论文部分内容阅读
杭埠河是巢湖最大的入湖支流(占总径流量的65%),其水环境质量状况一直饱受各方关注。本研究通过对杭埠河流域沉积物和双壳贝类背角无齿蚌(Anodonta woodiana)中重金属含量进行分析测定,探究重金属Cr、Cu、Zn、Cd、Pb、As、Hg在杭埠河水环境中的生物地球化学行为,并重点关注汞和甲基汞在背角无齿蚌中的污染特征及其生物富集效应,利用单项污染指数法、地积累指数法评价重金属在杭埠河流域的生态风险。研究结果表明:杭埠河冬季枯水期部分河段水质氮、磷超标,沉积物中的总氮和总磷含量也在某些河段超过了最低安全级别。杭埠河沉积物中Cr、Cu、Zn、Cd、Pb、As和Hg均值含量分别为64.5 mg/kg,21.4 mg/kg,89.1 mg/kg,0.152 mg/kg,30.6 mg/kg,7.16 mg/kg和0.065 mg/kg,以背景值作为参照,沉积物重金属污染爆发频次相对较高的是Zn、Cd、Pb,表明近年来流域内的人类生产活动加剧了这三种重金属向水环境的排放。沉积物中Cr浓度含量虽然低于自然背景值,但也超过了阈值效应含量TEC的限定并表现出较高的的污染响应。杭埠河背角无齿蚌中Cr、Cu、zn、Cd、Pb、As和Hg均值含量分别为80.4mg/kg,5.2 mg/kg,412.9 mg/kg,0.339 mg/kg,0.43 mg/kg,8.9 mg/kg和0.134mg/kg,其中Zn、Cd和Hg的生物-沉积物积累因子BSAF均值分别为5.43、2.71和2.82,表现出明显的生物富集,而背角无齿蚌对Cr、Cu、Pb和As的富集则相对较弱,其生物体内重金属浓度含量基本接近或者低于对应沉积物中重金属的含量。背角无齿蚌体内重金属含量与对应沉积物中重金属的含量呈现显著正相关,其相关系数高低排序为:Hg>Cd>Zn>Cr>Cu>As>Pb。进一步研究发现,背角无齿蚌对汞和甲基汞均有较高的富集,两者含量分别为101.34-171.15μg/kg:干重)和54.22~89.63 μg/kg(干重),均符合GB18406.4-2001中汞的限量要求。背角无齿蚌各部分组织对汞的积累具有明显的选择性,具体表现为外套膜中汞浓度最高,内脏次之,腮和肌肉较低。贝类重金属污染评价结果显示,背角无齿蚌体内重金属含量与对应沉积物中重金属含量相关性良好,其中Cr、Zn、Pb和Cd在软组织中的含量超过了贝类安全标准的限定。除元素Pb外,背角无齿蚌体内Cr、Zn和Cd反映的贝类污染水平与沉积物中重金属污染趋势基本保持-致,表明背角无齿蚌可作为淡水环境重金属污染监测和预警的优良指示生物。杭埠河沉积物的TOC含量与重金属Cu、Zn、Cd和Hg的含量表现出良好的正相关性,而Cr、Pb、As则与TOC含量分布表现出负相关性,表明重金属污染可能来自于混合污染源。重金属污染源解析结果表明,杭埠河流域重金属污染主要受农村面源污染(52%)、航运污染(16%)和工业污染(14%)的影响。故应强化农业面源污染治理过程中对重金属输入负荷的调控,减少船舶运输过程中的燃油污染排放,同时加大对相关涉污企业的监管力度,并通过对贝类所在的底栖生态环境进行优先修复和多样性重构来增加和提升流域水生态系统的环境容量和自净能力。