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长江中游近岸表层沉积物重金属污染特征分析及风险评估

郭杰  王珂  于琪  段辛斌  刘绍平  陈大庆  
【摘要】:为了探究长江中游近岸沉积物中重金属污染情况,2020年6月对长江中游14个采样断面的沉积物进行样品采集并测定沉积物中汞(Hg)、镉(Cd)、砷(As)、铜(Cu)、铅(Pb)、铬(Cr)和锌(Zn)等7种重金属元素的含量.首先分析了长江中游近岸表层沉积物重金属含量的空间分布特征,然后采用相关性分析方法(CA)、主成分分析法(PCA)和正定矩阵因子分解法(PMF)相结合的途径分析表层沉积物中重金属的来源,最后采用地累积指数法(I_(geo))、潜在生态风险指数法(RI)和沉积物质量基准法(SQG)对重金属进行了风险评价.结果显示,Hg、Cd、As、Cu、Pb、Cr和Zn的平均含量分别为0.13、0.77、11.20、36.45、36.40、83.99和124.21 mg·kg~(-1),其中Cd和Pb的平均含量超过背景值的1.72和1.35倍;PCA提取了前3个主成分(累积贡献率85.16%),结合CA结果显示重金属Cd、As、Cu、Pb和Zn来源一致,Hg和Cr来源一致;PMF模型将7种重金属元素的污染源分成3个因子并得到因子的贡献率,并且工业和生活废水、煤炭燃烧、采矿业3个因子的综合贡献率为41.96%、32.48%和25.55%;地累积指数法(I_(geo))评价结果显示,Cd是主要重金属污染物,处于轻度污染程度等级,Hg、As、Cu、Pb、Cr和Zn等6种重金属元素处于无污染等级;潜在生态风险指数法评价结果显示,Hg的最高风险等级为中等生态风险等级,位于城陵矶和新厂采样点,Cd的最高风险等级为强生态风险等级,位于牯牛沙水道和武汉上采样点,As、Cu、Pb、Cr和Zn在14个采样断面均属于低生态风险等级.综合潜在生态风险指数(RI)为62.59~138.59,其中处于低微和中度风险等级的采样点分别占总采样点的71.43%(10个采样点)和28.57%(4个采样点),整体上长江中游干流污染不严重;沉积物质量基准法(SQG)评价结果显示,长江中游沉积物等级为Ⅰ级,定性评价为优,显示长江中游14个采样断面的沉积物对底栖生物没有毒性作用.综合以上结果,长江中游重金属污染不严重,Cd为重点防治的重金属元素.

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