加上河流的自?xún)裟芰�，下游潮汐作用�?qiáng)，導(dǎo)致這里較市區(qū)各重金屬含量有所減少.以上分析表明，閩江福州段和城市內(nèi)河重金屬空間分布特征與福州市的發(fā)展格局相適應(yīng)，人類(lèi)活動(dòng)集中的老城區(qū)和工業(yè)密集區(qū)的閩江與內(nèi)河重金屬污染物含量較多.

　　河流污染物排放后可以沿縱向、橫向、垂直方向移動(dòng)，并容易沉積在河流下游底泥中.通過(guò)相關(guān)分析研究結(jié)果可看出，城市內(nèi)河的污染物排放到閩江后導(dǎo)致閩江福州段重金屬污染進(jìn)一步加大.總體上來(lái)看，內(nèi)河和閩江沉積物重金屬含量在空間上波動(dòng)趨于一致，但由于閩江水流量更大，稀釋、自?xún)粑廴疚锬芰Ω鼜?qiáng)，閩江表層沉積物重金屬污染低于內(nèi)河并且波動(dòng)幅度小于內(nèi)河.閩江和內(nèi)河在空間分布特征上表現(xiàn)為若內(nèi)河污染較輕，流入閩江后會(huì)稀釋閩江沉積物重金屬污染，例如，新西河和龍津河;相反，若內(nèi)河污染較重，流入閩江后會(huì)加重閩江沉積物重金屬污染，例如，白馬河、晉安河、磨溪河和白湖亭.總體來(lái)說(shuō)，福州市屬于多數(shù)內(nèi)河污染閩江，建議加強(qiáng)對(duì)閩江重金屬含量較高的晉安河段、光明港段-磨溪河段的污水排放監(jiān)控.

　　4.2 閩江福州段及城市內(nèi)河表層沉積物污染特征分析

　　通過(guò)本文分析結(jié)果可知，研究區(qū)不同采樣點(diǎn)重金屬含量總體上波動(dòng)幅度不大，但在BHT-3、JAH-2、JAH-3和BMH-3出現(xiàn)某些重金屬含量突增的點(diǎn)源污染現(xiàn)象，原因是這幾個(gè)采樣點(diǎn)都處于城市中心和商業(yè)密集區(qū)，企業(yè)、旅館和飲食服務(wù)業(yè)等眾多，污水向河流特別是內(nèi)河的排放，容易造成某地出現(xiàn)一種或多種重金屬點(diǎn)源污染現(xiàn)象(朱明栓，2012).利用地累積指數(shù)法分析表明，閩江福州段與城市內(nèi)河表層沉積物中重金屬總體污染程度不高，基本為無(wú)污染或中污染.不同樣點(diǎn)Igeo數(shù)據(jù)中，閩江和城市內(nèi)河在新西河段及以上、龍津河段、馬尾港和南港污染程度基本為無(wú)污染，北港新西河段往下游到磨溪段(龍津河段除外)污染程度基本為無(wú)~中或中污染，北港上游Pb、Zn、As和下游Zn、 Pb出現(xiàn)污染程度普遍較高的面源污染情況.原因是閩江福州段和城市內(nèi)河表層沉積物中重金屬受到人類(lèi)活動(dòng)的深刻影響，福州市為省會(huì)城市，交通發(fā)達(dá)，閩江福州段中、下游地區(qū)工業(yè)區(qū)特別是建材業(yè)集中，導(dǎo)致沉積物中Zn、Cu和Pb元素富集并出現(xiàn)面源污染現(xiàn)象.As在地表環(huán)境中主要來(lái)源于人類(lèi)活動(dòng)，近年來(lái)被廣泛運(yùn)用到農(nóng)藥化肥、防腐劑等使用中，進(jìn)入水體后易被水中的陽(yáng)離子或Al、Fe、Mn氧化物顆粒吸附形成難溶的化合物，所以沉積物中As急劇富集.通過(guò)Hakanson潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法發(fā)現(xiàn)，單項(xiàng)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)中，閩江下游福州段水系表層沉積物Cr、Ni、Cu、Zn和Pb基本為輕微潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，As多為中等潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和強(qiáng)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn).綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)除JAH-2為中等潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，其余采樣點(diǎn)都為輕微潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn).原因一方面可能為Hakanson制定的重金屬毒性響應(yīng)系數(shù)中As毒性響應(yīng)系數(shù)數(shù)值較高，而另一方面福建省相對(duì)于鄰省的廣州市、南昌市和浙江省As環(huán)境背景值偏低，加上人類(lèi)活動(dòng)過(guò)程中As的大量使用，導(dǎo)致地表環(huán)境中重金屬As富集，As整體潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較大.JAH-2采樣點(diǎn)因受As點(diǎn)源污染，導(dǎo)致JAH-2相對(duì)其它采樣點(diǎn)綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)更高.總體上，As、Zn和Pb相較于福建省或周邊地區(qū)背景值確實(shí)有大幅度增加，因此，在對(duì)河流污染物排放管理上，需注意對(duì)重金屬As、Zn和Pb污染物的排放檢測(cè)，加強(qiáng)對(duì)內(nèi)河排污口的排查，污水要經(jīng)處理后再排放管制，防止點(diǎn)源污染影響內(nèi)河水質(zhì).閩江中、下游需注意污水的排放，防止面源污染導(dǎo)致水質(zhì)進(jìn)一步惡化.具體參見(jiàn)污水寶商城資料或http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　5 結(jié)論

　　1)研究表明，閩江福州段和城市內(nèi)河在新西河段及以上、龍津河段、馬尾港和岐頭河段重金屬含量較少，污染程度大多為無(wú)污染，存在輕微潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn);而北港新西河段往下游到磨溪段(龍津河段除外)和南港白湖亭段重金屬含量較多，污染程度大多處于為無(wú)~中污染或中污染，存在輕微潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)或中等潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn).表層沉積物重金屬污染主要為個(gè)別內(nèi)河存在點(diǎn)源污染，閩江北港上游Pb、Zn、As和下游Zn、Pb面源污染，As存在中等或強(qiáng)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn).因此，福州市區(qū)重金屬As、Zn和Pb污染物的排放應(yīng)成為下一步的重點(diǎn)防控對(duì)象.

　　2)閩江福州段與匯入閩江的城市內(nèi)河之間，表層沉積物中重金屬含量在空間分布特征上呈顯著正相關(guān)，總體為內(nèi)河水注入閩江后加劇了閩江重金屬污染.但由于閩江水流量大和閩江口的潮汐沖刷作用，閩江福州段重金屬污染低于城市內(nèi)河.