劉永杰, 胡振華?，劉永兵, 李翔, 王佳佳, 羅楠, 洪文良

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，030801，山西太谷；2．輕工業(yè)環(huán)境保護(hù)研究所 工業(yè)場(chǎng)地污染與修復(fù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，100089，北京；3．?？谑型恋卣沃卮蠊こ填I(lǐng)導(dǎo)小組辦公室，570312，海口)

海南島河流底泥肥力和重金屬污染特征及其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

劉永杰1, 胡振華1?，劉永兵2?, 李翔2, 王佳佳2, 羅楠2, 洪文良3

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，030801，山西太谷；2．輕工業(yè)環(huán)境保護(hù)研究所 工業(yè)場(chǎng)地污染與修復(fù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，100089，北京；3．?？谑型恋卣沃卮蠊こ填I(lǐng)導(dǎo)小組辦公室，570312，?？?

特征分析及其評(píng)價(jià)是底泥資源化利用的重要前提，為了解海南島熱帶玄武巖地區(qū)河流底泥特征及其資源化利用的可能性，選取典型河段塘柳塘為研究對(duì)象，采用典型斷面布點(diǎn)采樣法，對(duì)52個(gè)底泥樣本的重金屬和肥力進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：1)參照第2次全國(guó)土壤普查土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)，底泥中全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)指標(biāo)達(dá)到Ⅰ級(jí)水平，全磷、全鉀和有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為Ⅱ級(jí)水平，陽(yáng)離子交換量達(dá)到Ⅳ級(jí)水平；各肥力指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)度指數(shù)均大于對(duì)照區(qū)，說(shuō)明河流底泥養(yǎng)分較為良好。2)采用HJ 332—2006《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，評(píng)價(jià)底泥重金屬污染狀況，主要污染物Cd超標(biāo)率為65.4%，超標(biāo)幅度為14%；Hg超標(biāo)率為59.6%，超標(biāo)幅度為11%。3)地累積指數(shù)和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，該河段底泥中主要污染物為Cd和Hg，河段整體達(dá)到中度污染水平。4)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)表明，Hg是最主要的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子，河段整體達(dá)到“輕微生態(tài)危害”等級(jí)。該研究在海南省南渡江土地整治重大工程中，為疏浚底泥生態(tài)改造與土壤資源化利用，提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

河流底泥； 養(yǎng)分； 重金屬污染； 地累積指數(shù)污染評(píng)價(jià)； 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)

底泥是陸地地表物質(zhì)經(jīng)水沖刷沉積在河流底部形成，與陸地土壤具有同源性，屬重要的土壤資源范疇[1-3]。國(guó)家“水十條”指出，對(duì)水體底泥進(jìn)行疏浚和后處置，可直接消除水體黑臭現(xiàn)象，疏浚底泥資源化利用的主要途徑是土地利用、生態(tài)恢復(fù)、建筑材料、填方材料和污水處理材料等[3-5]。疏浚底泥利用前，需要對(duì)底泥重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)、養(yǎng)分狀況、毒性等級(jí)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)估[6-7]。目前，河流底泥調(diào)查研究多集中在底泥理化性質(zhì)狀況、重金屬空間分布特征、重金屬污染程度評(píng)估、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和重金屬遷移轉(zhuǎn)化等方面[6,8-15]；底泥空間分布具有異質(zhì)性和不可預(yù)測(cè)性，單項(xiàng)污染評(píng)價(jià)方法不能全面、真實(shí)和系統(tǒng)的反映底泥整體環(huán)境狀況[10-12]：因此，全面詳細(xì)了解河流底泥重金屬污染狀況、養(yǎng)分等級(jí)以及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于河流底泥疏浚和后續(xù)資源化處置，

具有重要意義。

海南島是我國(guó)獨(dú)有的火山巖熱帶島嶼，北部為玄武巖地區(qū)，其成土母質(zhì)所形成河流底泥中的養(yǎng)分和重金屬是學(xué)術(shù)內(nèi)研究關(guān)注的熱點(diǎn)[7]。筆者圍繞河流底泥用于土地利用的目標(biāo)，解決廢棄土地生態(tài)整治工程中外源客土資源不足的問題，選擇海南島玄武巖地區(qū)典型河流底泥調(diào)查取樣，將能夠綜合表征沉積特征、環(huán)境地球化學(xué)背景和人為活動(dòng)等影響因素的地累積指數(shù)評(píng)價(jià)法與能綜合表征重金屬生態(tài)效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)和毒理學(xué)等影響因素的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法相結(jié)合[8,13]，從底泥養(yǎng)分、重金屬分布、底泥重金屬污染、來(lái)源和潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，評(píng)價(jià)玄武巖地區(qū)河流底泥污染狀況和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，為海南省南渡江土地整治重大工程中，疏浚底泥生態(tài)改造與土壤資源化利用，提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 研究區(qū)概況

海南省南渡江流域位于E109°12′～110°35′、N18°56′～20°05′之間，為海南第一大河，斜貫海南島中北部。南渡江干流全長(zhǎng)333.8 km，流域面積7 033.2 km2，總落差703 m，干流坡降0.716‰。該流域?qū)贌釒Ъ撅L(fēng)氣候，年均氣溫23～25 ℃，年徑流與降雨量基本保持一致。流域水系發(fā)達(dá)，河塘遍布，中下游水質(zhì)屬于IV類。所調(diào)查河流長(zhǎng)約3 km，寬度為50～150 m，河流上、下游較為狹窄，中游比較寬，整體河流形狀規(guī)則。流速緩慢，由東南流向西北，土質(zhì)護(hù)岸；河流周邊的土地利用是以農(nóng)田為主。

2 材料與方法

2.1 樣品采集

圖1 塘柳塘底泥采樣布點(diǎn)示意圖Fig.1 Schematic diagram of Tangliuang sediment sampling points

2015年8月，將調(diào)查河流分為上、中和下游，采用典型斷面法布點(diǎn)，單個(gè)采樣點(diǎn)控制范圍為100 m×50 m(采樣點(diǎn)布設(shè)空間分布見圖1)。應(yīng)用抓斗式采泥器，在每個(gè)采樣點(diǎn)采集深度為0～30 cm層的底泥，上、中和下游底泥樣品所取個(gè)數(shù)分別是16、22和14個(gè)，共計(jì)52個(gè)樣品。底泥樣品置于玻璃器皿，用塑料勺取其中央未受干擾部分，置于1 L的聚乙烯袋密封，裝于泡沫盒帶回實(shí)驗(yàn)室，采用-80 ℃冷凍保存，進(jìn)行冷凍干燥處理。為了對(duì)比陸地土壤和底泥的性質(zhì)，在河流上、中和下游離岸15～20 m處的菜地，分別采集0～20 cm表層的6個(gè)土壤樣品。

2.2 測(cè)定指標(biāo)與方法

樣品在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)冷凍干燥后，全部研磨過(guò)100目尼龍篩。底泥中，Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni、Hg和As元素全量的前處理、消解及消解過(guò)程的質(zhì)量控制和元素檢測(cè)等，按照文獻(xiàn)[7]中相關(guān)步驟操作。底泥全氮、全磷、全鉀、有機(jī)質(zhì)、陽(yáng)離子交換量和pH值等按照文獻(xiàn)[6]相關(guān)步驟進(jìn)行規(guī)范測(cè)定。

2.3 制圖與統(tǒng)計(jì)分析

應(yīng)用Arcgis10.2.2軟件，對(duì)底泥采樣點(diǎn)分布制圖，借助SPSS 22軟件進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2.4 評(píng)價(jià)方法

2.4.1 灰色關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)法 土壤肥力是土壤多因素互作的結(jié)果，應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度分析，可解決肥力多因子作用的排序問題。筆者基于底泥的全氮、全磷、全鉀、有機(jī)質(zhì)和陽(yáng)離子交換量等指標(biāo)，借助灰色關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)法[16]，對(duì)該河流底泥養(yǎng)分狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.4.2 地累積指數(shù)評(píng)價(jià)法 地累積指數(shù)法是研究沉積物中重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)與背景值的關(guān)系，以確定重金屬污染程度。該方法充分考慮到人為因素和自然成巖作用下對(duì)背景值的影響，是評(píng)價(jià)水環(huán)境沉積物單項(xiàng)重金屬富集程度的常用指標(biāo)[12,14-15]，其計(jì)算公式為

(1)

式中：Igeo為地累積指數(shù)；Cn為底泥中實(shí)測(cè)重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù),mg/kg；Bn為當(dāng)?shù)氐哪纲|(zhì)基巖中該種元素的地球化學(xué)背景值，mg/kg；k=1.5。

針對(duì)所研究區(qū)域，選取海南省土壤背景值[17]，Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ni、As和Hg的土壤背景值分別為7.3、22.5、44.1、32.3、0.04、9.4、4.0和0.058 mg/kg；將計(jì)算出的Igeo數(shù)值與污染程度分級(jí)表1[12]進(jìn)行比照。

2.4.3 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法是建立在單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)方法上的一種評(píng)價(jià)方法，突出了高濃度重金屬污染物對(duì)環(huán)境的影響，能全面反映底泥中各污染物的平均污染水平[9]。筆者基于重金屬單項(xiàng)地累積指數(shù)，應(yīng)用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)公式，分析底泥綜合污染指數(shù)，綜合反映沉積物的綜合污染程度及個(gè)別高濃度污染物對(duì)環(huán)境的影響。其計(jì)算公式為

(2)

式中：Icgeo為地累積綜合污染指數(shù)；Imax為監(jiān)測(cè)點(diǎn)單

表1 地累積污染指數(shù)與污染程度分級(jí)Tab.1 Geo-accumulative pollution index and classification of pollution degree

Note：Icgeo: Comprehensive geo-accumulative pollution index；Igeo: Geo-accumulative pollution index. The same below.

2.4.4 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法[9]是從沉積學(xué)角度提出重金屬的污染評(píng)價(jià)，該方法有機(jī)的將底泥重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)、重金屬污染物的種類數(shù)、重金屬的毒性水平與水體對(duì)重金屬污染的敏感性結(jié)合起來(lái)，采用具有科學(xué)的、等價(jià)屬性指數(shù)分級(jí)法進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，用來(lái)表征底泥土地利用后的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。其計(jì)算公式如下：

(3)

(4)

上述4種底泥評(píng)價(jià)方法的側(cè)重點(diǎn)各不相同，灰色關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)法是表征底泥作為土地利用的肥力指標(biāo)，地累積指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法分別是用來(lái)評(píng)價(jià)底泥中重金屬單項(xiàng)和綜合污染程度或水平，潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法是用來(lái)評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)底泥土地利用后的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

3 結(jié)果與分析

3.1 底泥養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)特征

由表2和圖2可知：該河流底泥52個(gè)樣本的全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.043 0～5.077 0 g/kg，數(shù)學(xué)平均值(以下簡(jiǎn)稱均值)為2.727 5 g/kg；全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍為0.030 0～2.797 0 g/kg，均值為0.911 3 g/kg；全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍為15.100 0～26.800 0 g/kg，均值為22.220 0 g/kg；有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.360 0～58.980 0g/kg，均值為33.634 0 g/kg；陽(yáng)離子交換量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.420 0～14.260 0 cmol/kg，均值為8.333 6 cmol/kg。

表2 河流底泥養(yǎng)分統(tǒng)計(jì)數(shù)量表Tab.2 Contents of nutrients of river sediment (n=52)

Note： TN： Total nitrogen； TP： Total phosphorus； TK： Total potassium； OM： Organic matter. CEC: Cation exchange capacity. The same below.

圖2 底泥全氮、全磷、全鉀、有機(jī)質(zhì)和陽(yáng)離子交換量質(zhì)量分?jǐn)?shù)直方圖Fig.2 Histogram of sediment TN, TP, TK, OM content, and CEC

根據(jù)第2次全國(guó)土壤普查土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)[18]，該河流底泥全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值為2.727 5 g/kg，大于2 g/kg，達(dá)到Ⅰ級(jí)豐水平；全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值為0.911 3 g/kg，為Ⅱ級(jí)較豐，全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值為22.220 0 g/kg，為Ⅱ級(jí)較豐水平；有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值為33.634 0 g/kg，達(dá)到Ⅱ級(jí)較豐水平；陽(yáng)離子交換量均值為8.333 6 cmol/kg，為Ⅳ級(jí)水平，說(shuō)明河流底泥的養(yǎng)分狀況較好。

由圖2可知：底泥樣品中，全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到Ⅰ級(jí)的樣品占總數(shù)的69%；全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Ⅱ級(jí)較豐水平的樣品占總數(shù)的58%；全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到Ⅱ級(jí)較豐水平的樣品占總數(shù)的92%；有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到Ⅱ級(jí)水平的樣品占總數(shù)的58%；陽(yáng)離子交換量達(dá)到Ⅳ級(jí)水平的樣品個(gè)數(shù)占樣品總數(shù)的46%。由上

可知，該河流底泥肥力較好。

3.2 底泥養(yǎng)分灰色關(guān)聯(lián)度分析

灰色關(guān)聯(lián)度分析可定量反映各因素之間的相互聯(lián)系，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部各相關(guān)因素的狀態(tài)進(jìn)行量化比較[16,19]，關(guān)聯(lián)系數(shù)值越大，表明肥力越好[20-22]。由表3可知，上游、中游、下游、整段和對(duì)照點(diǎn)的灰色關(guān)聯(lián)度指數(shù)分別為0.521 0、0.574 8、 0.489 8、0.552 7和0.475 9，底泥各個(gè)養(yǎng)分指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)度指數(shù)均大于對(duì)照區(qū)(農(nóng)田土壤)，表明底泥肥力狀況較好。

表3 土壤養(yǎng)分評(píng)價(jià)關(guān)聯(lián)度均值Tab.3 Mean correlation degree of assessment of soil nutrients

3.3 底泥重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)特征

基于所評(píng)價(jià)底泥作為農(nóng)業(yè)種植土壤改良材料的用途，參照HJ 332—2006《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，從蔬菜種植對(duì)土壤環(huán)境的要求考慮，由表4可知：河流底泥中Cr、Ni、Cu、Zn、Pb和As質(zhì)量分?jǐn)?shù)均不超標(biāo)；Cd含超標(biāo)率為65.4%、超標(biāo)幅度為14%；Hg超標(biāo)率為59.6%、超標(biāo)幅度為11%。綜上可知，Cd與Hg為該河流的主要污染物。

3.4 底泥重金屬污染評(píng)價(jià)

3.4.1 底泥重金屬地累積指數(shù)評(píng)價(jià) 由表5可知，該河流底泥重金屬地累積指數(shù)表明：Cr、Cu和As等單項(xiàng)元素屬于清潔程度；Ni、Zn和Pb等元素屬輕度污染；Hg屬偏中度污染；Cd屬中度污染水平。河流不同分段底泥各單項(xiàng)重金屬呈現(xiàn)不同等級(jí)的污染水平，上游Cr、Ni、Cu、Zn和Pb達(dá)到輕度污染；Hg污染級(jí)數(shù)達(dá)到偏中度污染；Cd達(dá)到中度污染水平；As達(dá)到清潔程度。中游Cr、Cu、Zn和As屬清潔程度；Ni和Pb屬輕度污染；Hg屬偏中度污染；Cd屬于中度污染。下游Cr、Ni、Zn、Pb和As屬清潔程度；Cu屬輕度污染；Hg屬偏中度污染；Cd屬中度污染。底泥單項(xiàng)重金屬地累積指數(shù)污染狀況表明，Cd和Hg為底泥主要污染元素，分別屬中度偏中度污染水平。

3.4.2 底泥重金屬內(nèi)梅羅綜合指數(shù)評(píng)價(jià) 河流底泥重金屬內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果(表6)表明：從河流上游到下游，重金屬污染程度分別呈現(xiàn)出中度到偏中度污染，其綜合污染指數(shù)范圍為1.881 7～2.143 9；整段內(nèi)梅羅綜合指數(shù)為2.142 9，評(píng)價(jià)等級(jí)為3，屬中度污染，說(shuō)明底泥中Cd和Hg對(duì)環(huán)境影響較大。

表4 底泥重金屬元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)特征Tab.4 Data characteristics of heavy metal contents in river sediment (n=52)

表5 河流底泥重金屬地累積污染指數(shù)分布Tab.5 Distribution of geo-accumulative pollution index of heavy metals in river sediment

表6 河流底泥重金屬地累積綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)分布Tab.6 Evaluation distribution of comprehensive geo-accumulative pollution index of heavy metals in river sediment

3.5 底泥重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)

由表7可知：上游、中游、下游及整段底泥的各重金屬元素(除Hg外)，其單項(xiàng)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)均小于40，屬于“清潔”等級(jí)；Hg元素的單項(xiàng)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)大于40，為中等，說(shuō)明Hg為該河流底泥中潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)最主要的貢獻(xiàn)因子。底泥樣品綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)范圍為33.933 5～136.418 3，均未超過(guò)160，其綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)均處于“輕微生態(tài)危害”等級(jí)。

表7 河流表層底泥單項(xiàng)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)、綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)Tab.7 Individual and comprehensive indices of potential ecological risk on the surface of river sediment

Note：ERI: Comprehensive potential ecological risk index.

綜上所述，所評(píng)價(jià)河流底泥具有輕微生態(tài)危害風(fēng)險(xiǎn)，由于毒性較大的Hg出現(xiàn)不同程度的超標(biāo)，底泥在開展土地利用時(shí)，必須考慮Hg的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)性，重視生態(tài)影響及作物食品安全性。

4 結(jié)論

1)海南島南渡江流域的河道底泥抽點(diǎn)調(diào)查分析表明，底泥全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到Ⅰ級(jí)豐水平；全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Ⅱ級(jí)較豐水平；全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Ⅱ級(jí)較豐水平；有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到Ⅱ級(jí)較豐水平；陽(yáng)離子交換量為Ⅳ級(jí)水平。各肥力指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)度指數(shù)均大于對(duì)照區(qū)(周邊農(nóng)田土壤)，說(shuō)明底泥肥力狀況好。

2)底泥中主要重金屬污染物為Cd和Hg， Cd超標(biāo)率為65.4%、超標(biāo)幅度為14%；Hg超標(biāo)率為59.6%、超標(biāo)幅度為11%。

3)地累積指數(shù)分析表明，底泥中Hg和Cd分別屬偏中度污染和中度污染水平，整段河流底泥屬中度污染；潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分析表明，底泥中Hg單項(xiàng)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)大于40，為中等危害等級(jí)，綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)處于“輕微生態(tài)危害”等級(jí)。

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Fertility, heavy metal pollution characteristics of river sediment andthe risk assessment in Hainan Island

LIU Yongjie1， HU Zhenhua1, LIU Yongbing2， LI Xiang2， WANG Jiajia2， LUO Nan2， HONG Wenliang3

(1.Forestry College of Shanxi Agricultural University，030801，Taigu，Shanxi, China；2.Environmental Protection Research Institute ofLight Industry, Beijing Key Lab of Industrial Contamination and Remediation，100089，Beijing，China；3.Haikou City Major LandArrangement Project Leading Group Office，570312，Haikou，China)

[Background] It is pointed in the governmental document of “WaterPollutionControlActionPlan” that the water sediment after dredging and disposal, could directly eliminate the phenomenon of black smelly water. The dredged sediment utilization is the main way of land use, ecological restoration materials, construction materials, sewage treatment, etc. Hainan is a unique volcanic tropical island in China, nutrients and heavy metals in sediments formed by unique soil parent material have become the academic research priorities, and the reuse of river sediment can solve the problem of insufficient exogenous soil in land ecological remediation project. Characterization and evaluation is an important prerequisite for sediment resource utilization. In order to understand the characteristics of river sediment in the tropical basalt area of Hainan Island and the possibility of resource utilization, comprehensive and detailed understanding of river sediment heavy metal pollution status, nutrient level and ecological risk, for the river sediment dredging and subsequent resource disposal, is of great significance. [Methods] The typical river pond Tangliutang was selected as the research object, and the typical section distribution point in August 2015 was used. The heavy metals and fertility of 52 sediment samples were tested and evaluated by different evaluation methods. Data was statistically processed by SPSS 22. [Results] 1) According to the index of soil nutrient grading in the second national soil survey, the total nitrogen content in the sediment reached grade Ⅰ, the contents of total phosphorus, total potassium and organic matter were in grade Ⅱ, and the CEC (Cation Exchange Capacity) reached grade Ⅳ. The gray relational index of each fertility index was higher than that in the control area, which indicated that the nutrient of river sediment was fine. 2) Standard “EnvironmentalQualityEvaluationStandardsforFarmlandofEdibleAgriculturalProducts” (HJ 332- 2006) was used to evaluate the heavy metal pollution of the sediment. The main pollutants were Cd and Hg, Cd exceeded the standard by 14% with 65.4% samples, and Hg exceeded the standard by 11% with 59.6% samples. 3) The evaluation results of geo-accumulative pollution index and comprehensive geo-accumulative pollution index (Icgeo) showed that the main pollutants in the river sediment were Cd and Hg, while the river sediment was moderate pollution. 4) The evaluation of potential ecological risk index showed that Hg was the most important potential ecological risk factor. The sediment was at the level of “slight ecological hazard” according to comprehensive potential ecological risk indexERI. [Conclusions] Under the situation of above results. Whether or not the sediment can be applied in land reuse is up to each practical case, for instance, it can be used for forest restoration but not for rice planting. This study provides a scientific basis and technical support for the ecological reconstruction and soil resource utilization of dredged sediment in the major land rehabilitation project of Nandu River ndu River in Hainan Province.

river sediment; nutrient; heavy metal pollution; geo-accumulative pollution index evaluation; potential ecological risk

2016-11-02

2016-05-11

劉永杰(1989—)，男，碩士研究生。主要研究方向：開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持與生態(tài)重建。E-mail：806785558@qq.com

?通信作者簡(jiǎn)介： 胡振華(1968—)，男，教授。主要研究方向：水土保持與生態(tài)重建。E-mail: sxndhzh@163.com； 劉永兵(1975—)，男，副研究員。主要研究方向：土地修復(fù)、土地整治和生態(tài)修復(fù)。E-mail：liuyongbing21@163.com

X53

A

2096-2673(2017)03-0131-08

10.16843/j.sswc.2017.03.017

項(xiàng)目名稱： ?？谑型恋卣碇卮蠊こ炭萍柬?xiàng)目“河道底泥在土地整治工程中的資源化應(yīng)用技術(shù)開發(fā)研究”(2015C-14)；?？谑型恋貎?chǔ)備整理中心科技項(xiàng)目“南渡江土地整治工程中底泥農(nóng)業(yè)利用工程示范”(2012C-26)；北京市科學(xué)技術(shù)研究院財(cái)政轉(zhuǎn)向項(xiàng)目“Cd、Pb污染土壤原位穩(wěn)定化修復(fù)藥劑研發(fā)”(2016A-30)