重庆万盛孝子河水体重金属污染特征及风险评估

史晓云 梁丽 张代荣 罗婧

摘要[目的]了解重庆万盛孝子河水体重金属污染特征，评估风险。[方法]对万盛孝子河水体上、中、下游重金属含量进行分析，采用单因子指数法和内梅罗指数法对其重金属污染程度进行评价。[结果]孝子河河水中Hg的含量在0.5×10-4～9.5×10-4 mg/L，Cr的含量在0.2×10-2～4.5×10-2 mg/L。采样河段，Cr的单因子污染指数为1.96，属轻微污染，整条河流内梅罗指数为1.2，属于轻度污染。[结论]该研究可为今后重庆万盛孝子河水体污染治理提供理论依据。

关键詞重金属；污染；风险评估；孝子河

中图分类号X52文献标识码A文章编号0517-6611（2017）17-0045-02

Abstract[Objective] To understand the heavy metal pollution characteristics of Xiaozi River of Wansheng， Chongqing， and to evaluate the risk. [Method] The heavy metal content in Xiaozi River of Wansheng was analyzed. The singlefactor index method and Nemerow index were adopted to evaluate the heavy metal pollution degree. [Result] The results showed that the contents of Hg and Cr were 0.5×10-4-9.5×10-4 mg/L and 0.2×10-2-4.5×10-2 mg/L. The single pollution index of Cr was 1.96，indicating exceed the standard；Nemerow index was 1.20，indicating light pollution.[Conclusion] The study can provide theoretical basis for future pollution control of Xiaozi River of Wansheng， Chongqing.

Key wordsHeavy metal；Pollution；Risk assessment；Xiaozi River

作者简介史晓云（1979—），女，山西陽泉人，工程师，从事环境监测研究。

收稿日期2017-04-21

万盛经开区属于四川盆地东南边缘与云贵高原衔接过渡山区，位于重庆南部，其境内的主要河流——孝子河在区内河长29 km，流域面积330.03 km2，作为万盛的母亲河，见证了万盛城区发展的兴衰成败。近年来，随着工农业的迅速发展，工业污水、生活废水及农业灌溉回流不断排入河中，有毒有害物质迅速积累，水质受到严重影响。水体中重金属不仅影响饮用水安全，还直接影响水体中动植物。由于重金属潜伏期长、毒性大以及难去除，不仅会对流域周围的生态环境、农业安全造成影响，也会对居民健康造成危害[1-2]。笔者以重庆万盛孝子河为研究对象，对生态环境风险较高的Hg、Cr、As、Cd、Pb 5种重金属含量进行监测，于2014年开始连续每月对孝子河不同断面采集样品并进行跟踪分析，通过对比水体重金属含量变化特征，为区域重金属污染和治理提供理论基础和背景数据。

1材料与方法

1.1样品采集

分别在孝子河的红岩（上游）、建设（中游）和温塘（下游）3个河流断面采集水样。水样采集时间为2014年1—12月，按照《水环境监测规范》（SL 219—98）采集采样点河水[3]，水样采集后，将样品装入聚乙烯瓶，同时放入保温冰盒保存并迅速送回实验室，并尽快进行分析测试。在采样现场测定水温、溶解氧（DO）、pH等水环境参数。

1.2样品测定与分析

取20 mL水样于洁净容量瓶中，并加入0.4 mL HNO3，摇匀，密封，供测定Cu、Pb、Cr和Cd含量。取20 mL待测样品置于50 mL容量瓶中，依次加入1 mL 浓硫酸和1 mL溴化剂，加塞，摇匀备用，供测定Hg含量。样品制备后，采用原子吸收分光光度法分别测定Cu、Pb、Cr、Cu 和Hg含量。重金属含量测定用AAnalyst 800型原子吸收光谱仪（美国珀金埃尔默仪器有限公司）。

1.3河水重金属污染评价方法和评价标准

以《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）Ⅲ 类水质要求对孝子河水域水质饮用及渔业生产安全进行评价，评价采用单因子污染指数和内梅罗污染指数法（GB 3838—2002，地表水环境质量标准[S]）。单因子污染指数法是国内普遍采用的重金属污染程度评价方法之一，它可以判断环境中的主要污染因子，反映某个污染物的污染程度。其计算公式为：

Pi=Ci/Si

式中，Pi为单项污染指数；Ci为污染物i的实测值；Si为污染物i 的评价标准。评价标准见表1。

内梅罗污染指数评价法兼顾了单因子污染指数的平均值和最高值，可以突出污染指数较重的污染作用[4]。其计算公式为

式中，NI为内梅罗污染指数；（Ci /Si）max为最大单项污染指数；（Ci /Si）ave为单项污染指数的平均值。Si以地表水 Ⅰ 类水域标准为背景限值，Hg、Cr、As、Cd、Pb的评价标准分别为0.000 05、0.010 00、0.050 00、0.001 00、0.001 00 mg/L。评价等级见表2。

1.4数据统计数据处理与图形制作分别使软件SPSS 180与Origin 8.1。

2结果与分析

2.1水质常规参数变化特征

水体环境中环境因子（如温度、pH、电导率等）不仅可以反映河流水体的基本理化特征，还直接影响重金属物质的迁移转化行为（表3）。

由表3可知，孝子河同一年份不同月份水环境参数呈现明显差异，而不同断面的差异不明显。全年监测整条河流的pH为6.59～8.36，监测过程中，大部分断面属于中性偏碱性范围，在一般情况下，当水环境的pH处于酸性条件时，往往会形成易溶化合物，利于重金属的迁移和扩散，而在中性或碱性条件下，则相反[5]。孝子河上、中、下游不同月份水体中DO含量变化较为明显，总体看来，上游的DO含量较高，这可能与水体自净作用以及上游流域周围无居民区、工业区等原因有关。一般认为，氧化还原电位为400 mV以上者认为是氧化环境，200～400 mV为弱氧化环境，0～200 mV为中度还原环境，0 mV以下为强还原环境[6]。由此可知，孝子河呈弱氧化至氧化环境。

2.2河水中重金属含量分布特征

通过对孝子河河水中Hg、Cr、As、Cd、Pb重金属含量进行测定，Cd和Pb含量极低，仪器未检出，其他3种重金属在各个采样点重金属含量变化

特征见图1。Hg与As含量自上游到下游呈逐渐增加的趋势；而Cr则总体呈现上游与下游含量较高，中游较低。不同重金属在不同季节的含量变化不同，在冬季河水中Hg含量较高，整条河流Hg的含量在0.5×10-4～90.5×10-4 mg/L；而重金属Cr的含量在夏季则相对较低，含量在0.2×10-2～4.5×10-2 mg/L。这一方面是由于冬季枯水期水流量小，河水自净能力较弱，另一方面是下游接纳了排污口的污水，水体中的悬浮物对重金属的吸附，因此水体中重金属含量升高。通过与我国地表水域重金属含量标准限制对比分析，发现孝子河上、中、下游河水中的Cr含量年均值超过我国地表水 Ⅰ 类标准，下游温塘的含量最高，为1.96×10-2 mg/L；Hg、As在不同断面的年均值则低于我国地表水 Ⅰ 类标准，但含量最高值也均出现在下游，分别为3.30×10-5和2.50×10-4mg/L，这可能是由于孝子河下游分布着一些工业企业，其废水废气的排放对水体环境造成影响。

2.3水体中重金属污染指数及污染水平

从单因子污染指数来看，Hg、Cr、As、Cd、Pb的单因子污染指数：上游Hg为0456，Cr为1.470，As为0.004；中游Hg为0.736，Cr為1160，As为0.004；下游Hg为0.788，Cr为1.960，As为0006；而Cd、Pb均未检出。可以看出，在所测重金属中，不同断面的Hg、As、Cd、Pb单因子污染指数值均小于100，达到国家一级标准，而Cr的单因子污染指数值在100～200，属于轻微污染。根据内梅罗污染指数的计算结果可知，上游重金属的内梅罗污染指数为1.13，中游为0.93，下游则为153，上游与下游属于轻度污染，而中游属于警戒。而对于整条河流而言，内梅罗污染指数为1.20，属于轻度污染。

3结论

该研究对万盛孝子河主流上、中和下游河段河水重金属含量进行了分析，并对重金属污染进行评价。结果表明，重金属Cr、As的含量均未超过国家I类水标准，但上、中、下游不同断面水体中重金属含量存在差异。应用单因子污染指数法和内梅罗污染指数法评价水质污染状况，结果表明，河水中的重金属Hg、As、Cd、Pb的含量均达到国家一级标准，而重金属Cr属于轻度污染，而对于孝子河而言，该条河流存在轻度污染，因此，需要找出污染原因和污染源，及时监测控制，以防止重金属污染对人体造成危害。

参考文献

[1] NUNES M.Assessment of water quality in the Calma and Mauriverbasins （Portuga1）using geochemical and biological indices[J].Water，air，and soil pollution，2003，149（6）：227-250.

[2] 蔡文贵，林钦，贾晓平，等.考洲洋重金属污染水平与潜在生态危害综合评价[J].生态学杂志，2005，24（3）：343-347.

[3] 中华人民共和国水利部.水环境监测规范：SL219—98[S].北京：中國水利水电出版社，1998.

[4] 王璐，支崇远，周玉春，等.红水河上游重金属分布及污染评价[J].安徽农业科学，2013，41（8）：3626-3627.

[5] BARBIER F，DUE G，PETITRAMEL M.Adsorption of lead and cadmium ions from aqueous solution to the montmorillonite/water interface[J].Colloids and surfaces A：Physicochemical and engineering aspects，2000，166（1/2/3）：153-159.

[6] 刘清，王子健，汤鸿霄.重金属形态与生物毒性及生物有效性关系的研究进展[J].环境科学，1996，27（1）：89-92.

安徽农业科学，Journal of Anhui Agri. Sci.2017，45（17）：50-52，56