宋鳳敏，岳曉麗，劉智峰，葛紅光，李 琛，趙佐平

（1.陜西理工大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西 漢中723001；2.陜南秦巴山區(qū)生物資源綜合開發(fā)協(xié)同創(chuàng)新中心，陜西 漢中723001；3.四川美術(shù)學(xué)院公共美術(shù)學(xué)院，重慶401331）

重金屬因在環(huán)境中不能降解且易生物蓄積而日益受到人們的重視和關(guān)注。重金屬通過(guò)各種途徑進(jìn)入江河湖泊，由于其在水體中極易被顆粒物吸附而沉積于水體底質(zhì)中，一般自然水體溶液中重金屬含量很低，而在沉積物中濃度可高出水溶液中的數(shù)百倍，沉積物成為水體中重金屬的蓄積庫(kù)[1-2]。水體中的重金屬往往將沉積物作為最終的儲(chǔ)存庫(kù)和歸宿，并且可與水相保持一定的動(dòng)態(tài)平衡[3]。當(dāng)水環(huán)境條件變化時(shí)，蓄積在沉積物中的重金屬通過(guò)生物轉(zhuǎn)化或解吸而進(jìn)入水溶液中，造成水體污染，還可能通過(guò)飲水或食物進(jìn)入人體，危害人體健康。因此對(duì)水體沉積物中重金屬的污染評(píng)價(jià)和污染來(lái)源解析及其遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律進(jìn)行研究，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義，水體沉積物中重金屬的研究也成為近年來(lái)水體環(huán)境污染問(wèn)題研究的熱點(diǎn)。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者采用不同的分析方法對(duì)江河、湖泊沉積物中重金屬的分布及其來(lái)源做了探討。?těpánka等[4]對(duì)捷克境內(nèi)主要河流沉積物中重金屬的分布特征進(jìn)行了討論分析。朱青青等[5]對(duì)中國(guó)主要水系沉積物中重金屬分布特征做了較全面分析闡述。Xu 等[6]對(duì)中國(guó)南部山區(qū)主要河流沉積物中重金屬的污染特征及其來(lái)源做了分析探討。Wang 等[7]對(duì)西江流域中上游沉積物中重金屬污染做了生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。大批學(xué)者集中對(duì)長(zhǎng)江不同段沉積物中重金屬進(jìn)行分析，翟婉盈等[8]對(duì)采集的長(zhǎng)江干流上、中、下游人口分布密集城市段長(zhǎng)江沉積物樣品進(jìn)行了重金屬進(jìn)行分析，其他多位學(xué)者[9-14]對(duì)長(zhǎng)江的幾大支流如贛江、湘江、岷江、沱江等水體沉積物中重金屬污染分析均有相應(yīng)的報(bào)道。

漢江作為長(zhǎng)江最大的支流，因其上游水量充沛、水質(zhì)較好，作為南水北調(diào)中線水源地，同時(shí)也是陜西省“引漢濟(jì)渭”工程的水源地，在國(guó)家及省市飲用水安全和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展方面起著非常重要的作用。近年來(lái)關(guān)于漢江流域的生態(tài)環(huán)境保護(hù)以及水質(zhì)評(píng)價(jià)的報(bào)道較多[15-17]，而對(duì)于漢江上游水體沉積物中重金屬的研究報(bào)道卻很少，僅趙佐平[18]對(duì)漢江流域漢中段水體沉積物重金屬狀況做了分析，但是僅選取了4 個(gè)樣點(diǎn)，且所測(cè)試重金屬種類較少，無(wú)法系統(tǒng)全面代表漢江上游水體沉積物的重金屬分布現(xiàn)狀。

本研究通過(guò)對(duì)漢江上游干流近岸表層沉積物的重金屬污染狀況調(diào)查，分析7 種重金屬（Cu、Zn、Ni、Pb、Cd、Cr、As）在漢江上游沉積物中的分布，評(píng)價(jià)了漢江上游水體沉積物中重金屬特征和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，并利用主成分分析和相關(guān)性分析解析了沉積物中重金屬的來(lái)源，旨在明確漢江上游水體沉積物重金屬的污染現(xiàn)狀，為確保漢江上游水質(zhì)質(zhì)量提供基礎(chǔ)資料和理論研究基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

漢江發(fā)源于陜西漢中盆地西端的潘冢山，于湖北武漢匯入長(zhǎng)江，整個(gè)流域位于30°08′～34°11′N、106°12′～114°14′E，流域涉及鄂、陜、豫、川、渝、甘6省市的20 個(gè)地（市）區(qū)、78 個(gè)縣（市），干流河道全長(zhǎng)1 577 km，流域面積1.59×105km2，其中湖北丹江口水庫(kù)以上到漢江源頭為漢江上游地區(qū)。在陜西省境內(nèi)，漢江基本上自西向東流，干流從陜西寧強(qiáng)縣的潘冢山，自西而東流經(jīng)勉縣、漢中市、城固縣、洋縣、石泉縣、漢陰縣、紫陽(yáng)縣、安康市漢濱區(qū)、旬陽(yáng)縣，于白河縣進(jìn)入湖北省。本研究區(qū)域?yàn)闈h江源頭陜西省寧強(qiáng)縣至丹江口水庫(kù)的漢江上游干流區(qū)域。

1.2 樣品的采集

本研究樣品采集集中于2018年9月，從漢江源頭寧強(qiáng)縣潘冢山沿著干流向下到湖北省丹江口水庫(kù)結(jié)束，選取已有國(guó)控監(jiān)測(cè)斷面和河流經(jīng)過(guò)的人口密集區(qū)域，以及具有代表性的排污口附近的斷面，采集近岸表層（0～10 cm）沉積物，同一采樣斷面取3 個(gè)等量樣混合而成，約1～2 kg。樣品用聚乙烯塑料袋盛裝，封口以防止污染，帶回實(shí)驗(yàn)室低溫保存。共采集沉積物樣33 個(gè)，其中除西鄉(xiāng)縣牧馬河樣點(diǎn)（10 號(hào)樣點(diǎn)）為支流樣點(diǎn)外，其余均為漢江干流樣點(diǎn)，陜西漢中及其縣區(qū)境內(nèi)分布樣點(diǎn)為1～21 號(hào)樣點(diǎn)，安康市及其縣區(qū)境內(nèi)分布樣點(diǎn)為22～29 號(hào)，湖北省境內(nèi)分布樣點(diǎn)為30～33號(hào)樣點(diǎn)。具體樣點(diǎn)分布見圖1。

圖1 漢江上游沉積物采樣點(diǎn)Figure 1 Sampling sections of sediment in the upstream of Hanjiang River

1.3 樣品分析與數(shù)理統(tǒng)計(jì)

1.3.1 樣品處理及測(cè)定

沉積物樣品經(jīng)自然風(fēng)干后去除各種雜質(zhì)，再經(jīng)研磨處理后過(guò)100 目（0.149 mm）尼龍篩，分裝于塑料袋中密封以待測(cè)。

樣品重金屬測(cè)定：樣品經(jīng)HNO3-HClO4-HF 消解后，消解液中Cd 和Pb 采用石墨爐原子吸收分光光度計(jì)法測(cè)定（島津，6900，日本），Ni、Cr、Cu、Zn和As采用電感耦合等離子體原子發(fā)射質(zhì)譜儀（PE，ICP-MS，NexION 2000B，美國(guó)）測(cè)定。為保證分析的準(zhǔn)確性，分析過(guò)程以國(guó)家土壤一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GSS-7、GSS-11、GSS-13、GSS-15 和GSS-28 為質(zhì)控標(biāo)樣，試驗(yàn)每個(gè)樣品設(shè)置3 個(gè)平行樣，平行分析誤差＜5%，取平均值為結(jié)果。

1.3.2 數(shù)據(jù)處理與分析

用Excel 2017、Origin 8.5、SPSS 20 等軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析作圖。應(yīng)用地累積指數(shù)法和污染負(fù)荷指數(shù)法來(lái)分析漢江上游干流水體表層沉積物的重金屬污染狀況，通過(guò)相關(guān)性分析和主成分分析初步解析沉積物中重金屬的來(lái)源。

地累積指數(shù)法（Igeo）是評(píng)價(jià)沉積物污染狀況最常用的方法，本文使用傳統(tǒng)的地累積指數(shù)法與劉子赫等[19]提出的改進(jìn)的地累積指數(shù)法綜合對(duì)比評(píng)價(jià)沉積物中重金屬，傳統(tǒng)的地累積指數(shù)法用公式（1）直接計(jì)算出每個(gè)樣點(diǎn)的地累積指數(shù)，改進(jìn)的方法將所有樣點(diǎn)中最大濃度與濃度平均值以內(nèi)梅羅指數(shù)法引入地累積指數(shù)法公式中[公式（2）、公式（3）、公式（4）]，總體評(píng)價(jià)每種重金屬在整個(gè)區(qū)域的污染狀況。

式中：Ci為重金屬元素含量，mg·kg-1；Bi為重金屬元素背景值，mg·kg-1，在本研究中分別取陜西省土壤重金屬背景值[20]和湖北省土壤重金屬背景值，根據(jù)采樣點(diǎn)所處的位置確定；Pave為n個(gè)采樣點(diǎn)重金屬濃度變化指數(shù)的平均值；Pmax為濃度最大的采樣點(diǎn)重金屬濃度變化指數(shù)；Cmax為重金屬濃度最大值，mg·kg-1；Igeo為常規(guī)地累積指數(shù)，Ingeo為改進(jìn)地累積指數(shù)。污染程度分級(jí)沿用傳統(tǒng)方法，見表1。

污染負(fù)荷指數(shù)法（Pollution load index，PLI）是一種比較全面綜合的區(qū)域污染評(píng)價(jià)方法，能夠比較直觀地反映各金屬對(duì)于污染的貢獻(xiàn)權(quán)重[21-22]。具體如公式（5）、公式（6）、公式（7）：

表1 沉積物中重金屬的地累積指數(shù)與污染負(fù)荷指數(shù)污染程度分類Table 1 Contamination level of sediment by heavy metals classified based on Igeo and PLI

式中：Ci、Bi與公式（1）相同；n為被測(cè)元素的數(shù)量；m為樣點(diǎn)數(shù)；PLIsample為單個(gè)樣點(diǎn)污染指數(shù)；PLIzone為區(qū)域污染指數(shù)。PLI污染級(jí)別分類見表1。

相關(guān)性分析和主成分分析都是基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)分析方法。相關(guān)性分析是指對(duì)兩個(gè)或多個(gè)具備相關(guān)性的變量元素進(jìn)行分析，從而衡量?jī)蓚€(gè)變量因素的相關(guān)密切程度。本研究通過(guò)相關(guān)性分析呈現(xiàn)7 種重金屬間相關(guān)程度，來(lái)說(shuō)明其來(lái)源的關(guān)系，相關(guān)性越強(qiáng)說(shuō)明來(lái)源越近。主成分分析是將多個(gè)變量通過(guò)線性變換以選出較少個(gè)數(shù)重要變量的一種多元統(tǒng)計(jì)分析方法。本研究通過(guò)主成分分析進(jìn)一步對(duì)重金屬的污染來(lái)源進(jìn)行確定。

2 結(jié)果與討論

2.1 漢江上游干流水體沉積物中重金屬分布特征分析

將漢江上游33 個(gè)表層沉積物樣品中的重金屬含量與我國(guó)《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618—2018）[23]中重金屬的風(fēng)險(xiǎn)篩選值和風(fēng)險(xiǎn)管控值（取6.5＜pH≤7.5，其他）對(duì)比（表2），可以看出：Cd 含量超過(guò)重金屬風(fēng)險(xiǎn)篩選值（0.3 mg·kg-1）的樣點(diǎn)有15 個(gè)，占總數(shù)的45.45%，平均含量為0.31 mg·kg-1，和風(fēng)險(xiǎn)篩選值基本持平，最大值0.89 mg·kg-1，在10號(hào)樣點(diǎn)，是唯一支流樣點(diǎn)——西鄉(xiāng)牧馬河點(diǎn)。該樣點(diǎn)在西鄉(xiāng)縣城附近，受人為影響較嚴(yán)重。所有樣點(diǎn)Cd 含量均未超過(guò)重金屬的風(fēng)險(xiǎn)管制值（3.0 mg·kg-1）。其余6 種金屬Cu、Zn、Pb、As、Cr 和Ni 的濃度范圍分別為12.45～74.81、29.98～77.24、2.59～27.66，3.99～8.16，5.81～127.92，16.17～73.18 mg·kg-1，均未超過(guò)土壤風(fēng)險(xiǎn)篩選值。7 種金屬含量的變異系數(shù)（CV）大小順 序 為Cr（78.87%）＞Cd（70.05%）＞Pb（58.0%）＞Cu（48.26%）＞Ni（44.92%）＞Zn（15.63%）＞As（9.61%）。Zn和As的CV較小，＜20%，變異性低，說(shuō)明其來(lái)源的一致性，Cu 和Ni 的CV 在20%～50%之間，變 異 性 中 等，而Cr、Cd 和Pb 的CV 較 大，均 大 于50%，變異性高，說(shuō)明其來(lái)源復(fù)雜且人為來(lái)源高于自然來(lái)源[24]。

表2 沉積物中重金屬總量分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)（mg·kg-1）Table 2 The statistics of results of heavy metals in surface sediments of the upstream of Hanjiang River（mg·kg-1）

為了全面了解漢江上游干流沉積物中重金屬污染狀況，將本研究結(jié)果與長(zhǎng)江干流及其7 條主要支流沉積物中重金屬的含量進(jìn)行對(duì)比（表3）。由表3可以看出，湘江水體沉積物中Cu、Pb 和As 的含量在長(zhǎng)江干流和7 條支流中均處于最高，Cd 的含量（29.32 mg·kg-1）僅低于濃度最高的岷江（39.94 mg·kg-1），原因在于湘江流經(jīng)區(qū)域的鉛鋅礦開采活動(dòng)頻繁[10]。Cr（105.02 mg·kg-1）在烏江沉積物中含量最高，Zn 和Ni在沅江中含量最高，為485.80 mg·kg-1和51.75 mg·kg-1。本研究區(qū)域的漢江上游干流沉積物中重金屬的平均含量均低于長(zhǎng)江其他主要支流沉積物中的最高含量。但Cu（28.64 mg·kg-1）、Ni（38.51 mg·kg-1）和Cd（0.31 mg·kg-1）的含量高于長(zhǎng)江干流中Cu（23 mg·kg-1）、Ni（33 mg·kg-1）和Cd（0.25 mg·kg-1）的濃度，同時(shí)Cu 和Cd 的平均濃度還高于全國(guó)水系沉積物重金屬的平均值。

表3 長(zhǎng)江及主要支流河流表層沉積物重金屬濃度對(duì)比（mg·kg-1）Table 3 Comparison of heavy metals in surface sediments from Yangtze River and its major tributaries（mg·kg-1）

2.2 漢江上游干流水體沉積物中重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

2.2.1 地累積指數(shù)法評(píng)價(jià)

采用兩種地累積指數(shù)法對(duì)漢江上游干流7 種重金屬元素進(jìn)行污染程度評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表4?？梢钥闯觯瑑煞N方法對(duì)于全部樣點(diǎn)沉積物中Pb、Zn和As 的評(píng)價(jià)結(jié)果相同，每個(gè)樣點(diǎn)的地累積指數(shù)均小于0，為0 級(jí)，無(wú)污染；Cr 有1 個(gè)異常樣點(diǎn)污染等級(jí)為1級(jí)，其余樣點(diǎn)均為0 級(jí)，改進(jìn)后的指數(shù)大于0，為0.18，屬于1 級(jí)，為無(wú)-中污染，Ni 有9 個(gè)樣點(diǎn)污染等級(jí)為1級(jí)，占總樣點(diǎn)數(shù)的27.27%，為無(wú)-中污染，剩余的24個(gè)樣點(diǎn)均無(wú)污染，而改進(jìn)的指數(shù)顯示為0.80，為1 級(jí)無(wú)-中污染等級(jí)；Cu 有10 個(gè)樣點(diǎn)污染等級(jí)達(dá)到1 級(jí)，為無(wú)-中污染，占總樣點(diǎn)數(shù)的30.30%，剩余的23 個(gè)樣點(diǎn)均無(wú)污染，但改進(jìn)指數(shù)為1.19，為2 級(jí)中污染程度；Cd僅有5 個(gè)樣點(diǎn)地累積指數(shù)小于0，占總樣點(diǎn)數(shù)的15.15%，16個(gè)樣點(diǎn)達(dá)到1級(jí)，處于無(wú)-中污染程度數(shù)，8個(gè)樣點(diǎn)達(dá)到2 級(jí)，處于中污染程度，有4 個(gè)樣點(diǎn)達(dá)到3級(jí)，具有中-強(qiáng)污染程度，改進(jìn)指數(shù)為4.71，為5 級(jí)，達(dá)到強(qiáng)-極強(qiáng)污染程度，這個(gè)評(píng)價(jià)結(jié)果與金屬總量分布特征接近，呈現(xiàn)為總量超出標(biāo)準(zhǔn)值越多，污染樣點(diǎn)越多，樣點(diǎn)污染等級(jí)越高，污染越嚴(yán)重。同時(shí)比較兩種地累積指數(shù)法，會(huì)發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的地累積指數(shù)中，污染嚴(yán)重的元素整體權(quán)重會(huì)偏高，從而從整體上評(píng)價(jià)了某種元素對(duì)于整個(gè)研究區(qū)的污染狀況，而傳統(tǒng)的地累積指數(shù)法是將每個(gè)樣點(diǎn)的污染狀況體現(xiàn)出來(lái)。兩種方法單獨(dú)使用各有利弊，而將其結(jié)合應(yīng)用可以對(duì)污染元素對(duì)于每個(gè)樣點(diǎn)以及整個(gè)研究區(qū)的狀態(tài)進(jìn)行總體評(píng)價(jià)，是一種較好的評(píng)價(jià)方法?？傮w來(lái)看沉積物中Cd污染最為嚴(yán)重，其次是Cu、Ni 和Cr，其余3 種重金屬無(wú)污染。

表4 漢江上游沉積物中重金屬的地累積污染等級(jí)統(tǒng)計(jì)Table 4 The geo-accumulation index of heavy metals in surface sediment of the upstream of Hanjiang River

2.2.2 污染負(fù)荷指數(shù)法評(píng)價(jià)

污染負(fù)荷指數(shù)法可以直觀反映重金屬在不同區(qū)域的污染貢獻(xiàn)程度。由圖2 可知，漢江上游干流33個(gè)樣點(diǎn)中，僅有9 個(gè)樣點(diǎn)為中等污染，占總采樣點(diǎn)的27.27%；剩余的24 個(gè)樣點(diǎn)PLIsample值均小于1，為無(wú)污染點(diǎn)。在中等污染樣點(diǎn)中，污染指數(shù)最高的點(diǎn)是2號(hào)樣點(diǎn)，位于漢江源干流流經(jīng)寧強(qiáng)縣城外，其次是27 號(hào)樣點(diǎn)，位于旬陽(yáng)呂河與漢江河交匯處，其余幾個(gè)中污染的樣點(diǎn)分別是6、10、12、21、23、25、26，這些樣點(diǎn)均位于人為活動(dòng)比較頻繁的城鎮(zhèn)周圍，說(shuō)明人為活動(dòng)對(duì)水體沉積物重金屬污染影響很大。

將污染指數(shù)公式套用在每個(gè)金屬元素中，得到每個(gè)元素在整個(gè)研究區(qū)域的污染指數(shù)，以及整個(gè)漢江上游水體沉積物中重金屬污染指數(shù)，如圖3。由圖可知，Cd 在整個(gè)區(qū)域的綜合污染指數(shù)最大，為2.71，達(dá)到強(qiáng)污染，其次是Cu 為1.22，Ni 為1.18，均為中等污染程度，其余4 種重金屬污染指數(shù)均小于1，無(wú)污染。7 種重金屬對(duì)漢江上游沉積物產(chǎn)生的綜合污染指數(shù)為0.79，小于1，表明漢江上游沉積物重金屬綜合污染較輕微，基本處于無(wú)污染程度，局部出現(xiàn)污染升高，與Cd元素含量偏高有關(guān)。

圖2 漢江上游各樣點(diǎn)沉積物中重金屬污染負(fù)荷指數(shù)Figure 2 PLIsample of heavy metals in surface sediment of the upstream Hanjiang River

圖3 漢江上游沉積物重金屬元素污染負(fù)荷指數(shù)與區(qū)域污染指數(shù)Figure 3 Pollution load index of heavy metals in surface sediments and the regional pollution index of upstream of Hanjiang River

2.3 漢江上游水體沉積物中重金屬來(lái)源解析

2.3.1 沉積物中重金屬的相關(guān)性分析

河流沉積物中的重金屬可能有自然和人為來(lái)源，自然來(lái)源與沉積物所在地巖石的自然風(fēng)化和侵蝕有關(guān)，也可能與大氣降塵和降雨有關(guān)[27]；人為源來(lái)自居民生活廢水和工業(yè)廢水排放、農(nóng)業(yè)種植的農(nóng)藥化肥等非點(diǎn)源污染。一般認(rèn)為元素含量之間相關(guān)性越高，表明其來(lái)源越相近。

由表5 得到漢江上游水體沉積物中重金屬含量間相關(guān)性，Cr-Ni、Cr-Zn、Ni-Cu、Zn-Pb、Pb-Cd 間具有顯著相關(guān)性，表明這些重金屬兩者之間來(lái)源比較接近，同時(shí)，若同一種重金屬和兩種重金屬均具有較顯著相關(guān)性，但與之相關(guān)的兩種重金屬卻不相關(guān)，說(shuō)明該金屬有兩種來(lái)源，比如Cr 與Ni 和Zn 均有顯著相關(guān)性，而Ni 與Zn 無(wú)相關(guān)性，說(shuō)明Cr 的來(lái)源至少有兩個(gè)，同樣Pb 與Cd 和Zn 也存在顯著相關(guān)性，Cd 與Zn 無(wú)相關(guān)性，也說(shuō)明Pb的來(lái)源多樣。

2.3.2 沉積物中重金屬的主成分分析

為了更明確地探究沉積物中重金屬的來(lái)源，將所研究重金屬進(jìn)行主成分分析，結(jié)果如表6 所示，主成分提取到3 個(gè)特征值＞1 的成分，前3 個(gè)主成分可以解釋總方差的67.618%，其特征值均大于1.0。旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣顯示，第一主成分（PC1）中的Cu 和As 為主要成分，第二主成分（PC2）中的Pb、Zn和Cd為主要成分，第三主成分（PC3）中的Cr和Ni為主要成分。

結(jié)合重金屬的相關(guān)性和主成分分析結(jié)果，分析漢江上游水體沉積物中重金屬的來(lái)源。PC1 占總方差的23.601%，Cu（0.876）和As（0.817）具有最高的載荷量，Ni（0.423）次之。這一結(jié)果與Cu和As在所有樣點(diǎn)的濃度變化趨勢(shì)一致，其在所有樣點(diǎn)的濃度與土壤背景值接近，這說(shuō)明在整個(gè)研究區(qū)域，As 和Cu 沒有顯著的人為貢獻(xiàn)，以當(dāng)?shù)貛r石風(fēng)化為主。PC2占總方差的22.350%，以Pb（0.781）、Zn（0.679）、Cd（0.638）為主要載荷因子，Cr（0.140）較弱。Pb、Zn 和Cd 通常來(lái)自工業(yè)廢水和礦物冶煉，考慮到研究區(qū)域的位置鉛鋅礦區(qū)較多，表明礦產(chǎn)開采和冶煉可能是Pb、Zn 和Cd 最重要的來(lái)源，同時(shí)本身巖石風(fēng)化也可能是部分地區(qū)流域沉積物中3 種重金屬的來(lái)源。PC3 占總方差的21.667%，Cr（0.923）和Ni（0.767）為主要載荷因子，Cr和Ni 之間呈顯著正相關(guān)，表明它們的來(lái)源高度一致，且從地累積指數(shù)判斷，Cr基本無(wú)污染，可以推測(cè)Cr和Ni 主要來(lái)源于自然巖石風(fēng)化等天然源，但某些樣點(diǎn)的Ni 含量較高，可能是受到一定的人為影響，可能來(lái)自工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)活動(dòng)、大氣沉降等綜合影響。

表5 漢江上游水體沉積物中重金屬的相關(guān)性Table 5 Correlation of heavy metals in surface sediments of the upstream of Hanjiang River

3 結(jié)論

（1）漢江上游干流沉積物中各重金屬元素污染狀況：Cd含量超標(biāo)較嚴(yán)重，有15個(gè)樣點(diǎn)含量超過(guò)土壤重金屬的風(fēng)險(xiǎn)篩選值（0.3 mg·kg-1），其余6 種金屬Cu、Zn、Pb、As、Cr 和Ni 所有樣點(diǎn)含量均低于土壤風(fēng)險(xiǎn)篩選值。與長(zhǎng)江及其主要支流河流沉積物相比，漢江上游干流沉積物中重金屬平均含量均低于其他支流的最高含量，但Cu、Ni 和Cd 的含量高于長(zhǎng)江干流中的平均含量。

（2）地累積指數(shù)評(píng)價(jià)分析顯示，漢江上游干流沉積物中Cd 污染最為嚴(yán)重，其次是Cu、Ni 和Cr，Pb、Zn和As 無(wú)污染。污染負(fù)荷指數(shù)法分析得出Cd 在整個(gè)漢江上游干流區(qū)域的綜合污染指數(shù)最大為2.71，達(dá)到強(qiáng)污染，其次是Cu 為1.22，Ni 為1.18，均為中等污染程度，其余4種重金屬污染指數(shù)均小于1，無(wú)污染，7種重金屬對(duì)整個(gè)漢江上游沉積物產(chǎn)生的綜合污染指數(shù)為0.79，小于1，表明漢江上游沉積物重金屬綜合污染程度較低，生態(tài)污染風(fēng)險(xiǎn)較小，但不能忽視Cd的潛在污染風(fēng)險(xiǎn)。

表6 漢江上游水體沉積物中重金屬的主成分分析Table 6 Principle component analysis for heavy metals in surface sediments of upstream of Hanjiang River

（3）根據(jù)相關(guān)性分析和主成分分析結(jié)果推測(cè)，漢江上游干流水體表層沉積物中Pb、Zn 和Cd 含量主要受人類礦產(chǎn)開采和冶煉等活動(dòng)的影響，來(lái)源于人為活動(dòng)；Cu、As 和Cr 的存在來(lái)源于沉積物巖石成分，Ni 的存在既有本身區(qū)域礦物質(zhì)影響，也有區(qū)域人為活動(dòng)的貢獻(xiàn)。