張菊，何振芳，董杰，鄧煥廣，魯長(zhǎng)娟，郭娜

聊城大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院，山東 聊城 252059

東平湖表層沉積物重金屬的空間分布及污染評(píng)價(jià)

張菊，何振芳，董杰，鄧煥廣，魯長(zhǎng)娟，郭娜

聊城大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院，山東 聊城 252059

為了解東平湖沉積物中重金屬的污染特征，于2013年11月環(huán)湖采集了44個(gè)表層沉積物樣品，分析了Al、Cd、Cr、Cu、Fe、Ni、Pb、Zn、Hg、As、有機(jī)質(zhì)的含量和粒度，采用克里格（Kriging）插值法探討了重金屬的空間分布特征，并采用富集因子法和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法對(duì)其進(jìn)行了污染評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：東平湖表層沉積物有機(jī)質(zhì)的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22.4 g?kg-1；平均粒徑為25.5 μm，以粘粒和粉粒為主；Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Hg和As的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.299、78.7、43.8、37.3、22.4、100.0、0.030和17.3 mg?kg-1。各重金屬含量較高的區(qū)域主要位于大汶河入湖口即湖區(qū)的東部、東南部，其次位于南部湖區(qū)；Hg和As在湖區(qū)北部即出湖區(qū)部分區(qū)域含量也較高。以黃河干流沉積物化學(xué)元素的背景值為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，Cd、Cu和Zn表現(xiàn)為中度污染，其他重金屬元素為輕微污染；總體生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平為中等，其中Cd和Hg是主要的生態(tài)危害因子，其對(duì)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的平均貢獻(xiàn)率分別為46.5%和29.6%。大汶河入湖區(qū)和出湖區(qū)部分區(qū)域表層沉積物重金屬具有強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn之間具有顯著的正相關(guān)性，與受人類活動(dòng)影響較小的Al和Fe亦呈顯著正相關(guān)，結(jié)合其空間分布特征和污染水平，推斷Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的來(lái)源受到自然源和大汶河污染輸入的雙重影響；而Hg和As與其他重金屬元素間的相關(guān)性不顯著，其可能還來(lái)源于湖區(qū)的漁業(yè)養(yǎng)殖、化肥農(nóng)藥、垃圾和生活污水等面源污染，但具體成因仍有待進(jìn)一步研究。

重金屬；沉積物；空間分布；污染評(píng)價(jià)；東平湖

東平湖（35°30′～36°20′N，116°00′～116°30′E）是山東省第二大淡水湖泊，也是我國(guó)東部地區(qū)典型的淺水型湖泊，總面積627 km2，由老湖和新湖兩部分組成。老湖區(qū)常年積水，湖盆平坦，面積約209 km2，多年平均水深1～2 m，為典型的淺水型湖泊。在黃河不滯洪的條件下，大汶河是東平湖唯一的入湖河流。東平湖是南水北調(diào)東線的主要調(diào)節(jié)湖和山東省西水東調(diào)的水源地，其水質(zhì)狀況直接關(guān)系到調(diào)水工程受水區(qū)的水質(zhì)安全問(wèn)題。由于長(zhǎng)年受大汶河流域污染影響，以及水資源的不合理開(kāi)發(fā)和利用，東平湖水體Cd、Hg和As等重金屬污染問(wèn)題日益凸顯（張菊等，2011；Wang et al.，2015）。通過(guò)各種途徑排入湖泊水體的重金屬多數(shù)通過(guò)沉淀或絮凝作用逐步轉(zhuǎn)移進(jìn)入湖泊沉積物中，然而當(dāng)水體環(huán)境條件改變時(shí)，重金屬可從沉積物中重新釋放造成二次污染，甚至通過(guò)食物鏈對(duì)人類健康造成威脅（關(guān)瑩等，2014；伍恒赟等，2014114）。因此沉積物是研究湖泊重金屬污染的重要介質(zhì)。本研究對(duì)東平湖表層沉積物中重金屬的含量水平、空間分布特征和來(lái)源進(jìn)行了調(diào)查分析，并采用富集因子法和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法評(píng)價(jià)了東平湖表層沉積物中重金屬的污染水平及其潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，以期為東平湖的環(huán)境保護(hù)、管理和生態(tài)修復(fù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與預(yù)處理

于2013年11月采用抓斗式采泥器（ETC-200，中國(guó)）采集表層沉積物樣品（厚度0～10 cm）。每個(gè)樣點(diǎn)樣品量均超過(guò)200 g，并在現(xiàn)場(chǎng)手持GPS定位，具體采樣點(diǎn)見(jiàn)圖1。采集的沉積物樣品裝入聚乙烯密封袋中，帶回實(shí)驗(yàn)室后，用冷凍干燥機(jī)（CHRIST，德國(guó)）凍干后除雜、混勻，取部分保存于密封袋中用于測(cè)定粒度，剩余部分過(guò)100目尼龍網(wǎng)篩后保存于密封袋中用于測(cè)定重金屬和有機(jī)質(zhì)（Orgg anic Matter，OMM）的含量。

圖1 采樣點(diǎn)分布圖Fig.1Distribution of saampling sites in Doongping Lake, Shandong Province

1.2 分析方法和實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制

采用激光粒度儀（LLS 13 320，美國(guó)貝克曼庫(kù)爾特有限公司）測(cè)定樣品粒徑，有機(jī)質(zhì)的測(cè)定采用重鉻酸鉀-外加熱法。樣品用HNO3-HHF-HClO4法消解定容后（張菊，2005），用原子吸收光譜儀（AANALYSST 800，Perkkin-Elmer）測(cè)定樣品中AAl、Cd、Cr、Cuu、Fe、Ni、Pb和Zn的含量，其中Al、Cr、Cu、Fee、Ni和Zn用火焰法檢測(cè)，Cd和Pbb用石墨爐法檢測(cè)。Hg和AAs經(jīng)王水消解后（陶征楷等，2014），用原子熒光光譜儀（AFS-99230，北京吉天公司）測(cè)定。在實(shí)驗(yàn)分析過(guò)程中，采用長(zhǎng)江底部沉積物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW 073309（GSD-9）和土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GGBW 07406（GSS-6）作為質(zhì)控標(biāo)樣，Al、Cr、Cu、Fe、Ni和Zn回收率均為92.5%～105.5%，Hgg和AAs為88.5%～94.3%，且在每批次實(shí)驗(yàn)中均做3個(gè)空白檢測(cè)和3組平行，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于10%。

1.3 評(píng)價(jià)方法和數(shù)據(jù)分析方法

采用富集因子法和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法對(duì)東平湖表層沉積物重金屬的污染程度及其潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。富集因子法的計(jì)算公式為（關(guān)瑩等，20114）：

式中，EF（Enrichmentt Factor）為單一重金屬元素的富集系數(shù)，(M/Fe)sedimment是沉積物中該重金屬元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)與鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)之比，(M/AAl)sediment是沉積物中重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)與鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)之比，(M//Fe)ref是重金屬元素與鐵元素的地球化學(xué)背景值之比，(M/Al)reff是重金屬元素與鋁元素的地球化學(xué)背景值之比。

潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法的計(jì)算公式為（Haakanson，1980）：

表1 1評(píng)價(jià)指標(biāo)及其分級(jí)Table 1 GGrades of the assesssment index

采用SPSS18.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析，采用Arc GIS 10.1的普通克里格（Ordinary Kriging）插值方法分析重金屬空間分布特征并繪制其濃度分布圖和污染評(píng)價(jià)圖。

表2 東平湖表層沉積物重金屬的含量水平Table 2 Statistic results of concentrations of heavy metals in surface sediments of Dongping Lake, Shandong Province mg?kg-1

2 結(jié)果

2.1 東平湖表層沉積物重金屬的含量水平

如表2所示，東平湖表層沉積物中各重金屬的平均含量均高于黃河干流沉積物化學(xué)元素的背景含量，其中Cd、Cu、Zn、Hg、As的平均值分別為黃河干流沉積物背景值的3.9、3.4、2.5、2.0和2.3倍；除Al和Pb的平均值低于山東省土壤背景值外，其他重金屬含量的平均值均高于山東省土壤元素背景值。經(jīng)過(guò)T檢驗(yàn)，上述東平湖沉積物各重金屬平均含量與黃河干流沉積物背景值和山東省土壤背景值的差異均達(dá)到顯著水平（P＜0.001）。變異系數(shù)（CV，Coefficient of variation）是反映變異程度的一個(gè)統(tǒng)計(jì)量，根據(jù)Wilding（1985）對(duì)變異程度的分類，Al、Cd、Cr、Fe、Ni和Zn為小變異（CV＜15%），Cu和Pb為中等變異（15%＜CV＜36%），而Hg和As均為高度變異（CV＞36%)。有機(jī)質(zhì)和粒度是影響沉積物中重金屬含量水平的兩個(gè)重要理化性質(zhì)指標(biāo)。如表2所示，東平湖表層沉積物有機(jī)質(zhì)含量在5.2～50.9 g?kg-1之間，平均值為22.4 g?kg-1，是山東省土壤有機(jī)質(zhì)背景值的1.9倍；平均粒徑在7.7～62.4 μm之間，平均值為25.5 μm，以粘粒和粉粒為主，63 μm以下的顆粒所占比例為75.4%～99.9%，平均值為90.9%；從變異系數(shù)來(lái)看，有機(jī)質(zhì)和平均粒徑均為高度變異（CV＞36%)。

2.2 東平湖表層沉積物重金屬的空間分布特征

Al和Fe的空間變異系數(shù)均低于10%，為小變異，因此不對(duì)其進(jìn)行空間分析。由圖2所示，各重金屬含量較高的區(qū)域主要位于大汶河入湖口附近區(qū)域，即湖區(qū)的東部、東南部；除Cr和Ni外，其他6種重金屬在南部湖區(qū)的含量也明顯較高；Hg和As的含量在湖區(qū)北部即出湖區(qū)的含量也較高。有機(jī)質(zhì)含量的空間分布與重金屬的分布較為一致，大汶河入湖區(qū)和湖的南部區(qū)域有機(jī)質(zhì)含量較高，而湖心區(qū)和湖的西部區(qū)域含量較低。而平均粒徑則表現(xiàn)為湖的南部區(qū)域和出湖區(qū)的較大，大汶河入湖區(qū)次之，湖心區(qū)和湖西區(qū)的較細(xì)。

2.3 東平湖表層沉積物重金屬的污染評(píng)價(jià)

沉積物背景值的選取對(duì)重金屬污染評(píng)價(jià)的計(jì)算結(jié)果具有決定性的影響。由于東平湖湖盆是黃河泛濫的泥沙淤塞而成（喻宗仁等，2004），因此采用黃河干流沉積物的地球化學(xué)基礎(chǔ)資料作為東平湖沉積物的環(huán)境背景值（趙一陽(yáng)等，1992），即表2中的參比值1。

由富集因子法可得東平湖各重金屬的富集系數(shù)，其平均值表現(xiàn)為：Cd（3.17）＞Cu（2.74）＞Zn（2.04）＞As（1.90）＞Hg（1.66）＞N（i1.52）＞Pb（1.22）＞Cr（1.07），其中，Cd、Cu和Zn表現(xiàn)為中度污染，而其他5種重金屬元素表現(xiàn)為輕微污染。從各重金屬富集系數(shù)的分布情況來(lái)看（圖3a），各點(diǎn)位沉積物中Cd均表現(xiàn)為中度污染，Cu和Zn也主要表現(xiàn)為中度污染，其次為輕微污染；Ni、Pb、Cr、As和Hg則主要表現(xiàn)為輕微污染。Hg和As富集系數(shù)的空間變異較大，因此對(duì)其空間分布進(jìn)行進(jìn)一步的分析，結(jié)果如圖3b所示，沉積物中Hg、As表現(xiàn)為中等污染水平以上的水域主要位于大汶河入湖區(qū)附近、出湖口附近和湖區(qū)的南部。

r的點(diǎn)位中表現(xiàn)為強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。Hg的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)的空間變異較大，對(duì)其空間分布特征進(jìn)行進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn)（圖4b）：大汶河入湖區(qū)、出湖區(qū)附近及湖區(qū)南部水域沉積物中的Hg表現(xiàn)為強(qiáng)或很強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

圖2 東平湖表層沉積物重金屬、有機(jī)質(zhì)和平均粒徑的空間分布Fig.2 Thh e spatial distributtion of heavy metaal and organic mattter concentrationsand average particcle size in surface ssediments of Donggping Lake, SShandong Provincce

東平湖表層沉積物重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（RI）在180.7～471.8之間，其中，RII值大于3000表現(xiàn)為強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的點(diǎn)位所占比例為13.5%；RI平均值為261.3，總體表現(xiàn)為中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。Cd和Hgg對(duì)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的貢獻(xiàn)最大，其平均貢獻(xiàn)率分別為46.55%和29.6%；其次為AAs和Cu，其平均貢獻(xiàn)率分別為8.9%和6.4%；Ni、Pb、Cr和ZZn總的平均貢獻(xiàn)率為8.6%。如圖4c所示，大汶河入湖口和出湖口部分區(qū)域表層沉積物重金屬總體生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)，應(yīng)引起關(guān)注。

2.4 東平湖表層沉積物重金屬和理化性質(zhì)的相關(guān)分析

如表33所示，Al、Cd、Cr、CCu、Fe、Ni、Pb和Zn兩兩之間存在顯著的正相關(guān)性，Hg和AAs與其他重金屬元素的相關(guān)性均不顯著。從重金屬元素與理化性質(zhì)的相關(guān)性來(lái)看，Cd、Cu、NNi、Pb、Zn、As與有機(jī)質(zhì)均呈顯著正相關(guān)，但僅Fe與平均粒徑呈顯著負(fù)相關(guān)，有機(jī)質(zhì)和平均粒徑呈顯著正相關(guān)。

圖3 東平湖表層沉積物重金屬富集系數(shù)的分布Fig.3 The disttribution of enrichmment factors of heaavy metals in surfface sediments of DDongping Lake, Shh andong Province

圖4 4東平湖表層沉積物重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的分布Fig.44 The distributioon of potential ecollogical risk indicess of heavy metalsin surface sedimennts of Dongping LLaa ke, Shandong Proovince

表3 東平湖表層沉積物重金屬和理化性質(zhì)的Pearson相關(guān)系數(shù)Table 3Pearson correlatiion coefficients off heavy metal conccentrations and phyysiochemical properties in surface see diments of Dongpping Lake, SShandong Provincce

表4 東平湖與國(guó)內(nèi)其他湖泊沉積物重金屬含量比較Table 4 Comparison of heavy metal concentrations in surface sediments of Dongping Lake and other lakes in China

3 討論

如表4所示，東平湖表層沉積物中Cd和Zn的含量水平與Wang et al.（2015）202的研究結(jié)果較為一致，而Cr、Cu、Pb、Hg和As的平均含量均低于Wang et al.（2015）202的研究結(jié)果，但各重金屬尤其是Hg和As的含量范圍和變異系數(shù)均大于Wang et al.（2015）202的研究結(jié)果，這可能與本次研究布點(diǎn)數(shù)較多有關(guān)。與南四湖相比，東平湖表層沉積物中Hg和Pb的平均含量較低，而其他6種重金屬的含量較高；Cd、Pb、Zn和Hg的平均含量均顯著低于太湖（除Zn）、巢湖、洞庭湖和鄱陽(yáng)湖；As的平均含量與鄱陽(yáng)湖處于同一水平，但顯著低于洞庭湖；Cu的平均含量高于太湖和巢湖，但低于洞庭湖和鄱陽(yáng)湖；Cr的平均含量高于鄱陽(yáng)湖，但低于太湖和洞庭湖；Ni的含量與太湖和巢湖處于同一水平。

在黃河不滯洪的條件下，大汶河是東平湖唯一的入湖河流。由于近年來(lái)大汶河流域內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增長(zhǎng)快速，工業(yè)廢水和城鎮(zhèn)生活污水的排放量也逐年增加。大量污染物質(zhì)經(jīng)大汶河匯入東平湖后，對(duì)東平湖水質(zhì)造成較大影響。其中，重金屬類污染物易于發(fā)生吸附、沉淀作用，隨湖水流動(dòng)的方向逐漸沉降、稀釋、擴(kuò)散，形成污染物濃度由大汶河入湖區(qū)向西逐漸降低的趨勢(shì)（圖2）。這與其他學(xué)者對(duì)東平湖水體重金屬空間分布特征的研究結(jié)果較為一致（馮素萍等，2008；Wang et al.，2015）。

在一定區(qū)域內(nèi)，沉積物中重金屬元素間的相關(guān)性可反映其來(lái)源是否相同，相關(guān)性越大則來(lái)源越相似，反之，則說(shuō)明其具有不同的來(lái)源（齊鵬等，2015）。東平湖表層沉積物中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn兩兩之間顯著相關(guān)，與平均粒徑無(wú)顯著相關(guān)性（表3），且具有較為一致的空間分布特征（圖2）；從污染水平來(lái)看，Cd、Cu和Zn為中度污染，而Cr、Ni和Pb為輕微污染；同時(shí)，這6種重金屬均與Fe和Al存在顯著正相關(guān)，而Al和Fe受人類活動(dòng)影響較小，因此可初步推斷東平湖表層沉積物中的Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn除來(lái)自于自然源（如沉積母質(zhì)）外，主要受到大汶河污染輸入的影響。Hg和As與其他重金屬間均不顯著相關(guān)，其含量的空間變異顯著高于其他重金屬，總體表現(xiàn)為輕微污染水平；從Hg和As含量的空間分布特征來(lái)看，與其他重金屬較為一致的是大汶河入湖口附近區(qū)域含量較高，但Hg和As的含量在湖區(qū)北部即出湖區(qū)附近含量也較高，且Hg和As在出湖區(qū)和南部湖區(qū)的含量分布也有較大差異（圖3），由此說(shuō)明Hg和As除來(lái)源于大汶河的輸入外，還有其他的污染來(lái)源。根據(jù)本課題組的實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，東平湖水域有大量的網(wǎng)箱和圍網(wǎng)養(yǎng)殖；湖區(qū)周邊主要是村莊、魚(yú)塘、耕地等，并無(wú)涉及金屬開(kāi)采、冶煉等方面的工業(yè)企業(yè)；同時(shí)伴隨著東平湖旅游資源的開(kāi)發(fā)，湖區(qū)周邊酒店、餐飲娛樂(lè)等相關(guān)行業(yè)也逐漸發(fā)展起來(lái)。因此，初步分析Hg和As除來(lái)源于大汶河輸入外，還可能來(lái)源于湖區(qū)的漁業(yè)養(yǎng)殖、農(nóng)藥化肥、垃圾和生活污水等面源污染，但具體來(lái)源還有待進(jìn)一步研究。

根據(jù)富集因子法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法的評(píng)價(jià)結(jié)果，東平湖表層沉積物已受到Cd、Cu和Zn的普遍污染，而Hg和As的污染主要位于大汶河入湖區(qū)、出湖口和湖區(qū)南部；Cd和Hg的毒性系數(shù)遠(yuǎn)高于其他重金屬，其潛在生態(tài)危害強(qiáng)。Wang et al.（2015）203研究也發(fā)現(xiàn)As、Cd和Hg是東平湖表層沉積物的主要污染因子和生態(tài)危害因子。沉積物對(duì)上覆水有持久的影響力，張菊等（2011）111研究發(fā)現(xiàn)東平湖湖水中Hg濃度超標(biāo)且As具有致癌風(fēng)險(xiǎn)，而湖水中的重金屬極有可能來(lái)源于沉積物的“二次釋放”。沉積物中重金屬的遷移轉(zhuǎn)化、毒性響應(yīng)以及生物有效性主要取決于重金屬的化學(xué)形態(tài)（孔明等，2015），因此在今后的研究中建議以Cd、Hg、As、Cu和Zn為重點(diǎn)監(jiān)控因子，對(duì)其賦存形態(tài)進(jìn)行研究，以期為東平湖沉積物重金屬的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和污染防治提供重要的科學(xué)依據(jù)。

4 結(jié)論

（1）東平湖表層沉積物中Cd、Cu、Zn、Hg和As的含量顯著高于黃河干流沉積物化學(xué)元素的背景值和山東省土壤元素背景值，Hg和As含量的變異系數(shù)顯著高于其他重金屬元素。

（2）東平湖表層沉積物重金屬的空間分布特征表現(xiàn)為：大汶河入湖口附近區(qū)域即湖區(qū)的東部、東南部各重金屬含量明顯較高，其次為南部湖區(qū)；湖區(qū)北部即出湖區(qū)部分區(qū)域Hg和As的含量較高。

（3）富集因子法和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法的評(píng)價(jià)結(jié)果表明：Cd、Cu和Zn表現(xiàn)為中度污染，其他重金屬元素為輕微污染；8種重金屬的總體生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平為中等，其中，Cd和Hg是主要的生態(tài)危害因子；大汶河入湖區(qū)和出湖區(qū)部分區(qū)域表層沉積物重金屬具有強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

（4）相關(guān)分析的結(jié)果表明：除Hg和As外，其他重金屬之間具有顯著的相關(guān)性；東平湖表層沉積物重金屬受到自然源和大汶河污染輸入的雙重影響；Hg和As則可能還來(lái)源于湖區(qū)的漁業(yè)養(yǎng)殖、化肥農(nóng)藥、垃圾和生活污水等面源污染。

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Spatial Distribution and Pollution Assessment of Heavy Metals in the Surface Sediments of Dongping Lake

ZHANG Ju, HE Zhenfang, DONG Jie, DENG Huanguang, LU Changjuan, GUO Na
School of Environment and Planning, Liaocheng University, Liaocheng 252059, China

In order to understand the pollution characteristic of heavy metals in the surface sediments of Dongping Lake, 44 surface sediment samples were collected from Dongping Lake in November 2013, and the concentrations of heavy metals (Al, Cd, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb, Zn, Hg and As) and organic matter as well as the particle size of the sediment were analyzed.The Ordinary Kriging interpolation method was applied to interpret the spatial distribution characteristics of heavy metal concentrations.Using the concentrations of heavy metals in Yellow River sediments as the background, the pollution assessment was carried out by the enrichment factor method and the potential ecological risk index method.The results showed that the average organic matter content was 22.4 g?kg-1; and the surface sediments were mainly composed of clay and silt grain with an average particle size of 25.5 μm.The average concentrations of Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn, Hg and As were 0.299, 78.7, 43.8, 37.3, 22.4, 100.0, 0.030 and 17.3 mg?kg-1respectively.In general, high concentrations of heavy metals were found in the inlet areas of Dawen River, i.e.the east and southeast areas of the lake, secondly in the south area of the lake.In addition, high concentrations of Hg and As were also found in part of the north areas which is near the outlet of the lake.The contamination of Cd, Cu and Zn were at the middle level, and the contamination of the others was low.The ecological risk of heavy metals in surface sediments was at middle level, in which Cd and Hg were the main ecological risk factors with average contribution ratios of 46.5% and 29.6%.Strong ecological risk was in surface sediments of the inlet areas of Dawen River and part of outlet areas of the lake.Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn were significantly positively correlated with each other, and also with Al and Fe which are generally less affected by human activities.Combining the above correlation analysis results with the spatial distribution characteristics and pollution levels of these metals, it could be inferred that the concentrations of Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn might be from both the natural sources such as the parent materials and the input of Dawen River.Neither of Hg and As had significant correlations with the other heavy metals, which suggested that the concentrations of Hg and As might be more associated with other non-point sources such as aquaculture, fertilizer and pesticide, garbage and domestic sewage in the lake area, but this still needs further study.

heavy metal; sediment; spatial distribution; pollution assessment; Dongping Lake

10.16258/j.cnki.1674-5906.2016.10.015

X14

A

1674-5906（2016）10-1699-08

張菊, 何振芳, 董杰, 鄧煥廣, 魯長(zhǎng)娟, 郭娜.2016.東平湖表層沉積物重金屬的空間分布及污染評(píng)價(jià)[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 25(10): 1699-1706.

ZHANG Ju, HE Zhenfang, DONG Jie, DENG Huanguang, LU Changjuan, GUO Na.2016.Spatial distribution and pollution assessment of heavy metals in the surface sediments of Dongping Lake [J].Ecology and Environmental Sciences, 25(10): 1699-1706.

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41401563）；山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（ZR2014JL028）；中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目（2015M571830）

張菊（1980年生），女，副教授，碩士，主要從事水環(huán)境與水生態(tài)研究。E-mail: mickyjuzi@lcu.edu.cn

2016-07-20