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赣南作为钨矿和离子型稀土矿密集分布地区,多年矿业活动造成区域内重金属污染,河流作为易受污染的地表水资源,重金属污染不可忽视。然而,赣南河流重金属污染研究甚少。本文以桃江河为研究对象,探讨水体及沉积物中Cr、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb、W 8种重金属在丰水期、平水期与枯水期的污染特征及风险程度,为河流重金属污染防治提供理论基础。得出结论如下:
(1)水体各重金属平均含量变化不大,三个时期均以Cu和Zn含量较高, Cr和Cd含量较低,除Cr和Cu两者外,其他各重金属变异系数均大于36%,属于高度变异,在桃江河空间分布极不稳定。
(2)沉积物各重金属平均含量顺序除W外,其他均保持不变,三个时期均以Zn和Pb含量最高,Cd和Hg含量最低。三个水文时期各重金属均存在超标情况,Cu、Cd和Hg最为严重,超标率均为100%,Cr超标情况最轻。
(3)沉积物中重金属形态分析结果表明,三个水文时期Cr、Cu、As、W均以残渣态为主,Zn以弱酸提取态为主,这5种元素变化不大,Cd在丰水期、Hg在丰水期和平水期、Pb在枯水期表现为以残渣态为主,Cd在平水期和枯水期以弱酸提取态为主,Hg在枯水期、Pb在丰水期和平水期均以可还原态为主,三个水文时期Zn元素弱酸提取态所占百分比均最大,Zn活性最大。
(4)水体中重金属单因子水质评价结果表明,Hg污染最为严重,三个时期均在Ⅳ类地表水质标准以下;模糊综合评价指数结果表明,各元素三个水文时期均到达Ⅱ~Ⅳ类地表水质标准。
(5)沉积物中重金属地累积指数结果表明,Cd和Hg污染最为严重,枯水期污染最为严重,丰水期污染最轻。潜在生态风险评价结果表明,从单元素生态风险程度(Eri)来看,三个时期均为Cd和Hg的生态危害最大,Cr的生态危害最小,Cd和Hg为主要潜在风险因子;从综合生态风险程度(RI)平均值来看,三个时期均表现为极强生态风险,枯水期风险最强,丰水期最低。P值风险评价法表明,丰水期Pb污染最强,为中度-重度污染水平;平水期Cd污染最强,为重度污染程度;枯水期Cd和Hg污染最大,呈重度污染程度。风险评估指数法评价结果表明,三个时期Cu、Zn和Cd风险最高,RAC值在11%~50%之间,呈现中等风险或高等风险。
(6)沉积物重金属4种评价结果对比看出,桃江河沉积物中Cd不仅富集严重,潜在生态风险极强,而且次生相与弱酸提取态所占比高,综合考虑为污染最为严重的金属元素。
综上所述,桃江河水体主要以Hg污染最严重,沉积物中以Cd污染最为严重,且生态风险极强。
(1)水体各重金属平均含量变化不大,三个时期均以Cu和Zn含量较高, Cr和Cd含量较低,除Cr和Cu两者外,其他各重金属变异系数均大于36%,属于高度变异,在桃江河空间分布极不稳定。
(2)沉积物各重金属平均含量顺序除W外,其他均保持不变,三个时期均以Zn和Pb含量最高,Cd和Hg含量最低。三个水文时期各重金属均存在超标情况,Cu、Cd和Hg最为严重,超标率均为100%,Cr超标情况最轻。
(3)沉积物中重金属形态分析结果表明,三个水文时期Cr、Cu、As、W均以残渣态为主,Zn以弱酸提取态为主,这5种元素变化不大,Cd在丰水期、Hg在丰水期和平水期、Pb在枯水期表现为以残渣态为主,Cd在平水期和枯水期以弱酸提取态为主,Hg在枯水期、Pb在丰水期和平水期均以可还原态为主,三个水文时期Zn元素弱酸提取态所占百分比均最大,Zn活性最大。
(4)水体中重金属单因子水质评价结果表明,Hg污染最为严重,三个时期均在Ⅳ类地表水质标准以下;模糊综合评价指数结果表明,各元素三个水文时期均到达Ⅱ~Ⅳ类地表水质标准。
(5)沉积物中重金属地累积指数结果表明,Cd和Hg污染最为严重,枯水期污染最为严重,丰水期污染最轻。潜在生态风险评价结果表明,从单元素生态风险程度(Eri)来看,三个时期均为Cd和Hg的生态危害最大,Cr的生态危害最小,Cd和Hg为主要潜在风险因子;从综合生态风险程度(RI)平均值来看,三个时期均表现为极强生态风险,枯水期风险最强,丰水期最低。P值风险评价法表明,丰水期Pb污染最强,为中度-重度污染水平;平水期Cd污染最强,为重度污染程度;枯水期Cd和Hg污染最大,呈重度污染程度。风险评估指数法评价结果表明,三个时期Cu、Zn和Cd风险最高,RAC值在11%~50%之间,呈现中等风险或高等风险。
(6)沉积物重金属4种评价结果对比看出,桃江河沉积物中Cd不仅富集严重,潜在生态风险极强,而且次生相与弱酸提取态所占比高,综合考虑为污染最为严重的金属元素。
综上所述,桃江河水体主要以Hg污染最严重,沉积物中以Cd污染最为严重,且生态风险极强。