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滴水湖作为目前国内最大的人工湖泊,位于上海市临港新城,总面积达5.56km2。滴水湖水源来自大治河水,经随塘河、农场中心河、芦潮引河,再由滴水湖周边河网水系引水入湖,最终流入东海。重金属具有难降解、可通过食物链富集、强生物毒性等特点,了解其污染状况、时空分布、污染来源对于滴水湖湖泊污染防治具有重要现实意义。本论文以上海滴水湖及其引水河道中的表层沉积物为研究对象,于2011年2月-2012年10月,在滴水湖及其引水河道共10个采样点,每个季度个采集一次,共8次。本论文测定了滴水湖湖区、闸内引水河、闸外引水河的沉积物7种重金属(Cu、Pb、Cr、Cd、Zn、Hg、As)的总量及不同赋存形态的含量、总有机碳、总氮等指标,并分析了其时空分布变化特征,并选用相应的评价方法对其环境生态风险进行了探讨,分析了其污染来源,以期加强人们对滴水湖重金属污染的系统认识,为滴水湖的水质管理提供更详实的基础资料。研究结果如下:(1)2011年-2012年期间,滴水湖及其引水河道沉积物中7种重金属的年平均值为Zn(202.719mg·kg-1)> Cr(24.806mg·kg-1)> Pb(22.586mg·kg-1)>Cu(20.924mg·kg-1)> As(14.448mg·kg-1)>Hg(0.494mg·kg-1)>Cd(0.475mg·kg-1)。滴水湖水系沉积物中重金属存在鲜明的空间分布特征,引水河道重金属含量高于湖区,并呈现随塘河三三公路段>闸外引水河>闸内引水河>滴水湖湖区的趋势。滴水湖水系沉积物重金属与TOC、TN之间存在极为显著的两两相关性。TOC与重金属之间的极显著正相关性表明这些元素在沉积物中与有机质结合紧密;TN与滴水湖重金属之间基本呈现负相关性,说明与重金属不存在共同来源,甚至存在拮抗作用。主成分分析表明,滴水湖沉积物中7种重金属污染可由两个主成分来反映。前两个主成分其累计贡献率为80.788%。第一主成分的贡献率为68.978%,7种重金属Cd、Pb、Cr、As、Cu、Hg、Zn及TOC都表现出较高的正载荷。第二主成分的贡献率为11.810%,只有TN呈现出较高的正载荷。说明第一主成分代表所研究的重金属的主要污染来源,人类活动和大气沉降。(2)采用BCR连续提取法对重金属的形态进行研究。结果表明,Hg、As、Cr、Zn(除随塘河三三公路段)在滴水湖引水河道及其引水河各采样点总体以残渣态为主,其残渣态的年平均含量分别为0.296mg·kg-1、10.724mg·kg-1、15.706mg·kg-1、81.594mg·kg-1,生物有效性较弱;Cu以残渣态为主(年平均含量为12.522mg·kg-1),其次为铁/锰氧化物结合态(年平均含量为6.029mg·kg-1);Cd在各采样点的可提取态普遍高于残渣态,在可提取态中以可交换态和碳酸盐结合态为主要赋存形态;Pb在各采样点主要以残渣态和铁/锰氧化物结合态存在。运用Pearson相关性分析法对滴水湖及其闸外、闸内引水河沉积物中重金属5种赋存形态含量进行两两间相关分析,并进一步将其与TOC、TN含量进行相关性分析。7种重金属的5种不同形态与TOC相关性显著。除Hg外,所有重金属的还原态及氧化态含量与TOC的相关性最为显著,两形态的质量分数主要受有机质质量分数的影响。TN与Cd、Hg的水溶态、弱酸态、还原态、氧化态之间表现出显著的负相关性,而只与Cd的残渣态呈现出极显著的正相关性。此外,Cu的水溶态和弱酸态及Pb的弱酸态与TN也都呈现极显著的正相关性。(3)基于滴水湖沉积物总量,通过两种不同的评价方法对沉积物中重金属污染状况进行评价。以Hakanson潜在生态风险指数法对滴水湖及其引水河道沉积物中7种重金属的污染状态进行生态风险评价,湖区及引水河道10个采样点的沉积物中重金属潜在生态风险指数RI均值为616.344,具有很强潜在生态风险。各重金属的生态风险系数从大到小为Hg>Cd>As>Cu>Pb>Zn>Cr。Hg与Cd在各采样点表现为极强生态危害,各采样点的E ir均值分别为395.306、158.226,是滴水湖及其引水河道表层沉积物中主要的生态风险因子。从空间分布上看,各采样点的生态风险程度依次为闸外引水河>闸内引水河>滴水湖湖区。根据平均沉积物质量基准系数(SQG-Q)评价,滴水湖水系各采样点的平均沉积物质量基准系数(SQG-Q)的范围为0.242-0.903,均在0.1-1之间,表现为中等潜在不利生物效应。在研究区域上,闸外引水河中随塘河三三公路段的SQG-Q值为0.903,接近1,应该引起重视。基于形态学研究利用RSP次生相与原生相比值法对重金属形态进行污染评价。研究结果表明,滴水湖水系表层沉积物重金属元素中Cd的RSP污染指数最高,平均值为1.268,各采样点总体呈现轻度污染,但在随塘河三三公路段呈中度污染。7种重金属元素的污染程度进行排序,大致如下:Cd>Pb>Zn>Cu>Cr>Hg>As。滴水湖水系沉积物重金属生态风险评价结果显示,基于重金属总量的评价方法相较于重金属形态评价方法,其生态风险程度较强。从不同采样点的污染排序来看,两种方法所得结果基本相同,各采样点的重金属含量的顺序为闸外引水河>闸内引水河>滴水湖湖区。基于重金属的评价方法中由于其环境背景值、沉积物质量基准等评价指标存在空间差异及设定的科学性合理性难以保证,因此其评价结果在不同的研究区域存在差异。而重金属形态评价方法在初步了解重金属污染状况的同时,还能有效了解重金属的迁移特性、污染来源、生物有效性等。因此,应通过不同的评价方法综合分析沉积物重金属的生态风险状况。