王丹+高良敏

【摘 要】 顧橋塌陷區(qū)是淮南幾個(gè)大型采煤塌陷區(qū)中一個(gè)比較典型的塌陷區(qū)域。本文用火焰原子吸收分光光度法就對(duì)顧橋塌陷區(qū)做了塌陷水體和沉積物的總量分析并用潛在生態(tài)危害指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果看出，顧橋重金屬的危害程度為Cd>Cu>Pb>Ni>Zn>Mn>Fe。

【關(guān)鍵詞】 塌陷區(qū) 重金屬 潛在生態(tài)危害指數(shù)法

沉積物是以礦物顆粒為骨架的一種絮狀聚集體，沉積物中的腐殖酸，無(wú)機(jī)自然膠體顆粒，有機(jī)質(zhì)、以及金屬氧化物等都附著在礦物顆粒上。對(duì)于水環(huán)境中常見(jiàn)的重金屬有銅，鋅，鉻，鎘，鉛，鐵，砷，硒，鈷，鎳，錳，汞，錫等，含有這些重金屬的污染物在水體中不可能被微生物降解，相反卻能通過(guò)沉淀一溶解、氧化還原、配合作用、膠體形成、吸附一解吸等一系列物理化學(xué)作用和生物化學(xué)作用而發(fā)生各種形態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化，最終通過(guò)生物積蓄，生物放大作用，轉(zhuǎn)移到種植物以及微生物體內(nèi)，對(duì)環(huán)境造成潛在危害。

1 材料與方法

1.1 區(qū)域概況和樣品采集

顧橋煤礦建設(shè)規(guī)模為1000萬(wàn)噸，是亞洲井工開(kāi)采規(guī)模最大的礦井。塌陷區(qū)水域面積約為10km2，平均塌陷水深為4.0m，礦區(qū)內(nèi)的道路將整個(gè)塌陷水域分割為四個(gè)部分。目前塌陷區(qū)水體主要用于漁業(yè)養(yǎng)殖，農(nóng)田灌溉，周圍有煤矸石堆積。

2013年5月在顧橋塌陷區(qū)水域進(jìn)行沉積物的采集，設(shè)置12個(gè)具有代表性的采樣點(diǎn)。采集的每個(gè)樣品放入對(duì)應(yīng)的標(biāo)好樣點(diǎn)號(hào)的塑封袋中，帶回實(shí)驗(yàn)室待分析。

1.2 研究方法

將采集的各采樣點(diǎn)處的沉積物樣品進(jìn)行風(fēng)干、研磨、過(guò)篩后，稱取適量，進(jìn)行消解預(yù)處理，再用原子吸收分光光度法對(duì)樣品中Fe、Mn、Zn、Cd、Ni、Cu、Pb重金屬元素進(jìn)行分析測(cè)定。最后用潛在生態(tài)危害指數(shù)法對(duì)顧橋塌陷區(qū)沉積物中的重金屬污染情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.3 潛在生態(tài)危害指數(shù)法

根據(jù)重金屬性質(zhì)及其在環(huán)境中遷移轉(zhuǎn)化沉積等行為的特點(diǎn)，從沉積學(xué)的角度Hakanson[1]提出了潛在生態(tài)危害指數(shù)法。該方法的計(jì)算公式如下：

式中：CDi—樣品實(shí)測(cè)濃度；CRi—沉積物樣品背景值；Eri—單一金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)；Tri—金屬生物毒性響應(yīng)因子[2]；RI—多金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。表1為潛在生態(tài)危害指數(shù)風(fēng)險(xiǎn)程度劃分表。

2 評(píng)價(jià)結(jié)果

顧橋塌陷區(qū)沉積物中重金屬的單一因子潛在生態(tài)危害指數(shù)值分析（如表2）。其中Mn、Zn、Cd、Ni、Cu、Pb元素的單一因子潛在生態(tài)危害指數(shù)值的變化范圍分別為0.5～1.8、1.4～4.8、704.9～3303.4、4.6～33.4、12.5～38.6、6.8～25.2。顧橋礦區(qū)Cd元素的潛在生態(tài)危害指數(shù)最大的達(dá)到了3303.4，是極強(qiáng)生態(tài)危害級(jí)別的十倍，對(duì)水生態(tài)環(huán)境的危害不可估量。Ni和Cu元素分別在1、15采樣點(diǎn)處表現(xiàn)出中等生態(tài)危害。其他三種重金屬的單因子潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度存在輕微生態(tài)危害，可忽略生態(tài)污染問(wèn)題；綜合因子潛在生態(tài)危害指數(shù)值的變化范圍為725.8～3356.9，跨度很大，主要是Cd元素的強(qiáng)生態(tài)危害影響的。

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)顧橋塌陷區(qū)水域沉積物重金屬用潛在生態(tài)危害指數(shù)法進(jìn)行了評(píng)價(jià)。從評(píng)價(jià)結(jié)果看出，F(xiàn)e與Mn元素在水環(huán)境中比較穩(wěn)定，基本不造成水環(huán)境污染，可能是由于這兩種元素常以鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)的形式存在水環(huán)境中造成的。Cd污染是顧橋塌陷區(qū)沉積物中造成環(huán)境危害最嚴(yán)重、來(lái)源最復(fù)雜、最容易與沉積物發(fā)生吸附并富集的元素。Cu、Pb、Ni、Zn四種元素評(píng)價(jià)的結(jié)果為無(wú)污染或輕度污染。潛在生態(tài)危害指數(shù)法偏向于重金屬對(duì)生物的毒理性以及生態(tài)效應(yīng)。如果能對(duì)這種評(píng)價(jià)方法根據(jù)實(shí)際情況作出進(jìn)一步的修正，評(píng)價(jià)結(jié)果的有效性和準(zhǔn)確度上將更有說(shuō)服力。

參考文獻(xiàn)：

[1]Hakanson L.An ecological risk index for aquatic pollution control-A sedimentological approach[J].Water Environ，1980，14（8）：975-1001.

[2]陳麗莎，陳志良，彭曉春.湘江流域長(zhǎng)株潭段底泥重金屬污染評(píng)價(jià)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（8）：4603-4605.

[3]劉成，王兆印，何耘，等.環(huán)渤海灣諸河口潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].環(huán)境科學(xué)研究，2002，15（5）：33-37.

[4]孫照斌，邴海健，吳艷宏，等.太湖流域西氿湖沉積巖芯中重金屬污染及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[J].湖泊科學(xué)，2009，21（4）：563-569.

【摘 要】 顧橋塌陷區(qū)是淮南幾個(gè)大型采煤塌陷區(qū)中一個(gè)比較典型的塌陷區(qū)域。本文用火焰原子吸收分光光度法就對(duì)顧橋塌陷區(qū)做了塌陷水體和沉積物的總量分析并用潛在生態(tài)危害指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果看出，顧橋重金屬的危害程度為Cd>Cu>Pb>Ni>Zn>Mn>Fe。

【關(guān)鍵詞】 塌陷區(qū) 重金屬 潛在生態(tài)危害指數(shù)法

沉積物是以礦物顆粒為骨架的一種絮狀聚集體，沉積物中的腐殖酸，無(wú)機(jī)自然膠體顆粒，有機(jī)質(zhì)、以及金屬氧化物等都附著在礦物顆粒上。對(duì)于水環(huán)境中常見(jiàn)的重金屬有銅，鋅，鉻，鎘，鉛，鐵，砷，硒，鈷，鎳，錳，汞，錫等，含有這些重金屬的污染物在水體中不可能被微生物降解，相反卻能通過(guò)沉淀一溶解、氧化還原、配合作用、膠體形成、吸附一解吸等一系列物理化學(xué)作用和生物化學(xué)作用而發(fā)生各種形態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化，最終通過(guò)生物積蓄，生物放大作用，轉(zhuǎn)移到種植物以及微生物體內(nèi)，對(duì)環(huán)境造成潛在危害。

1 材料與方法

1.1 區(qū)域概況和樣品采集

顧橋煤礦建設(shè)規(guī)模為1000萬(wàn)噸，是亞洲井工開(kāi)采規(guī)模最大的礦井。塌陷區(qū)水域面積約為10km2，平均塌陷水深為4.0m，礦區(qū)內(nèi)的道路將整個(gè)塌陷水域分割為四個(gè)部分。目前塌陷區(qū)水體主要用于漁業(yè)養(yǎng)殖，農(nóng)田灌溉，周圍有煤矸石堆積。

2013年5月在顧橋塌陷區(qū)水域進(jìn)行沉積物的采集，設(shè)置12個(gè)具有代表性的采樣點(diǎn)。采集的每個(gè)樣品放入對(duì)應(yīng)的標(biāo)好樣點(diǎn)號(hào)的塑封袋中，帶回實(shí)驗(yàn)室待分析。

1.2 研究方法

將采集的各采樣點(diǎn)處的沉積物樣品進(jìn)行風(fēng)干、研磨、過(guò)篩后，稱取適量，進(jìn)行消解預(yù)處理，再用原子吸收分光光度法對(duì)樣品中Fe、Mn、Zn、Cd、Ni、Cu、Pb重金屬元素進(jìn)行分析測(cè)定。最后用潛在生態(tài)危害指數(shù)法對(duì)顧橋塌陷區(qū)沉積物中的重金屬污染情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.3 潛在生態(tài)危害指數(shù)法

根據(jù)重金屬性質(zhì)及其在環(huán)境中遷移轉(zhuǎn)化沉積等行為的特點(diǎn)，從沉積學(xué)的角度Hakanson[1]提出了潛在生態(tài)危害指數(shù)法。該方法的計(jì)算公式如下：

式中：CDi—樣品實(shí)測(cè)濃度；CRi—沉積物樣品背景值；Eri—單一金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)；Tri—金屬生物毒性響應(yīng)因子[2]；RI—多金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。表1為潛在生態(tài)危害指數(shù)風(fēng)險(xiǎn)程度劃分表。

2 評(píng)價(jià)結(jié)果

顧橋塌陷區(qū)沉積物中重金屬的單一因子潛在生態(tài)危害指數(shù)值分析（如表2）。其中Mn、Zn、Cd、Ni、Cu、Pb元素的單一因子潛在生態(tài)危害指數(shù)值的變化范圍分別為0.5～1.8、1.4～4.8、704.9～3303.4、4.6～33.4、12.5～38.6、6.8～25.2。顧橋礦區(qū)Cd元素的潛在生態(tài)危害指數(shù)最大的達(dá)到了3303.4，是極強(qiáng)生態(tài)危害級(jí)別的十倍，對(duì)水生態(tài)環(huán)境的危害不可估量。Ni和Cu元素分別在1、15采樣點(diǎn)處表現(xiàn)出中等生態(tài)危害。其他三種重金屬的單因子潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度存在輕微生態(tài)危害，可忽略生態(tài)污染問(wèn)題；綜合因子潛在生態(tài)危害指數(shù)值的變化范圍為725.8～3356.9，跨度很大，主要是Cd元素的強(qiáng)生態(tài)危害影響的。

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)顧橋塌陷區(qū)水域沉積物重金屬用潛在生態(tài)危害指數(shù)法進(jìn)行了評(píng)價(jià)。從評(píng)價(jià)結(jié)果看出，F(xiàn)e與Mn元素在水環(huán)境中比較穩(wěn)定，基本不造成水環(huán)境污染，可能是由于這兩種元素常以鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)的形式存在水環(huán)境中造成的。Cd污染是顧橋塌陷區(qū)沉積物中造成環(huán)境危害最嚴(yán)重、來(lái)源最復(fù)雜、最容易與沉積物發(fā)生吸附并富集的元素。Cu、Pb、Ni、Zn四種元素評(píng)價(jià)的結(jié)果為無(wú)污染或輕度污染。潛在生態(tài)危害指數(shù)法偏向于重金屬對(duì)生物的毒理性以及生態(tài)效應(yīng)。如果能對(duì)這種評(píng)價(jià)方法根據(jù)實(shí)際情況作出進(jìn)一步的修正，評(píng)價(jià)結(jié)果的有效性和準(zhǔn)確度上將更有說(shuō)服力。

參考文獻(xiàn)：

[1]Hakanson L.An ecological risk index for aquatic pollution control-A sedimentological approach[J].Water Environ，1980，14（8）：975-1001.

[2]陳麗莎，陳志良，彭曉春.湘江流域長(zhǎng)株潭段底泥重金屬污染評(píng)價(jià)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（8）：4603-4605.

[3]劉成，王兆印，何耘，等.環(huán)渤海灣諸河口潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].環(huán)境科學(xué)研究，2002，15（5）：33-37.

[4]孫照斌，邴海健，吳艷宏，等.太湖流域西氿湖沉積巖芯中重金屬污染及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[J].湖泊科學(xué)，2009，21（4）：563-569.

【摘 要】 顧橋塌陷區(qū)是淮南幾個(gè)大型采煤塌陷區(qū)中一個(gè)比較典型的塌陷區(qū)域。本文用火焰原子吸收分光光度法就對(duì)顧橋塌陷區(qū)做了塌陷水體和沉積物的總量分析并用潛在生態(tài)危害指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果看出，顧橋重金屬的危害程度為Cd>Cu>Pb>Ni>Zn>Mn>Fe。

【關(guān)鍵詞】 塌陷區(qū) 重金屬 潛在生態(tài)危害指數(shù)法

沉積物是以礦物顆粒為骨架的一種絮狀聚集體，沉積物中的腐殖酸，無(wú)機(jī)自然膠體顆粒，有機(jī)質(zhì)、以及金屬氧化物等都附著在礦物顆粒上。對(duì)于水環(huán)境中常見(jiàn)的重金屬有銅，鋅，鉻，鎘，鉛，鐵，砷，硒，鈷，鎳，錳，汞，錫等，含有這些重金屬的污染物在水體中不可能被微生物降解，相反卻能通過(guò)沉淀一溶解、氧化還原、配合作用、膠體形成、吸附一解吸等一系列物理化學(xué)作用和生物化學(xué)作用而發(fā)生各種形態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化，最終通過(guò)生物積蓄，生物放大作用，轉(zhuǎn)移到種植物以及微生物體內(nèi)，對(duì)環(huán)境造成潛在危害。

1 材料與方法

1.1 區(qū)域概況和樣品采集

顧橋煤礦建設(shè)規(guī)模為1000萬(wàn)噸，是亞洲井工開(kāi)采規(guī)模最大的礦井。塌陷區(qū)水域面積約為10km2，平均塌陷水深為4.0m，礦區(qū)內(nèi)的道路將整個(gè)塌陷水域分割為四個(gè)部分。目前塌陷區(qū)水體主要用于漁業(yè)養(yǎng)殖，農(nóng)田灌溉，周圍有煤矸石堆積。

2013年5月在顧橋塌陷區(qū)水域進(jìn)行沉積物的采集，設(shè)置12個(gè)具有代表性的采樣點(diǎn)。采集的每個(gè)樣品放入對(duì)應(yīng)的標(biāo)好樣點(diǎn)號(hào)的塑封袋中，帶回實(shí)驗(yàn)室待分析。

1.2 研究方法

將采集的各采樣點(diǎn)處的沉積物樣品進(jìn)行風(fēng)干、研磨、過(guò)篩后，稱取適量，進(jìn)行消解預(yù)處理，再用原子吸收分光光度法對(duì)樣品中Fe、Mn、Zn、Cd、Ni、Cu、Pb重金屬元素進(jìn)行分析測(cè)定。最后用潛在生態(tài)危害指數(shù)法對(duì)顧橋塌陷區(qū)沉積物中的重金屬污染情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.3 潛在生態(tài)危害指數(shù)法

根據(jù)重金屬性質(zhì)及其在環(huán)境中遷移轉(zhuǎn)化沉積等行為的特點(diǎn)，從沉積學(xué)的角度Hakanson[1]提出了潛在生態(tài)危害指數(shù)法。該方法的計(jì)算公式如下：

式中：CDi—樣品實(shí)測(cè)濃度；CRi—沉積物樣品背景值；Eri—單一金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)；Tri—金屬生物毒性響應(yīng)因子[2]；RI—多金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。表1為潛在生態(tài)危害指數(shù)風(fēng)險(xiǎn)程度劃分表。

2 評(píng)價(jià)結(jié)果

顧橋塌陷區(qū)沉積物中重金屬的單一因子潛在生態(tài)危害指數(shù)值分析（如表2）。其中Mn、Zn、Cd、Ni、Cu、Pb元素的單一因子潛在生態(tài)危害指數(shù)值的變化范圍分別為0.5～1.8、1.4～4.8、704.9～3303.4、4.6～33.4、12.5～38.6、6.8～25.2。顧橋礦區(qū)Cd元素的潛在生態(tài)危害指數(shù)最大的達(dá)到了3303.4，是極強(qiáng)生態(tài)危害級(jí)別的十倍，對(duì)水生態(tài)環(huán)境的危害不可估量。Ni和Cu元素分別在1、15采樣點(diǎn)處表現(xiàn)出中等生態(tài)危害。其他三種重金屬的單因子潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度存在輕微生態(tài)危害，可忽略生態(tài)污染問(wèn)題；綜合因子潛在生態(tài)危害指數(shù)值的變化范圍為725.8～3356.9，跨度很大，主要是Cd元素的強(qiáng)生態(tài)危害影響的。

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)顧橋塌陷區(qū)水域沉積物重金屬用潛在生態(tài)危害指數(shù)法進(jìn)行了評(píng)價(jià)。從評(píng)價(jià)結(jié)果看出，F(xiàn)e與Mn元素在水環(huán)境中比較穩(wěn)定，基本不造成水環(huán)境污染，可能是由于這兩種元素常以鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)的形式存在水環(huán)境中造成的。Cd污染是顧橋塌陷區(qū)沉積物中造成環(huán)境危害最嚴(yán)重、來(lái)源最復(fù)雜、最容易與沉積物發(fā)生吸附并富集的元素。Cu、Pb、Ni、Zn四種元素評(píng)價(jià)的結(jié)果為無(wú)污染或輕度污染。潛在生態(tài)危害指數(shù)法偏向于重金屬對(duì)生物的毒理性以及生態(tài)效應(yīng)。如果能對(duì)這種評(píng)價(jià)方法根據(jù)實(shí)際情況作出進(jìn)一步的修正，評(píng)價(jià)結(jié)果的有效性和準(zhǔn)確度上將更有說(shuō)服力。

參考文獻(xiàn)：

[1]Hakanson L.An ecological risk index for aquatic pollution control-A sedimentological approach[J].Water Environ，1980，14（8）：975-1001.

[2]陳麗莎，陳志良，彭曉春.湘江流域長(zhǎng)株潭段底泥重金屬污染評(píng)價(jià)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（8）：4603-4605.

[3]劉成，王兆印，何耘，等.環(huán)渤海灣諸河口潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].環(huán)境科學(xué)研究，2002，15（5）：33-37.

[4]孫照斌，邴海健，吳艷宏，等.太湖流域西氿湖沉積巖芯中重金屬污染及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[J].湖泊科學(xué)，2009，21（4）：563-569.