洞庭湖主要入湖口表層沉積物重金屬分布特征與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

田琪，張光貴，謝意南，莫永濤

湖南省洞庭湖生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，岳陽 414000

洞庭湖主要入湖口表層沉積物重金屬分布特征與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

田琪，張光貴*，謝意南，莫永濤

湖南省洞庭湖生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，岳陽 414000

盡管針對(duì)洞庭湖沉積物中重金屬的研究工作較多，但缺乏針對(duì)其主要入湖口的研究?；?014年12月和2015年6月對(duì)洞庭湖主要入湖口表層沉積物中重金屬調(diào)查，分析了重金屬含量的時(shí)空分布特征，并采用一致性沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)法對(duì)其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，Cd、Hg、As、Cu、Pb和Zn的平均含量分別為3.27、0.190、27.10、39.8、38.0和157.8 mg·kg-1，其大小順序?yàn)閆n>Cu>Pb>As>Cd>Hg，Cd和As含量出現(xiàn)超過土壤環(huán)境質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象，是主要的重金屬污染物。Cd、As、Pb和Zn等4種重金屬含量的最高值均出現(xiàn)在湘江入湖口，Cu含量的最高值出現(xiàn)在資水入湖口，Hg含量以沅江入湖口最高，除Pb外，其他5種重金屬在湘江和資水入湖口的含量均大于平均值，表明湘江和資水入湖口污染較為嚴(yán)重；汛期與非汛期6種重金屬的含量均無顯著性差異(P>0.05)。6種重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)大小順序?yàn)锳s>Cd>Zn>Pb>Cu>Hg，各入湖口生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)大小順序?yàn)橄娼牒?資水入湖口>沅江入湖口>汨羅江入湖口>澧水入湖口>長江“三口”>新墻河入湖口，其中湘江和資水入湖口為較高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，其他入湖口為較低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。入湖河流是洞庭湖湖體沉積物重金屬污染的主要來源，在一定程度上，入湖河流沉積物中重金屬的含量對(duì)洞庭湖湖體沉積物中重金屬污染狀況起著決定性作用，因此，洞庭湖流域重金屬污染防控應(yīng)以入湖河流為主，其中尤以湘江和資水為重點(diǎn)。

重金屬；生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；洞庭湖；入湖口；一致性沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)；時(shí)空分布

重金屬作為環(huán)境污染物，具有難降解、易積累、毒性大的特點(diǎn)，且有通過食物鏈危害人類健康的潛在危險(xiǎn)，一直是環(huán)境保護(hù)和科學(xué)研究的重點(diǎn)[1]。一般情況下，湖泊沉積物是各種污染物質(zhì)的“匯”，但在一定條件下沉積物中的重金屬又會(huì)釋放到上覆水中，沉積物轉(zhuǎn)成水體污染的“源”[2]，嚴(yán)重影響湖泊上覆水體的質(zhì)量，造成水環(huán)境的“二次污染”和“生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)”[3-7]。此外，表層沉積物是水體中底棲生物的重要生活場(chǎng)所和食物來源，沉積物中的重金屬可直接或間接地對(duì)水生生物產(chǎn)生毒害作用，并通過生物富集、食物鏈放大等過程進(jìn)一步影響陸地生物和人類[8]。目前，沉積物中重金屬的生態(tài)毒性或生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)已引起了研究者的廣泛關(guān)注[9]，因此研究沉積物中重金屬的含量分布及其潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)防控湖泊水體重金屬污染具有重要指導(dǎo)意義。

湖南有色金屬工業(yè)發(fā)達(dá)，大量工業(yè)廢水、廢氣和固體廢棄物的排放對(duì)洞庭湖流域水環(huán)境質(zhì)量構(gòu)成現(xiàn)實(shí)威脅。相關(guān)研究結(jié)果表明，洞庭湖水系已受到不同程度的污染[10]，重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)不斷增加[11]，洞庭湖水質(zhì)呈總體下降趨勢(shì)[12-13]，重金屬污染物絕大多數(shù)來自入湖河流輸入[14]。盡管近年來有學(xué)者針對(duì)洞庭湖沉積物重金屬開展了相關(guān)研究[15-20]，但除曾祥英等[21]對(duì)湘江入湖口河段沉積物重金屬污染特征及其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的研究外，大都以洞庭湖湖體為研究對(duì)象，而缺乏針對(duì)其主要河流入湖口的研究。本研究通過對(duì)洞庭湖主要入湖口表層沉積物中鎘(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、銅(Cu)、鉛(Pb)和鋅(Zn)等重金屬調(diào)查，了解重金屬的含量及分布特征，并進(jìn)行重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，分析主要入湖口對(duì)湖體重金屬污染特征的影響，以期為洞庭湖流域重金屬污染治理、防控洞庭湖水體重金屬污染提供參考和依據(jù)。

1 材料與方法(Materials and methods)

1.1 研究區(qū)概況

洞庭湖位于湖南省北部、長江中游荊江南岸，是我國第二大淡水湖。受泥沙淤積、筑堤建垸等自然和人類活動(dòng)的影響，洞庭湖現(xiàn)已明顯地分化為西洞庭湖、南洞庭湖和東洞庭湖3個(gè)不同的湖泊水域。洞庭湖為一典型的過水性洪道型湖泊[13]，其水流方向大致為西洞庭湖→南洞庭湖→東洞庭湖→長江，一般地，4月至9月為汛期，10月至翌年3月為非汛期。洞庭湖的主要入湖河流有長江“三口”(松滋、太平和藕池)、澧水、沅江、資水、湘江、汨羅江和新墻河等。湖南是我國重金屬污染突出的省份，其中湘江是我國重金屬污染嚴(yán)重的河流之一[21]，全省五大重金屬污染區(qū)，4個(gè)分布在湘江流域，分別是株洲清水塘、湘潭竹埠港、衡陽水口山和郴州三十六灣，1個(gè)分布在資水流域，即婁底錫礦山，沅江水系的上游和左側(cè)支流流經(jīng)我國最大的汞礦帶即湘黔汞礦帶。

1.2 樣品采集

為較好地反映沉積物中重金屬污染狀況，克服單次監(jiān)測(cè)點(diǎn)位少、數(shù)據(jù)代表性不夠的缺陷，本研究在汛期和非汛期各進(jìn)行了1次監(jiān)測(cè)。分別于2014年12月和2015年6月，采用抓斗式采泥器采集洞庭湖主要入湖口表層沉積物樣品，采樣深度約0～10 cm，每個(gè)采樣點(diǎn)采集3個(gè)平行樣品現(xiàn)場(chǎng)混勻，裝入封口袋，4 ℃保存。共設(shè)置7個(gè)采樣點(diǎn)(圖1)，分別是松滋?hào)|支入湖口馬坡湖(1號(hào))、澧水入湖口沙河口(2號(hào))、沅江入湖口坡頭(3號(hào))、資水入湖口萬家嘴(4號(hào))、湘江入湖口樟樹港(5號(hào))、汨羅江入湖口南渡(6號(hào))和新墻河入湖口八仙橋(7號(hào))，所有采樣點(diǎn)采用便攜式GPS定位，并盡可能與水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位一致，采樣點(diǎn)基本情況見表1。

圖1 采樣點(diǎn)位分布圖Fig. 1 Location of sampling sites

表1 沉積物樣品采集地點(diǎn)基本信息Table 1 Basic information of sediment sampling sites

1.3 樣品分析與數(shù)理統(tǒng)計(jì)

1.3.1 樣品處理及分析

所采沉積物樣品經(jīng)冷凍干燥后去除各種雜質(zhì)，再經(jīng)瑪瑙研缽研磨處理后過100目(0.149 mm)尼龍篩，分裝于塑料袋中密封以待測(cè)。

樣品經(jīng)HNO3-HClO4-HF消解后，Cd、Cu、Pb和Zn采用火焰原子吸收分光光度法測(cè)定，Hg采用冷原子吸收分光光度法測(cè)定，As采用原子熒光法測(cè)定。Cd、Hg、As、Cu、Pb和Zn的檢出限分別為0.1、0.005、0.03、1、1和0.5 mg·kg-1。為保證分析的準(zhǔn)確性，分析過程以國家土壤一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GSS-7、GSS-11、GSS-13、GSS-15和GSS-28為質(zhì)控標(biāo)樣，實(shí)驗(yàn)每個(gè)樣品設(shè)置2個(gè)平行樣，平行分析誤差<5%，取平均值為結(jié)果。

1.3.2 數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)

數(shù)據(jù)經(jīng)檢查、剔除特異值等預(yù)處理后，采用Microsoft Office Excel 2007和IBM SPSS 19.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理和分析，相關(guān)性用Pearson相關(guān)系數(shù)表示，均值差異性比較采用兩獨(dú)立樣本的t檢驗(yàn)。

1.4 評(píng)價(jià)方法

沉積物重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)采用一致性沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)(Consensus-Based Sediment Quality Guidelines, CBSQGs)法評(píng)價(jià)。CBSQGs具有毒性效應(yīng)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度高、普適性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，近年來逐漸發(fā)展成為主要的沉積物生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工具之一[22-24]。對(duì)于每一種污染物，CBSQGs包括2個(gè)基準(zhǔn)值，即閾值效應(yīng)濃度(Threshold Effect Concentration, TEC)與可能效應(yīng)濃度(Probable Effect Concentration, PEC)。若污染物含量低于TEC，則認(rèn)為其無生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；若污染物含量高于PEC，則認(rèn)為其具有較高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；若污染物含量在TEC與PEC之間，則認(rèn)為其具有較低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)某一點(diǎn)位存在多種污染物時(shí)，其點(diǎn)位總的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)由該點(diǎn)位生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)最高的污染物決定，即以生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)最高的污染物生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)作為該點(diǎn)位總的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。本文6種重金屬的CBSQGs值列于表2。

在相同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)下，為了比較不同污染物生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的大小，計(jì)算PEC基準(zhǔn)商(PEC-Qi)，PEC-Qi值越大，風(fēng)險(xiǎn)程度越高；不同點(diǎn)位生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度用6種重金屬PEC基準(zhǔn)商的和∑PEC-Qi來表征。PEC-Qi的計(jì)算公式如下：

PEC-Qi=Ci/PECi

式中：Ci為沉積物中重金屬i含量的實(shí)測(cè)值，PECi為重金屬i的可能效應(yīng)水平。

2 結(jié)果與分析(Results and analysis)

2.1 沉積物中重金屬的含量

洞庭湖主要入湖口表層沉積物中重金屬的監(jiān)測(cè)結(jié)果見表3。由表3可知，Cd、Hg、As、Cu、Pb和Zn的平均含量分別為3.27、0.190、27.10、39.8、38.0和157.8 mg·kg-1，其大小順序?yàn)閆n>Cu>Pb>As>Cd>Hg。同一重金屬在不同樣點(diǎn)間的變異程度不同，其中Cd的變異系數(shù)最大，即各入湖口表層沉積物中Cd含量差異最大，As和Hg次之，Zn和Pb的變異系數(shù)相對(duì)較小，Cu的變異系數(shù)最小，即各入湖口表層沉積物中Cu含量差異最小。

表2 6種重金屬一致性沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)(CBSQGs)值[25]Table 2 Consensus-Based Sediment Quality Guidelines (CBSQGs) of 6 heavy metals[25]

表3 表層沉積物重金屬監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)Table 3 Statistics of heavy metal contents in surface sediments

注：ND表示重金屬的含量低于檢出限，以1/2檢出限參與統(tǒng)計(jì)計(jì)算。

Note: ND indicates that the content of heavy metal is lower than the limit of detection, and the statistics is calculatied by half of the limit of detection.

對(duì)照土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB15618—1995)，洞庭湖主要入湖口表層沉積物中Hg、Cu、Pb和Zn含量均在土壤環(huán)境質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，Cd和As含量出現(xiàn)超過土壤環(huán)境質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象，其中Cd含量的平均值超過土壤環(huán)境質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)2.27倍?？梢?，Cd和As是洞庭湖主要入湖口表層沉積物中主要的重金屬污染物。

2.2 沉積物中重金屬含量的時(shí)空分布

2.2.1 沉積物中重金屬含量的空間分布

表層沉積物中各種重金屬含量的空間分布見圖2。由圖2可知，5號(hào)和4號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)Cd含量大于平均值，且明顯大于其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)，5號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)Cd含量最高，為平均值的3.44倍，Cd含量的大小順序?yàn)橄娼牒?資水入湖口>沅江入湖口>長江“三口”>澧水入湖口>汨羅江入湖口>新墻河入湖口；3號(hào)、5號(hào)和4號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)Hg含量大于平均值，且明顯大于其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)，3號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)Hg含量最高，為平均值的1.88倍，Hg含量的大小順序?yàn)殂浣牒?湘江入湖口>資水入湖口>澧水入湖口>長江“三口”>汨羅江入湖口>新墻河入湖口；5號(hào)和4號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)As含量大于平均值，且明顯大于其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)，5號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)As含量最高，為平均值的2.99倍，As含量的大小順序?yàn)橄娼牒?資水入湖口>澧水入湖口>沅江入湖口>新墻河入湖口>汨羅江入湖口>長江“三口”；4號(hào)和5號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)Cu含量大于平均值，其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)Cu含量均在平均值以下，4號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)Cu含量最高，為平均值的1.61倍，Cu含量的大小順序?yàn)橘Y水入湖口>湘江入湖口>長江“三口”>澧水入湖口>汨羅江入湖口>沅江入湖口>新墻河入湖口；5號(hào)和6號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)Pb含量大于平均值，其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)Pb含量均在平均值以下，5號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)Pb含量最高，為平均值的2.25倍，Pb含量的大小順序?yàn)橄娼牒?汨羅江入湖口>資水入湖口>澧水入湖口>新墻河入湖口>長江“三口”>沅江入湖口；5號(hào)和4號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)Zn含量大于平均值，其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)Zn含量均在平均值以下，5號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)Zn含量最高，為平均值的1.99倍，Zn含量的大小順序?yàn)橄娼牒?資水入湖口>沅江入湖口>新墻河入湖口>長江“三口”>澧水入湖口>汨羅江入湖口。總體而言，在6種重金屬中，Cd、As、Pb和Zn等4種重金屬含量的最高值均出現(xiàn)在湘江入湖口，Cu含量的最高值出現(xiàn)在資水入湖口，Hg含量以沅江入湖口最高，除Pb外，其他5種重金屬在湘江和資水入湖口的含量均大于平均值，表明湘江和資水入湖口污染較為嚴(yán)重。

圖2 主要入湖口表層沉積物中重金屬含量比較(虛線代表平均值)Fig. 2 Contents of heavy metals in surface sediments from main tributary entrances (dotted line represents the average values)

2.2.2 沉積物中重金屬含量的時(shí)間分布

不同季節(jié)表層沉積物中重金屬的含量比較見圖3。從圖3可知，汛期Pb、Zn和Hg含量高于非汛期，而非汛期As、Cu和Cd含量高于汛期，t檢驗(yàn)結(jié)果顯示，汛期與非汛期6種重金屬含量均無顯著性差異(P>0.05)，表明水情變化對(duì)洞庭湖主要入湖口表層沉積物中重金屬含量影響較小。這與劉婉清等[26]得出的鄱陽湖“五河”尾閭豐、枯水期沉積物中重金屬含量差異性顯著且豐水期高于枯水期的結(jié)論不同。洞庭湖底泥汛期以淤積為主，非汛期以沖刷為主，三峽工程蓄水運(yùn)行以來，洞庭湖出現(xiàn)了秋季枯水提前、持續(xù)時(shí)間延長的現(xiàn)象[27]，特別是三峽工程全面蓄水運(yùn)行以來，洞庭湖入湖泥沙持續(xù)減少，洞庭湖出湖沙量大于入湖沙量，全年總體呈沖刷狀態(tài)[28]，汛期部分重金屬含量有所下降可能與主要入湖口沖刷作用增強(qiáng)促使其從沉積物中釋放遷移有關(guān)。

2.3 沉積物中重金屬的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

洞庭湖主要入湖口表層沉積物中重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果見表4。由表4可知，Hg、Cu、Pb和Zn在各點(diǎn)位生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)均為較低或無，除4號(hào)和5號(hào)外，Cd和As在其余點(diǎn)位的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)也均為較低或無，而Cd和As在4號(hào)和5號(hào)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)均為較高。受Cd、As含量較高的影響，資水入湖口(4號(hào))和湘江入湖口(5號(hào))總的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)均為較高，其他入湖口總的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)均為較低。

不同點(diǎn)位的PEC-Qi值見表5。由表5可知，除4號(hào)和5號(hào)Cd和As的PEC-Qi大于1外，其余各點(diǎn)位6種重金屬以及4號(hào)和5號(hào)Hg、Cu、Pb和Zn的PEC-Qi均小于1，6種重金屬PEC-Qi平均值的大小順序?yàn)锳s(0.82)>Cd(0.66)>Zn(0.34)>Pb(0.30)>Cu(0.27)>Hg(0.18)，各點(diǎn)位∑PEC-Qi值的大小順序?yàn)?號(hào)(6.81)>4號(hào)(4.53)>3號(hào)(1.88)>6號(hào)(1.27)>2號(hào)(1.25)>1號(hào)(1.12)>7號(hào)(1.09)，即洞庭湖主要入湖口表層沉積物重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度表現(xiàn)為湘江入湖口>資水入湖口>沅江入湖口>汨羅江入湖口>澧水入湖口>長江“三口”>新墻河入湖口。

從入湖河流分區(qū)來看，西洞庭湖、南洞庭湖和東洞庭湖河流入湖口∑PEC-Qi的平均值分別為1.42、5.67和1.18，表明南洞庭湖入湖河流表層沉積物中重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較高，西洞庭湖入湖河流次之，東洞庭湖入湖河流較低。

3 討論(Discussion)

3.1 沉積物中重金屬的相關(guān)性分析

洞庭湖主要入湖口表層沉積物中重金屬之間的相關(guān)分析結(jié)果見表6。

表4 表層沉積物中重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果Table 4 Ecological risk assessment results of heavy metals in surface sediments

表5 不同點(diǎn)位的PEC-Qi值Table 5 PEC-Qi of different sites

表6 表層沉積物中重金屬之間的相關(guān)性Table 6 Correlation coefficients of heavy metals in surface sediments

注：**表示在0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)；*表示在0.05水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

Note:** indicate that the correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed); * indicate that the correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed).

從表6可知，表層沉積物中Zn、Cd和As相互之間呈顯著正相關(guān)(P<0.01)，Zn、Cd和As分別與Cu和Pb之間呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，說明Zn、Cd、As、Cu和Pb的地球化學(xué)性質(zhì)相似，具有相同的來源或產(chǎn)生了復(fù)合污染，且受沉積作用的影響呈現(xiàn)較為相似的分布特征；Hg與其他重金屬之間沒有顯著的相關(guān)性，這可能與Hg在生物(微生物、藻類、水草等)的作用下富集有關(guān)[29-30]。

3.2 對(duì)湖體重金屬污染特征的影響

6種重金屬含量在湘江和資水入湖口表層沉積物中均較高，與祝云龍等[16]和王嵐等[31]湘江和資水入湖的河口三角洲上沉積物重金屬含量最高的研究結(jié)論一致，與張光貴和黃博[11]湘江和資水重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高的結(jié)論相吻合。湖南素有“有色金屬之鄉(xiāng)”之稱，礦產(chǎn)資源豐富，特別是湘江流域衡陽水口山的鉛鋅礦、郴州的鎢礦、湘潭的錳礦和資水流域錫礦山的銻礦更是蜚聲中外，隨著礦產(chǎn)資源的開發(fā)和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，河流水體攜帶的重金屬污染物在洞庭湖入湖口處沉積。受入湖河流湘江和資水的影響，南洞庭湖特別是橫嶺湖和虞公廟表層沉積物中重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較高[19,32]。沅江入湖口表層沉積物中Hg含量最高，主要與沅江水系中上游萬山汞礦、銅仁汞礦、新晃汞礦、鳳凰茶田汞礦為代表的汞礦開采有關(guān)[33]，同時(shí)與沅江沉積物中Hg背景值含量高也有關(guān)系[34]，沅江入湖口表層沉積物中重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高與姚志剛等[15]沅江河口沉積物中Hg和Cd含量較高結(jié)論較為一致，也是西洞庭湖蔣家嘴表層沉積物中重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高的主要原因[19]。洞庭湖主要入湖口表層沉積物中重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)以As、Cd較高，其他重金屬較低，此評(píng)價(jià)結(jié)果與洞庭湖湖體和洞庭湖湘江入湖口至出湖口水域沉積物重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)As、Cd較高的結(jié)論一致[32,35]。南洞庭湖入湖河流表層沉積物中重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)大于西洞庭湖入湖河流，西洞庭湖入湖河流大于東洞庭湖入湖河流，這與張光貴等[19]洞庭湖沉積物中重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)南洞庭湖>西洞庭湖>東洞庭湖的結(jié)論相吻合，表明入湖河流是洞庭湖湖體沉積物重金屬污染的主要來源，在一定程度上，入湖河流沉積物中重金屬的含量對(duì)洞庭湖湖體沉積物中重金屬污染狀況起著決定性作用。因此，洞庭湖流域重金屬污染防控應(yīng)以其主要入湖河流為主，其中尤以湘江和資水為重點(diǎn)。

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◆

Distribution and Ecological Risk Assessment of Heavy Metals in Surface Sediments from Main Tributary Entrances of Dongting Lake

Tian Qi, Zhang Guanggui*, Xie Yinan, Mo Yongtao

Dongting Lake Eco-Environmental Monitoring Center of Hunan Province, Yueyang 414000, China

16 May 2016 accepted 23 July 2016

Although there are many studies on heavy metals in sediments from Dongting Lake, but the study on heavy metals in sediments from main tributary entrances of Dongting Lake is still lacking. The spatial-temporal distribution of heavy metal contents was analyzed, and the ecological risk assessment of heavy metals was conducted using the Consensus-Based Sediment Quality Guidelines based on the investigation of heavy metal contents in surface sediments of main tributary entrances of Dongting Lake in December 2014 and June 2015. The results showed that the average contents of Cd, Hg, As, Cu, Pb and Zn were 3.27, 0.190, 27.10, 39.8, 38.0 and 157.8 mg·kg-1, respectively, and the descending order was as follows: Zn>Cu>Pb>As>Cd>Hg. The contents of Cd and As exceeded the standard of Class Ⅲ of Environment Quality Standard for Soils (GB 15618-1995) in some sites, indicating Cd and As were the main heavy metal pollutants. The maximum values of Cd, As, Pb and Zn were observed in lake entrance of Xiangjiang River, the maximum value of Cu was observed in lake entrance of Zishui River, and the maximum value of Hg was observed in lake entrance of Yuanjiang River. The contents of heavy metals in lake entrances of Xiangjiang River and Zishui River were greater than the averages except Pb, indicating the pollution of lake entrances of Xiangjiang River and Zishui River was more serious. No significant differences were found in the contents of Cd, Hg, As, Cu, Pb and Zn between flood season and non-flood season (P>0.05). The PEC-Qivalues in descending order was As>Cd>Zn>Pb>Cu>Hg, and the ∑PEC-Qivalues in descending order was lake entrance of Xiangjiang River>lake entrance of Zishui River>lake entrance of Yuanjiang River>lake entrance of Miluo River>lake entrance of Lishui River>three outlets of Yangtze River>lake entrance of Xinqiang River. There were higher ecological risk in lake entrances of Xiangjiang River and Zishui River, while there were lower ecological risk in other tributary entrances. The inflow rivers were the main sources of heavy metal pollution in sediments from Dongting Lake body. To a certain extent, the heavy metal contents of inflow rivers contributed most to the heavy metal pollution in surface sediments from Dongting Lake body. The inflow rivers should be given priority in heavy metal pollution prevention and control in Dongting Lake basin, especially focusing on Xiangjiang River and Zishui River.

heavy metals; ecological risk; Dongting Lake; tributary entrances; Consensus-Based Sediment Quality Guidelines; spatial-temporal distribution

2015年湖南省環(huán)境保護(hù)廳重點(diǎn)專項(xiàng)(洞庭湖區(qū)環(huán)境污染現(xiàn)狀調(diào)查)

田琪(1980-)，男，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)與生態(tài)研究，E-mail: douzi115@126.com；

*通訊作者(Corresponding author)， E-mail: zhangguanggui64@163.com

10.7524/AJE.1673-5897.20160516003

2016-05-16 錄用日期：2016-07-23

1673-5897(2017)2-191-10

X171.5

A

張光貴(1964—)，男，學(xué)士，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)樗h(huán)境監(jiān)測(cè)與生態(tài)研究，發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇。

田琪, 張光貴, 謝意南, 等. 洞庭湖主要入湖口表層沉積物重金屬分布特征與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J]. 生態(tài)毒理學(xué)報(bào)，2017, 12(2): 191-200

Tian Q, Zhang G G, Xie Y N, et al. Distribution and ecological risk assessment of heavy metals in surface sediments from main tributary entrances of Dongting Lake [J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2017, 12(2): 191-200 (in Chinese)