劉品禎

（黔南民族師范學院，貴州 都勻 558000）

引言

隨著工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，污染物通過廢水排放等途徑進入底泥，造成污染日益加劇。近年來黑臭水體在許多城市中普遍出現(xiàn)。重金屬由于易致癌等特性是黑臭底泥治理難點，關(guān)注重金屬底泥分布對評價生態(tài)風險具有重要意義。目前評價重金屬生態(tài)風險方法包括RAC 與RI 法，BCR 提取法因其重現(xiàn)性好應(yīng)用廣泛。本文分析重金屬在底泥不同粒徑顆粒分布，比較RI法與RAC 法對重金屬在底泥中生態(tài)風險評估結(jié)果，為客觀評估城市黑臭底泥重金屬生態(tài)風險提供參考。

1 河湖底泥重金屬污染分析研究

水是世界寶貴資源，水資源關(guān)系到國家興衰，隨著生態(tài)文明建設(shè)推進，城市河道在城市環(huán)境凈化等方面發(fā)揮重要作用[1]。隨著城市進程加快，工業(yè)生產(chǎn)廢水排放量與日俱增，底泥重金屬污染不斷呈現(xiàn)惡化趨勢，大量氮磷污染物流入城區(qū)河道，對人體健康產(chǎn)生危害。河湖水環(huán)境呈現(xiàn)惡化趨勢，城區(qū)河道通常伴隨黑臭等環(huán)境問題產(chǎn)生，影響居民正常生活。底泥是河湖污染物富集地，各種污染物以吸附等作用轉(zhuǎn)為固態(tài)，影響水生物健康。

底泥是河湖生態(tài)系統(tǒng)的重要部分，有些污染物未經(jīng)處理進入河道，導(dǎo)致河道底泥受污染日益嚴重，污染物通過富集放大影響人類健康。河湖底泥污染外部來源主要是生活廢水及農(nóng)業(yè)灌溉用水等，隨著人們對生態(tài)環(huán)境要求提高，對水環(huán)境污染控制研究轉(zhuǎn)向底泥[2]。我國學者對國內(nèi)大型河湖水庫重金屬遷移轉(zhuǎn)化進行分析，許多專家利用不同評價法對底泥重金屬含量進行評價。有些學者研究底泥總氮含量垂向分布關(guān)系。一些文獻對黃淮等河段重金屬研究表明，大多數(shù)高濃度污染伴隨有機污染。21 世紀后河道底泥污染嚴重，間接影響人類正常生產(chǎn)生活。

城區(qū)周邊河湖是污染物重要納污載體，隨著水污染治理工作推進，積累污染物底泥不受重視導(dǎo)致加劇重金屬含量超標等系列環(huán)境問題出現(xiàn)。河道底泥污染類型包括重金屬與營養(yǎng)元素污染等[3]。河湖中進入水體重金屬相互轉(zhuǎn)化形態(tài)，外部水環(huán)境條件改變，底泥重金屬釋放通過生物鏈富集轉(zhuǎn)化。氮磷元素導(dǎo)致河湖水質(zhì)富營養(yǎng)化重要原因，農(nóng)藥化肥使用過量氮磷元素進入水體，大部分元素沉淀富集在河道底泥中，環(huán)境容量無法滿足污染物濃度，加劇水體富營養(yǎng)化進程。

2 城市河道底泥重金屬污染評價治理

河道底泥是復(fù)雜的混合物，對污染底泥修復(fù)是河道綜合治理重要部分[4]。目前河道污染底泥治理常用技術(shù)包括原位與異位修復(fù)技術(shù)，重金屬是密度大于4.5 g/cm3的金屬，土壤中重金屬隨雨水進入水體污染底泥。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用含重金屬污水灌溉造成突然重金屬污染[5]。

自20 世紀50 年代后人們開始關(guān)注重金屬對環(huán)境生態(tài)的影響，人們認識到可持續(xù)發(fā)展與自然環(huán)境依存關(guān)系。20 世紀70 年代后國外研究者對洛杉磯灣等水體與底泥重金屬污染進行大量研究。研究發(fā)現(xiàn)河湖底泥富集鉛鋅貢等重金屬，導(dǎo)致對沉積物棲息生物產(chǎn)生有害影響。我國自70 年代后開展底泥直升機研究，21 世紀后逐漸重視底泥重金屬生態(tài)風評，研究發(fā)現(xiàn)太湖沉積物中重金屬處于安全狀態(tài)。污染嚴重的城市河道疏浚底泥富含污染物，重金屬可通過農(nóng)作物污染地下水，底泥利用前預(yù)處理常用方法包括生物淋濾法等。

城市黑臭水體整治應(yīng)遵循內(nèi)源治理，生態(tài)修復(fù)基本技術(shù)路線，可將治理技術(shù)分為內(nèi)源控制技術(shù)等類型，黑臭水體整治技術(shù)選擇應(yīng)遵循綜合性等原則。外源減排技術(shù)包括面源污染控制等，截污納管技術(shù)是沿河岸修建截流管道，超出水量通過截流管道溢流進入水體，截污納管是黑臭河道綜合治理技術(shù)中最關(guān)鍵的措施。截污納管工程實施中普遍存在大截流倍數(shù)問題。面源污染是非點源排出環(huán)境污染物，包括農(nóng)藥化肥等地表固體廢物，面源污染控制技術(shù)主要包括初期雨水凈化技術(shù)，生態(tài)護岸技術(shù)等。

3 黑臭底泥重金屬潛在生態(tài)風險與分布調(diào)研研究

國內(nèi)外對重金屬污染物研究系統(tǒng)全面，主要內(nèi)容包括重金屬來源等；研究領(lǐng)域涉及河湖水庫濕地海灘等底泥。有學者研究選擇某城市AJC 河道為采樣點，樣品采集根據(jù)GB 17378.3 執(zhí)行，采集上覆水體。底泥樣品利用篩網(wǎng)分離不同粒徑顆粒。上覆水體水質(zhì)指標中采用哈希HQ40D 測定儀測定pH，重金屬消解后采用電感耦合等離子發(fā)射光譜法測定重金屬元素含量。底泥重金屬形態(tài)分析依據(jù)BCR 法，各步驟提取液重金屬含量采用ICP-OES 測定。研究在室溫下模擬投加硝酸鈣進行底泥原位修復(fù)反硝化除硫效果，溫度低于15 ℃硫化物去除緩慢，從生物角度解釋硝酸鈣對底泥硫化物去除機理。重金屬元素潛在生態(tài)風評分級標準，如表1 所示。

表1 重金屬元素潛在生態(tài)風評分級標準

重金屬在底泥中分布不均，底泥顆粒對重金屬富集能力逐漸增強。由于底泥顆粒粒徑減小，對重金屬吸附作用增強。細顆粒中次生礦物含量高，如碳酸鹽等，較粗顆粒由石英等組成，底泥中較細顆粒對水體環(huán)境產(chǎn)生影響更大。分析底泥中重金屬含量分布圖，同元素不同賦存在不同采樣點分布規(guī)律相似，Zn，Cd主要存在形態(tài)是弱酸可溶態(tài)，高于其他重金屬。對底泥環(huán)境生態(tài)安全具有顯著威脅，黑臭底泥為厭氧還原狀態(tài)，具有較高潛在生態(tài)風險。植物根系附近分泌有機酸表現(xiàn)為酸性環(huán)境，多個采樣點含量超過可還原態(tài)，Cu 穩(wěn)定存在于底泥中生態(tài)風險性較低，Cr 后三種形態(tài)均勻。

近年來城區(qū)河道污染引起人們的關(guān)注，大多數(shù)重金屬污染物通過地表徑流流入河道，底泥中重金屬通過懸浮作用釋放到環(huán)境中造成污染。國內(nèi)許多學者對河流水體重金屬污染進行研究，城市河道承載經(jīng)濟開發(fā)區(qū)等污水排放，加強河道整治是建設(shè)生態(tài)城市的關(guān)鍵。目前我國河道底泥污染控制未明確相關(guān)標準，研究對安慶懷寧縣城區(qū)納污河道底泥采樣，表明河道Y底泥重金屬污染嚴重，河流Q 底泥中汞質(zhì)量濃度最高為0.12 mg/kg，河流Y 底泥重金屬潛在生態(tài)風險順序為鉛＞鎳＞錳＞鋅,河流Y 重金屬污染較重。

4 結(jié)語

近年來，我國國民經(jīng)濟快速發(fā)展，城市河道污染問題日益嚴重，目前可通過多種技術(shù)手段對河道污染底泥處理，底泥處置重金屬環(huán)境行為研究對底泥污染治理具有重要意義。本文綜述河湖底泥重金屬污染研究，介紹城市河道底泥種技能樹污染治理技術(shù)措施，分析黑臭底泥中重金屬潛在生態(tài)風險與分布特征。研究提出綜合評價法考慮不同重金屬毒性系數(shù)，適合于重金屬化學形態(tài)組成復(fù)雜的河道底泥污染評價。