于坤 ，張坤，孫慶業(yè) *，吳靜林，李楊 ，孫樂(lè)樂(lè)

1. 安徽大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，安徽 合肥 230601；

2. 濕地生態(tài)保護(hù)與修復(fù)安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥 230601；

3. 安徽廬陽(yáng)董鋪國(guó)家濕地公園管理處，安徽 合肥 230041

水庫(kù)作為一種半人工、半自然的獨(dú)特生態(tài)區(qū)域，對(duì)于區(qū)域供水、農(nóng)業(yè)灌溉等具有重要作用（李虹等，2018）。但流域內(nèi)的水土流失、植被破壞以及污水排放、垃圾堆放等往往會(huì)對(duì)水庫(kù)環(huán)境質(zhì)量及其濕地生態(tài)系統(tǒng)的健康造成一定的影響（Parsons et al.，2004；蔡慶華等，2003；曾暢云等，2004）。沉積物作為濕地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和污染物質(zhì)重要的“匯”與“源”，水中的氮、磷和重金屬等吸附于細(xì)顆粒物上進(jìn)而在沉積物中淀積，形成沉積物蓄庫(kù)，在外界因素影響下蓄積于沉積物中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和污染物又可釋放到上覆水中，從而影響水質(zhì)和富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程（Islam et al.，2018；Kang et al.，2019；陳海龍等，2015；馬牧源等，2019）。因此，研究沉積物中營(yíng)養(yǎng)元素和重金屬等污染物質(zhì)含量、評(píng)價(jià)其污染狀態(tài)，對(duì)于促進(jìn)水體生態(tài)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)有重要指導(dǎo)意義。

近年來(lái)，由于流域水資源問(wèn)題的不斷出現(xiàn)，針對(duì)水體沉積物污染的研究也越來(lái)越廣，涉及濕地（羅松英等，2019）、湖泊（Jin et al.，2019）、河流（Nguyen et al.，2016）、海灣（張起源等，2018）等多種類型生態(tài)系統(tǒng)；研究?jī)?nèi)容涵蓋沉積物中污染物的形態(tài)（Junakova et al.，2012；Li et al.，2017；Noor et al.，2019）、空間分布（馬睿等，2019）、釋放機(jī)理（Kang et al.，2017）、來(lái)源解析（陳海龍等，2015）、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)（Léo et al.，2019；張茜等，2019）等多方面，研究結(jié)果對(duì)促進(jìn)流域水體生態(tài)環(huán)境保護(hù)和恢復(fù)、提高濕地生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量等起到了積極的作用。

董鋪水庫(kù)是合肥市一處重要的水源地，不僅在滿足合肥城市飲用水方面具有極其重要的作用，同時(shí)在改善合肥市區(qū)域環(huán)境質(zhì)量方面也扮演重要角色。依托于董鋪水庫(kù)進(jìn)行試點(diǎn)建設(shè)的安徽廬陽(yáng)董鋪國(guó)家濕地公園是一處以水質(zhì)保護(hù)為重點(diǎn)，兼顧濕地科普宣教、市民休閑娛樂(lè)等功能的國(guó)家級(jí)濕地公園。目前，僅有對(duì)董鋪水庫(kù)水質(zhì)的研究評(píng)價(jià)（丁淑筌等，2006），尚無(wú)對(duì)董鋪水庫(kù)沉積物的研究分析。為深入了解、分析董鋪水庫(kù)及入庫(kù)河流沉積物污染狀況，本文基于董鋪水庫(kù)及入庫(kù)河流沉積物中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及重金屬含量，對(duì)董鋪水庫(kù)沉積物進(jìn)行污染評(píng)價(jià)和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析，以期為更好地保護(hù)董鋪水庫(kù)水質(zhì)及安徽廬陽(yáng)董鋪國(guó)家濕地公園（試點(diǎn)）提供依據(jù)。

1 研究區(qū)域及研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

董鋪水庫(kù)地處合肥市西北近郊，位于南淝河上游，興建于1956年，1960年開始蓄水運(yùn)行。水庫(kù)總庫(kù)容2.42×109 m3，集水面積207.5 km2，正常水位為27.5 m，庫(kù)區(qū)年平均氣溫17.1 ℃，平均降水量1255 mm。入庫(kù)河流均為小型河流。為更好保護(hù)水庫(kù)水質(zhì)，合肥市廬陽(yáng)區(qū)以董鋪水庫(kù)及其北部部分區(qū)域?yàn)楹诵模暾?qǐng)并獲批建設(shè)安徽廬陽(yáng)董鋪水庫(kù)國(guó)家濕地公園（試點(diǎn)），濕地公園總面積4667.43 hm2，其中濕地面積2949.79 hm2。

1.2 樣點(diǎn)設(shè)置與樣品采集及預(yù)處理

為了解董鋪水庫(kù)及入庫(kù)河流沉積物質(zhì)量，2017年8月在董鋪水庫(kù)內(nèi)的典型區(qū)域設(shè)置采樣點(diǎn)，同時(shí)在各入庫(kù)河流分別設(shè)置1個(gè)斷面（圖1）?，F(xiàn)場(chǎng)采用GPS進(jìn)行定位，用面積為1/16 m2的彼得森采泥器采集水庫(kù)及河流斷面沉積物樣本，每個(gè)樣點(diǎn)或斷面由3個(gè)平行樣混合而成。采集的沉積物樣本現(xiàn)場(chǎng)裝于潔凈的聚乙烯封口帶內(nèi)，并立即放入裝有冰袋的約4 ℃保溫箱內(nèi)保存。帶回實(shí)驗(yàn)室的樣品經(jīng)真空冷凍干燥后，用瑪瑙研缽研磨，過(guò)20目和100目尼龍篩，用于化學(xué)性質(zhì)分析。

圖1 董鋪水庫(kù)及入庫(kù)河流采樣點(diǎn)示意圖Fig. 1 Sketch map of sampling sites in Dongpu reservoir and its incoming river

1.3 沉積物樣品分析

TN采用高氯酸-硫酸消化法處理后，使用凱氏定氮儀測(cè)定（魯如坤，1998）；OM采用燒失量法測(cè)定（張光貴等，2014）；TP采用SMT（Standard Measurement and Test）法測(cè)定（Ruban et al.，2001）。為保證分析結(jié)果準(zhǔn)確，每個(gè)樣品加做平行樣，同時(shí)保證平行分析誤差＜5%，取平均值進(jìn)行分析評(píng)價(jià)；重金屬元素采用三酸消解法電熱板消解（魯如坤，1998），消解后的重金屬元素用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICAPQ，Thermo Fisher，美國(guó)）測(cè)定，測(cè)定過(guò)程中插入水系沉積物成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GSS-9和GSS-26）進(jìn)行質(zhì)量控制，各元素加標(biāo)回收率在91%—109%內(nèi)，符合分析質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

氮磷綜合污染指數(shù)法和有機(jī)污染指數(shù)法用于評(píng)價(jià)董鋪水庫(kù)及入庫(kù)河流沉積物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)污染狀況，地累積指數(shù)法用于評(píng)價(jià)沉積物中重金屬污染狀況，潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)法用于評(píng)估重金屬的潛在生態(tài)危害。

1.4.1 氮磷綜合污染指數(shù)

由單項(xiàng)污染指數(shù)計(jì)算公式計(jì)算綜合污染指數(shù)（FF），即：

式中，Si為單項(xiàng)評(píng)價(jià)指數(shù)；Si＞1表示因子i含量超過(guò)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值；Ci為評(píng)價(jià)因子i的實(shí)測(cè)值；Cs為評(píng)價(jià)因子i的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值，TN的Cs取 1000 mg·kg-1，TP的Cs取420 mg·kg-1（李芬芳等，2018）；F為n項(xiàng)污染指數(shù)平均值（STN和STP中平均值）；Fmax為最大單項(xiàng)污染指數(shù)（STN和STP中最大者）。根據(jù)王佩等（2012）的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，綜合污染程度度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.4.2 有機(jī)污染指數(shù)

綜合污染指數(shù)法將選用的評(píng)價(jià)參數(shù)TN、TP綜合成一個(gè)概括的指數(shù)值來(lái)表征沉積物的污染狀況，相對(duì)于單一指數(shù)法其具有優(yōu)越性，但忽略了OM指標(biāo)（Chen et al.，2016）。因此，本文采用有機(jī)污染指數(shù)法對(duì)董鋪水庫(kù)庫(kù)區(qū)及入庫(kù)河流沉積物的污染狀況評(píng)價(jià)。

表1 沉積物綜合污染程度分級(jí)Table 1 Classification of comprehensive pollution of sediments

式中：OI為有機(jī)指數(shù)；ω(OC)為有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；ω(ON)為有機(jī)氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；沉積物有機(jī)指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2（王永華等，2004）。

表2 沉積物有機(jī)污染指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Assessment standards of sediment organic pollution index

1.4.3 地累積指數(shù)

地累積指數(shù)評(píng)價(jià)公式如下：

式中，Di為沉積物中重金屬i的實(shí)測(cè)值，mg·kg-1；Bi為沉積物中重金屬i的地球化學(xué)背景值，mg·kg-1；根據(jù)地累積指數(shù)，把沉積物中重金屬富集程度分為7個(gè)等級(jí)（Muller，1969）。

1.4.4 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)

潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)綜合考慮了重金屬的毒性、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律以及重金屬區(qū)域區(qū)域背景值的差異，定量劃分出重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度，其計(jì)算公式如下（Acevedo-Figueroa et al.，2006）：式中，Ci(mg·kg-1)為沉積物中重金屬i的實(shí)測(cè)值；(mg·kg-1)為重金屬i的參比值；為重金屬毒性相應(yīng)系數(shù)；RI為綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，表示總潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度。RI＜135，表示低風(fēng)險(xiǎn)程度；135≤RI＜265，表示中等風(fēng)險(xiǎn)程度；265≤RI＜525，表示重度風(fēng)險(xiǎn)程度；RI≤525，表示嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)程度。單項(xiàng)金屬i的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，表示單個(gè)污染物生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度。＜40，表示低風(fēng)險(xiǎn)程度；40≤＜80，表示中風(fēng)險(xiǎn)程度；80≤ ＜160，表示較重風(fēng)險(xiǎn)程度；160≤＜320，表示重風(fēng)險(xiǎn)程度；≥320，表示嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)程度（陳飄雪等，2016）。本文選用安徽省合肥市江淮流域土壤地球化學(xué)背景值作為參比值（陳興仁等，2012）。

1.4.5 富集因子法

富集指數(shù)（EF）是用于判斷環(huán)境介質(zhì)中重金屬來(lái)源的一種方法。選擇地球化學(xué)性質(zhì)與其他重金屬相似且其天然沉積物中濃度趨于均勻的 Fe為參考元素，所選的背景值（R）與地累積指數(shù)法所選背景值相同，計(jì)算公式如下（Acevedo-Figueroa et al.，2006）：

式中，Di為沉積物中重金屬i的實(shí)測(cè)值，mg·kg-1；Bi為沉積物中重金屬i的地球化學(xué)背景值，mg·kg-1。當(dāng) EF≤1.5時(shí)，表明重金屬完全源自地殼和巖石圈的自然風(fēng)化過(guò)程；EF＞1.5，人為輸入源已經(jīng)成為重金屬的明顯來(lái)源（馬牧源等，2019）。

1.5 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用 Excel 2016對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理并計(jì)算Si、FF、OI、Igeo、RI，Origin 8.0 用于數(shù)據(jù)處理以及作圖，Pearson相關(guān)性分析用SPSS 21.0軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮磷綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)

庫(kù)區(qū)沉積物中TN和TP質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為306.85—1817.58 mg·kg-1和 134.62—665.27 mg·kg-1，入庫(kù)河流沉積物 TN和 TP質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為 178.58—724.99 mg·kg-1和 126.92—659.70 mg·kg-1，庫(kù)區(qū)及入庫(kù)河流沉積物氮磷綜合污染指數(shù)見圖 2。庫(kù)區(qū)及其入庫(kù)河流沉積物總氮的單項(xiàng)污染指數(shù)（STN）范圍為 0.18－1.82，庫(kù)區(qū)及入庫(kù)河流總氮污染指數(shù)平均值為0.69，屬于清潔級(jí)別，其中入庫(kù)河流總氮污染指數(shù)全部屬于清潔級(jí)別，庫(kù)區(qū)部分采樣點(diǎn)屬于輕度-中度污染（占庫(kù)區(qū)采樣點(diǎn)的25%）。庫(kù)區(qū)及入庫(kù)河流沉積物總磷污染指數(shù)（STP）范圍為0.30—1.58，平均值為0.86，總體屬于輕度污染級(jí)別；河流沉積物的TP污染狀況較庫(kù)區(qū)嚴(yán)重，9個(gè)河流采樣斷面中屬于中度-重度污染的斷面為4個(gè)（占44.4%）；庫(kù)區(qū)總磷污染指數(shù)屬于清潔-輕度污染的采樣點(diǎn)占庫(kù)區(qū)采樣點(diǎn)的75%，僅有25%采樣點(diǎn)屬于中度污染?？偟廴局笖?shù)表現(xiàn)為庫(kù)區(qū)高于河流，而總磷污染指數(shù)則呈相反的趨勢(shì)。庫(kù)區(qū)內(nèi)不同采樣之間以及不同河流之間沉積物中TN和TP的污染狀況也存在差異，總氮污染指數(shù)表現(xiàn)為庫(kù)區(qū)東部高于西部，H1和H9的總氮和總磷污染指數(shù)高于H2、H4和H8。

圖2 董鋪水庫(kù)及入庫(kù)河流沉積污染評(píng)價(jià)Fig. 2 Comprehensive pollution evaluation index of sediment in Dongpu reservoir and its incoming river

庫(kù)區(qū)及入庫(kù)河流的沉積物氮磷綜合污染指數(shù)（FF）范圍為0.33—1.67（平均值為0.89），整體上屬于清潔級(jí)別，河流各采樣斷面均屬于清潔-輕度污染，庫(kù)區(qū)絕大多數(shù)采樣點(diǎn)亦處于清潔-輕度污染水平，僅有一個(gè)采樣點(diǎn)（K6）屬于中度污染。K1、K4、K5和 K6的氮磷綜合污染指數(shù)高于其他采樣點(diǎn)，H1、H5、H7和H9的氮磷綜合污染指數(shù)高于其他采樣斷面。

2.2 有機(jī)污染指數(shù)評(píng)價(jià)

董鋪水庫(kù)庫(kù)區(qū)和入庫(kù)河流沉積物中有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.84%—8.48%和2.43%—4.62%。庫(kù)區(qū)及入庫(kù)河流沉積物的有機(jī)污染指數(shù)（OI）為0.03—0.77（圖 2），平均值為 0.19，屬于輕度污染。庫(kù)區(qū)沉積物的有機(jī)污染指數(shù)高于河流，河流中除一個(gè)采樣斷面的污染狀況屬于重度污染，其余采樣斷面均為清潔-中度清潔（占河流全部采樣斷面的88%以上）；庫(kù)區(qū)中屬于清潔-輕度污染的采樣點(diǎn)占庫(kù)區(qū)采樣點(diǎn)的50%，有一個(gè)采樣點(diǎn)（K6）存在有機(jī)污染；庫(kù)區(qū)東部沉積物有機(jī)污染狀況比西部嚴(yán)重，與氮磷綜合污染評(píng)價(jià)的結(jié)果相一致。

2.3 地累積指數(shù)評(píng)價(jià)

表3為庫(kù)區(qū)及入庫(kù)河流沉積物重金屬地累積指數(shù)的評(píng)價(jià)結(jié)果及所參考的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（陳飄雪等，2016）。庫(kù)區(qū)沉積物Cu的Igeo值小于0，屬于清潔等級(jí)，而Zn、Pb、Mn均存在一定程度的輕度污染（其中Zn的污染等級(jí)平均值0.27），庫(kù)區(qū)沉積物4種重金屬的平均污染程度由高到低依次是Zn、Mn、Pb、Cu。河流沉積物中Cu的Igeo值也小于0，其余3種重金屬也表現(xiàn)為輕度污染，與庫(kù)區(qū)沉積物地累

表3 董鋪水庫(kù)及入庫(kù)河流沉積物重金屬地累積指數(shù)評(píng)價(jià)Table 3 Geo-accumulation indices of heavy metals for the sediments in Dongpu reservoir and its incoming river

2.4 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

圖3 董鋪水庫(kù)及入庫(kù)河流沉積物重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)Fig. 3 Assessment of potential ecological risk of heavy metals for the sediments in Dongpu reservoir and its incoming river

數(shù)據(jù)分析表明，庫(kù)區(qū)沉積物 Cu、Zn、Pb和Mn的單項(xiàng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)平均值分別為3.6、1.8、5.4和 1.0，所有采樣點(diǎn)均處于低等風(fēng)險(xiǎn)水平，對(duì)庫(kù)區(qū)沉積物重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)率分別為30.6%、15.5%、45.2%、8.7%；入庫(kù)河流沉積物Cu、Zn、Pb和 Mn的單項(xiàng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)平均值分別為4.0、1.8、5.7和 1.1，對(duì)庫(kù)區(qū)沉積物重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)率分別為 31.8%、14.1%、45.6%、8.5%。相比Zn和Mn，Cu和Pb對(duì)于庫(kù)區(qū)與河流沉積物潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的貢獻(xiàn)率相對(duì)較高。

2.5 TN、TP和OM相關(guān)性

董鋪水庫(kù)及入庫(kù)河流沉積物 TN、TP、OM 相關(guān)性分析見表4。庫(kù)區(qū)沉積物TN、TP、OM均存在顯著或極顯著的正相關(guān)性，TP與OM相關(guān)性最高，表明N、P的形態(tài)、來(lái)源及其在水中的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程具有一定的相似性（苗慧等，2017）。入庫(kù)河流沉積物TN、TP、OM之間均無(wú)顯著相關(guān)性。

2.6 重金屬富集指數(shù)

通過(guò)了解董鋪水庫(kù)及入庫(kù)河流沉積物重金屬元素的富集程度，判斷環(huán)境介質(zhì)中重金屬的來(lái)源。圖4表明，庫(kù)區(qū)沉積物中，Zn、Pb、Mn富集指數(shù)的平均值均大于1.5，其中Zn的富集指數(shù)均值達(dá)到2.7，表明這庫(kù)區(qū)沉積物中 3種重金屬的來(lái)源以人為的外源輸入為主；庫(kù)區(qū)全部采樣點(diǎn) Cu的富集指數(shù)均小于1.5，主要為自然來(lái)源。入庫(kù)河流的沉積物中，Cu、Zn、Pb和Mn的富集指數(shù)存在較大差異，各條河流沉積物中Zn的富集系數(shù)均大于1.5，Cu、Pb和Mn分別只有2條（H1和H9）、4條（H1、H4、H7和H9）和3條（H4、H5和H7）的富集系數(shù)大于1.5。

表4 董鋪水庫(kù)及入庫(kù)河流沉積物中TN、TP、OM相關(guān)性分析Table 4 Correlations analysis of TN，TP and OM in the sediments of Dongpu reservoir and its incoming river

3 討論

與入庫(kù)河流相比，庫(kù)區(qū)沉積物的TN含量較高，呈現(xiàn)庫(kù)區(qū)積累的現(xiàn)象。庫(kù)區(qū)沉積物中較高的TN含量可能與水庫(kù)水深及水動(dòng)力交換較弱有關(guān)，當(dāng)入庫(kù)河流流入水庫(kù)時(shí)，斷面突然變寬，流速降低促使泥沙淤積（王亞平等，2017），導(dǎo)致隨河流攜帶而來(lái)的氮素在水庫(kù)表層沉積物中積累，如本研究中位于河流入庫(kù)河口處的 K4、K5點(diǎn)位和水動(dòng)力交換較弱的K6點(diǎn)位。相關(guān)性分析表明，庫(kù)區(qū)沉積物中TN、TP、OM之間均存在顯著（rTN-TP=0.591*，rTN-OM=0.573*）或極顯著（rTP-OM=0.805**）的正相關(guān)性，表明庫(kù)區(qū)沉積物中氮、磷和有機(jī)質(zhì)的積累過(guò)程有較高的同步性。相對(duì)于庫(kù)區(qū)沉積物，各入庫(kù)河流沉積物中TN、TP、OM 之間均無(wú)顯著的相關(guān)性，這可能與不同入庫(kù)河流接受不同的外源輸入有關(guān)（Dai et al.，2014；蘇玉萍等，2015）。本研究中，所有入庫(kù)河流均屬于小型河流，且在地理空間上彼此隔離、互不連通，除暴雨期外一般水流流速很低，H1、H3、H7和H9受市民生產(chǎn)、生活影響較大，外源性輸入氮、磷和有機(jī)質(zhì)的數(shù)量的不同可能是造成不同入庫(kù)河流沉積物中TN、TP、OM差異的主要原因。

本研究中，除K6（FF=1.67，OI=0.77）外，董鋪水庫(kù)庫(kù)區(qū)及入庫(kù)河流沉積物氮磷綜合污染指數(shù)和有機(jī)污染指數(shù)均處于清潔-輕度污染。與國(guó)內(nèi)其他水庫(kù)相比，如金盆水庫(kù)（王亞平等，2017）、萬(wàn)寧水庫(kù)（謝飛等，2014）等，董鋪水庫(kù)庫(kù)區(qū)TN含量處于中等水平，表明董鋪水庫(kù)局部區(qū)域存在較高的內(nèi)源氮負(fù)荷；另外，H1、H3、H7和H9沉積物中較高的磷負(fù)荷也會(huì)在暴雨季節(jié)進(jìn)入水庫(kù)，可能會(huì)增加水庫(kù)沉積物內(nèi)源磷負(fù)荷。因此采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧ㄈ缜逵俚龋┮瞥畮?kù)局部區(qū)域沉積物中的氮、控制入庫(kù)河流沉積物中的磷，對(duì)于保護(hù)董鋪水庫(kù)水質(zhì)是非常重要的。

圖4 董鋪水庫(kù)及入庫(kù)河流沉積物中重金屬元素富集指數(shù)Fig. 4 Enrichment factors of heavy metals in the sediments in Dongpu reservoir and its incoming river

水體沉積物中的重金屬來(lái)源十分廣泛，既有人為來(lái)源（如廢水排放、固體廢棄物堆積、交通活動(dòng)、燃料燃燒、采礦冶煉等）也有自然來(lái)源（Islam et al.，2018；李芬芳等，2018）。富集指數(shù)分析表明庫(kù)區(qū)沉積物中3種重金屬Zn、Pb、Mn以人為的外源輸入為主，Pb主要與船只燃料產(chǎn)生的污染有關(guān)（閆興成等，2016），導(dǎo)致庫(kù)區(qū)沉積物中Zn、Mn富集的主要原因一方面可能是城鎮(zhèn)生活污水和農(nóng)業(yè)廢水的排放，另一方面可能與殺蟲劑、農(nóng)藥通過(guò)地表徑流輸入等有關(guān)（張菊等，2016）。庫(kù)區(qū)沉積物 Cu以流域內(nèi)母質(zhì)風(fēng)化等自然源為主要來(lái)源（陳飄雪等，2016）。相對(duì)于庫(kù)區(qū)沉積物，9條河流的沉積物中，Cu、Zn、Pb和 Mn的富集指數(shù)存在較大差異，這可能與不同河流因接受流域內(nèi)的生活、農(nóng)業(yè)灌溉及地表徑流等來(lái)水有關(guān)（閆興成等，2016）。整體而言，盡管董鋪水庫(kù)庫(kù)區(qū)及入庫(kù)河流沉積物某些重金屬存在一定程度的富集，且由于沉積物Cu、Pb較高的毒性響應(yīng)系數(shù)，導(dǎo)致其對(duì)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)有較高的貢獻(xiàn)率，但綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)整體上仍處于較低水平，為了保證飲用水安全，水庫(kù)流域范圍內(nèi)重金屬污染控制必須做到常抓不懈。

4 結(jié)論

庫(kù)區(qū)及河流沉積物氮磷綜合污染指數(shù)整體屬于清潔水平；庫(kù)區(qū)總氮污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)均高于入庫(kù)河流，呈現(xiàn)出庫(kù)區(qū)積累現(xiàn)象，而總磷污染指數(shù)則表現(xiàn)出相反的趨勢(shì)；董鋪水庫(kù)庫(kù)區(qū)及入庫(kù)河流總體有機(jī)污染指數(shù)屬于輕度污染范圍，有機(jī)污染指數(shù)的空間差異與氮磷綜合污染指數(shù)的空間變化相一致；相關(guān)性分析表明庫(kù)區(qū)沉積物中TN、TP、OM積累過(guò)程有較高的同步性，而入庫(kù)河流因受不同外源輸入影響的原因，營(yíng)養(yǎng)元素之間無(wú)顯著相關(guān)性。

董鋪水庫(kù)庫(kù)區(qū)及入庫(kù)河流沉積物4種重金屬地累積指數(shù)屬于清潔-輕度污染范圍，4種重金屬的污染程度由高到低依次是 Zn、Pb、Mn和 Cu；庫(kù)區(qū)及入庫(kù)河流沉積物的重金屬（Cu、Zn、Pb、Mn）生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)處于較低水平，Cu和Pb為主要的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子；庫(kù)區(qū)沉積物中 3種重金屬 Zn、Pb、Mn以人為的外源輸入為主，Cu以流域內(nèi)母質(zhì)風(fēng)化等自然源為主要來(lái)源。而河流的沉積物中，Cu、Zn、Pb和Mn的富集指數(shù)存在較大差異。