孫映宏

(杭州市水文水資源監(jiān)測(cè)總站，浙江杭州 310016)

0 引言

底泥作為污染物的“匯”與“源”，是水環(huán)境的重要組成部分.在不同種類的污染物中，重金屬因其持續(xù)性和毒性，顯得尤為危險(xiǎn).它可通過(guò)大氣沉降、廢水排放、淋溶作用等進(jìn)入地表水體，再經(jīng)過(guò)復(fù)雜的物理、化學(xué)、生物和沉積過(guò)程沉降到底泥并逐漸富集.河流沉積物中重金屬元素的含量，常能提供自然環(huán)境中重金屬轉(zhuǎn)移的信息，因此，研究重金屬在底泥中的污染特征對(duì)水環(huán)境的保護(hù)具有十分重要的意義.

地質(zhì)積累指數(shù)法[1］(Geoaccumulation index)是20世紀(jì)60年代晚期在歐洲發(fā)展起來(lái)的廣泛用于研究沉積物及其它物質(zhì)中重金屬污染程度的定量分析方法.其引入背景值作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)重金屬元素進(jìn)行歸一化處理，兼顧考慮了重金屬分布的自然變化特征和人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響，為污染過(guò)程的評(píng)價(jià)提供了更為可靠而有效的評(píng)價(jià)方法[2－3］.本文運(yùn)用該法，分析研究杭州城區(qū)河道底泥重金屬污染狀況，旨在為改善河流生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù).

1 分析方法及原理

地質(zhì)積累指數(shù)是反映沉積物中重金屬富集程度的常用指標(biāo)[4］.計(jì)算式如下:

Igeo=log2(Cn/kBn)

式中:Igeo—地質(zhì)累積指數(shù);

Cn—樣品中元素n的濃度;

Bn—背景濃度，即沉積巖中所測(cè)元素的地球化學(xué)背景值[1，3］(見(jiàn)表 1);

k—修正系數(shù)，一般k=1.5，通常用來(lái)表征沉積特征、巖石地質(zhì)及其它影響.

按Igeo值的大小，可以將沉積物中重金屬污染程度分為7個(gè)等級(jí)(0～6級(jí))，見(jiàn)表2.

2 評(píng)價(jià)結(jié)果

選取杭州城區(qū)河網(wǎng)京杭運(yùn)河(義橋斷面)、余杭塘河(杭三大橋斷面)、蔣村港(文一西路斷面)、新開(kāi)河(采荷斷面)、上塘河(丁橋斷面)、和睦港(九堡斷面)等六條代表性河道2011年不同時(shí)期底泥中典型重金屬的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，見(jiàn)表3，計(jì)算地質(zhì)積累指數(shù)，并確定污染程度分級(jí)，見(jiàn)表 4[5－6］.

表1 地球化學(xué)背景值表

表2 地質(zhì)積累指數(shù)與污染程度分級(jí)

表3 不同時(shí)期各河道斷面底泥污染物指標(biāo)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

從不同元素的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)來(lái)看，污染級(jí)別總體在0～4級(jí)之間:Cu污染級(jí)別0～1級(jí)，以0級(jí)為主，基本無(wú)污染;Pb污染級(jí)別0～2級(jí)，以0級(jí)為主，除新開(kāi)河外均無(wú)污染;Zn污染0～3級(jí)，以1～2級(jí)輕度、偏中度污染為主，新開(kāi)河最高達(dá)到3級(jí)中度污染;Cd污染相對(duì)比較嚴(yán)重，污染級(jí)別2～4級(jí)，以2～3級(jí)偏中－中度為主，新開(kāi)河最高達(dá)到4級(jí)偏重污染.

從不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)來(lái)看，運(yùn)河義橋斷面底泥Cd污染級(jí)別2～3級(jí)，為偏中度－中度的污染，Zn污染1～2級(jí)，輕度－偏中度污染，Cu和Pb基本無(wú)污染;余杭塘河杭三大橋斷面底泥Cd污染級(jí)別2～3級(jí)，偏中度－中度的污染，Zn和Cu污染0～1級(jí)，以0級(jí)無(wú)污染為主，僅個(gè)別時(shí)段出現(xiàn)輕度污染，Pb基本無(wú)污染;蔣村港文一西路斷面底泥Cd污染級(jí)別2～3級(jí)，偏中度-中度的污染，Zn污染0～1級(jí)，以0級(jí)無(wú)污染為主，僅10月份出現(xiàn)輕度污染，Cu和Pb基本無(wú)污染;新開(kāi)河采荷斷面底泥四種重金屬在各個(gè)時(shí)期均出現(xiàn)不同程度的污染，其中Cd污染級(jí)別3～4級(jí)，達(dá)到中度-偏重污染級(jí)別，Zn污染2～3級(jí)，以3級(jí)中度污染為主，Pb輕度-偏中度污染，Cu輕度污染;上塘河丁橋斷面Cd污染三個(gè)時(shí)期均為2級(jí)，偏中度污染，Zn污染三個(gè)時(shí)期均為1級(jí)，輕度污染，Cu和Pb基本無(wú)污染;和睦港九堡斷面Cd污染三個(gè)時(shí)期均為2級(jí)，偏中度污染，Zn污染1～2級(jí)，輕度-偏中度污染，Cu和Pb基本無(wú)污染.

表4 不同時(shí)期各河道斷面底泥的地質(zhì)積累指數(shù)和污染程度分級(jí)

總體水平上看，四種重金屬污染程度分級(jí)順序?yàn)镃d＞Zn＞Cu、Pb，Cd為主要污染元素，其次是 Zn;不同區(qū)域底泥重金屬污染程度有差異，順序?yàn)樾麻_(kāi)河采荷斷面＞運(yùn)河義橋斷面＞和睦港九堡斷面＞上塘河丁橋斷面＞余杭塘河杭三大橋斷面＞蔣村港文一西路斷面，新開(kāi)河重金屬污染最嚴(yán)重，蔣村港最輕.

經(jīng)調(diào)查分析，新開(kāi)河采荷斷面重金屬污染嚴(yán)重可能與附近的烏龍泵站排污口有關(guān)，污水排放或溢漏至新開(kāi)河中造成重金屬在底泥中大量富集;運(yùn)河沿岸目前仍有近50%的工業(yè)點(diǎn)源和約150萬(wàn)人口產(chǎn)生的生活污水沒(méi)有納管，污染直接或間接地進(jìn)入運(yùn)河水系;和睦港歷史上曾經(jīng)是杭州城區(qū)的一條主要排污通道，城市化帶來(lái)的生活污水以及工業(yè)廢水造成污染嚴(yán)重;蔣村港因近期西溪濕地一帶經(jīng)過(guò)清淤疏浚，故底泥污染物累積不明顯.

3 結(jié)論及建議

(1)杭州城區(qū)河道底泥重金屬地質(zhì)積累指數(shù)分級(jí)在0～4級(jí)之間.Cd污染最嚴(yán)重，偏中度-偏重污染，且污染范圍廣，在各河道普遍都存在;其次是Zn，輕度-偏中度污染;銅和鉛均為輕度污染.

(2)不同區(qū)域重金屬污染程度不一，綜合三次監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)分析結(jié)果，污染程度高低順序?yàn)?新開(kāi)河＞運(yùn)河＞和睦港＞上塘河＞余杭塘河＞蔣村港，新開(kāi)河為重金屬污染最嚴(yán)重的一條河道.

(3)杭州城區(qū)河道屬平原河網(wǎng)水系，水體流動(dòng)性較差，加上截污納管還不徹底，底泥沉積和污染速度較快，污染狀況不容樂(lè)觀.建議有關(guān)部門(mén)建立健全底泥污染的長(zhǎng)效監(jiān)管機(jī)制，采取定期監(jiān)測(cè)、清淤疏浚、截污納管、引水配水、生態(tài)修復(fù)等綜合治理措施，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境的持續(xù)改善.

[1]賈振邦，周 華.應(yīng)用地積累指數(shù)法評(píng)價(jià)河流沉積中重金屬污染研究[J］.北京大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2000，36(4):525 －530.

[2]J.C.SANTOS BERMEJO;R.BELTRAN;J.L.GOMEZ ARIZA.Spatial Variations of Heavy Metals Contamination in Sediments from Odiel River(Southwest Spain)[J］.Environment International，2003(129):69－77.

[3]李志萍，馬超振，李珊珊.太子河沉積物重金屬污染地積累指數(shù)法評(píng)價(jià)[J］.長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào)，2012，29(10):37 －40.

[4]李娟娟，馬金濤，楚秀娟，等.應(yīng)用地積累指數(shù)法和富集因子法對(duì)銅礦區(qū)土壤重金屬污染的安全評(píng)價(jià)[J］.中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2006，16(12):739 －743.

[5]孫映宏，張飛珍，楊艷艷，等.杭州城區(qū)河道底泥污染特征分析[J］.浙江水利科技，2012(5):4 －6.

[6]朱麗青.杭州主要城區(qū)河道的污染特征與生態(tài)危害分析[D］.杭州:浙江大學(xué)，2012.