海口市美舍河城区段沉积物中重金属的分布特征及其污染评价

赵志忠等

摘要：选择海口市美舍河城区段的11个沉积物样本进行分析，结果表明：沉积物中的重金属元素Cr、Ni、As、Cd的含量较高，城区居民的生产、生活可能导致Cr、Ni、Cd、Cu、Zn在河流沉积物中发生叠加富集，而As与城区周边地区农业活动密切相关。通过利用Hakanson的潜在风险指数法进行美舍河河底沉积物重金属综合污染的研究，结果表明：该研究区主要重金属污染因子是Cr，重金属影响因子的顺序由大到小为Cr>As>Cd>Ni>Pb>Cu>Zn；各种重金属潜在生态危害系数由大到小为Cd>As>Cr>Ni>Pb>Cu>Zn；该研究区潜在生态风险指数平均为51.04，属于轻微生态危害。

关键词：美舍河；沉积物；重金属元素；污染评价

中图分类号：X522 文献标志码：A 文章编号：1002-1302（2014）04-0303-05

收稿日期：2013-08-09

基金项目：国家自然科学基金（编号：41261062）；海南省重点科技计划（编号：ZDXM20130021）；海南省地理学重点（培育）学科项目。

作者简介：赵志忠（1965—），男，湖南邵东人，博士，教授，主要研究自然地理学。E-mail：zhizhong@hainnu.edu.cn。近年来，由于城市化进程加快和人类活动加剧，城市工业废水、生活污水大量排入河流，并导致河流沉积物中发生重金属元素积累。现在，国内部分河流沉积物重金属污染越来越严重，并通过食物链成为威胁人类健康的重要环境问题之一[1-6]。已有研究表明，重金属元素是自然条件下不能被降解而成为水系统中最持久的污染物之一[7]，只有极少部分重金属元素可以以溶解态停留在水体中，大部分重金属元素会通过吸附和积聚以残渣态等其他形态长期贮存在底部沉积物中[8]，而一旦河流沉积物发生重金属污染，就会对水生生物产生长期而严重的危害[9]。正因为如此，城市河流沉积物重金属污染已成为人们普遍关注的焦点[10-14]。

本研究选择的美舍河为贯穿海口市区的一条外流河，该河流从沙坡水库流经城区而入海，是海口市内流域面积最大、流经途径最长、与居民生活最密切的一条河流。近20年来，由于海口市城市化进程加快，而城市基础设置建设滞后，城市居民生活污水、城市垃圾无序排放，使美舍河成为了一条名副其实的“臭水沟”，虽经多次整治与清淤工作，但效果并不明显，其环境污染严重影响了周围居民的生产和生活以及海口市的城市形象。本研究探讨美舍河海口市城区段沉积物中重金属的组成特征、变化规律及形成原因，并探讨城市居民的生产污水、生活污水及生活垃圾的排放对美舍河沉积物重金属污染的影响，在此基础上，对现阶段城区河段沉积物中的污染情况进行科学评价，为该区域开展河流环境治理提供科学依据[15-16]。

1研究区概况

美舍河是纵贯海口市南北的一条主要河流，也被称为府城地区的母亲河。美舍河地处低纬度热带北缘，其所在区域具有热带海洋性季风气候，流域内年均气温为23.8 ℃，年均降水量为1 684 mm，4—10月为丰水期，河流流量较大。

美舍河发源于海口市南部羊山地区，呈圆弧状流经永兴、城西、府城、白龙等4个乡镇及街道，在和平北路桥东侧流入海甸溪，最终从新港码头归入琼州海峡，其城区段全长 23.86 km，流域面积为50.16 km2，是海口市生态环境建设的重要组成部分。

近年来，由于海口城市化进程加快，城市污水处理及排污措施力度不够，导致城市生活污水及部分工厂生产废水大量排入美舍河下游，在河流周边到处可见排污口，反映出河流受附近居民生产和生活的影响较大，河流水质一直在Ⅳ～Ⅴ级之间。所以对美舍河的治理也成为海口市城市建设的重要内容之一。

2样品采集及研究方法

本研究主要选择海口市美舍河城区段河底沉积物进行研究，并在不同区段进行采样分析。采样时间为2012年11月，共采集11个样品（各样品点分布如图1所示），11个样点沿河段均匀分布，可信度较好。在室内又将采到的河底沉积物样品经自然晾干及烘干→人工压碎→砾石及动植物残体剔除→混匀碾磨→过筛（150目）等步骤处理，选取0.1 g用于Cr、Ni、Cu、As、Cd、Pb等6种重金属并测定含量。沉积物重金属元素成分采用ICP-MS方法进行分析测定。

3美舍河城区河段中重金属元素的组成特征

根据表4中各重金属污染系数和表2中各重金属的毒性响应系数可计算得到美舍河河底沉积物中不同重金属的潜在生态危害系数和各部位的整体潜在生态风险指数（表5）。由表5可看出，不同重金属元素的潜在生态危害系数由大到小为Cd>As>Cr>Ni>Pb>Cu>Zn，7种重金属的潜在生态危害系数平均值均小于40，潜在生态风险指数RI也远小于150，属于低危害生态范畴，表明区内7种重金属元素的潜在生态危害系数和潜在生态风险指数均处于低污染水平，说明美舍河海口市城区段沉积物中重金属污染属于轻微污染。

5结论

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