胡 菁，龍云川，周 偉，周少奇，3▲

(1貴州科學院，貴州 貴陽 550001；2貴州大學 資源與環(huán)境工程學院，貴州 貴陽 550003；3華南理工大學 環(huán)境與能源學院，廣東 廣州 510006)

0 引言

作為地球表層物質(zhì)和能量交換最活躍的生態(tài)系統(tǒng)，濕地在地球化學循環(huán)中作為源、匯和轉(zhuǎn)化器而影響自身與其周圍生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能[1-3]。雖然濕地是一個十分重要的生態(tài)系統(tǒng)，但其內(nèi)部卻是非常脆弱的，容易受污染物質(zhì)的影響[4-5]。而重金屬元素作為其中最常見的污染物之一，其在水體中的累積，可對水生生物的生長發(fā)育產(chǎn)生毒害作用，且具有污染持久性、致癌性和難降解性等特點[6-7]。因此，重金屬常作為環(huán)境監(jiān)測和水質(zhì)評價的重要指標。

草海濕地位于貴州省西部威寧縣縣城西南面，草海地理坐標為北緯26°47′32″～26°52′52″，東經(jīng)104°10′16″～104°20′40″，水域面積46.5 km2，是一個典型且完整的高原退化濕地生態(tài)系統(tǒng)。草海濕地水生植物種類繁多，構(gòu)成挺水、浮水和沉水水生植物群落，生物產(chǎn)量高，為草海的魚類、鳥類提供了豐富的食物，是中國重要的生物多樣性保護區(qū)域之一。在“中國生物多樣性保護行動計劃”中，草海被列為國內(nèi)一級重要保護濕地。同時，草海濕地也是當?shù)貪O民養(yǎng)殖的重要漁場，濕地的水環(huán)境是養(yǎng)殖業(yè)生存的基本條件，濕地水質(zhì)安全是養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保障，加之重金屬具有生物富集性，因此，基于草海濕地水資源的功能定位與重金屬的危險性，加強對草海濕地重金屬污染狀況的研究對人民生活安全具有重大意義。

1 樣品采集及分析方法

1.1 樣品采集

為了準確反映草海濕地沉積物中重金屬的濃度水平，本研究采用網(wǎng)格布點法，對整個湖區(qū)設(shè)置了11個采樣點位，于2018年8月對草海濕地流域表層沉積物進行了樣品采集。

1.2 沉積物中重金屬濃度分析

對于沉積物中重金屬含量的測定，取0.1 g研磨過篩后的沉積物，用2 mL王水(HNO3/HCl，1∶3 v/v)在110 ℃下消化3 h。在每一步消化過程中，還加入了重復樣品和試劑空白。采用原子熒光光譜儀(AFS，Titian，中國)測定Hg、As的含量；采用原子吸收分光光度計(FAAS，美國Perkin Elmer)測定Pb、Cd、Cu、Cr和Zn的含量。

1.3 潛在生態(tài)風險評價

風險指數(shù)(RI)是瑞典學者Hakanson于1980年提出的一種生態(tài)風險評估方法。其可以用于研究沉積物中重金屬的毒性、生態(tài)和環(huán)境效應，同時采用可比較、等價的屬性指標分類方案定量地確定了潛在的生態(tài)危害程度，因此廣泛應用于沉積物中重金屬污染的質(zhì)量評價。其計算公式為：

表1 潛在生態(tài)風險評價指標的分級

2 草海沉積物中的重金屬

沉積物是重金屬元素的主要收集器。部分研究表明，重金屬通過各種途徑輸入到水體之中后，呈懸浮態(tài)隨水流遷移，但當負載荷量超過搬運能力時，重金屬會積沉下來進入沉積物，絕大部分重金屬都會由水相轉(zhuǎn)入沉積物中[8]。為了了解草海濕地沉積物中的金屬污染程度，表2提供了其他區(qū)域記錄的污染水平以供比較。

表2 草海濕地表層沉積物中重金屬濃度

由表2知，草海濕地表層沉積物中重金屬濃度，Hg為0.17～1.22 μg/g，As為8.86～23.57 μg/g，Cd為1.74～23.41 μg/g，Pb為20.04～54.31 μg/g，Cr為24.47～58.63 μg/g，Cu為18.28～23.31 μg/g，Zn為289.23～457.82 μg/g。

經(jīng)過數(shù)據(jù)對比，草海濕地沉積物中Cd和Zn的濃度遠高于表2所列的其他濕地，表明Cd和Zn元素在草海濕地有很高的富集。曾有文獻報道濕地周圍土法煉鋅的土灶經(jīng)雨水淋蝕后，重金屬Zn和Cd溶出，并隨地表徑流匯入草海[9]。

由于暫無濕地沉積物質(zhì)量標準，因此本研究參考《海洋沉積物質(zhì)量》(GB 18668—2002)對草海濕地沉積物中重金屬含量進行評價。結(jié)果顯示，重金屬Hg、Cd、Zn超I類標準，Zn超II類標準，Cd超III類標準。研究區(qū)域顯然受到重金屬污染，而且鋅和鎘的富集程度很高。草海濕地沉積物中重金屬污染已達到嚴重污染水平。

3 重金屬潛在生態(tài)風險評價

草海濕地作為當?shù)仫嬘煤凸喔鹊闹饕?，為附近居民提供了大量的水產(chǎn)品。考慮到重金屬元素的難降解性、生物毒性和生物富集性，因此，顯然有必要對沉積物中重金屬的潛在風險進行準確評估。

本研究利用Hakanson的生態(tài)風險指數(shù)法進行計算，其結(jié)果如表3。由表3可知，就平均值而言，在草海濕地沉積物中，As、Pb、Cr、Cu、Zn的生態(tài)危害程度為輕微，Hg的生態(tài)危害程度為強，Cd的生態(tài)危害程度為極強。按生態(tài)危害程度排序，草海濕地沉積物中重金屬元素的生態(tài)危害的順序從高到低依次為：Cd>Hg>As>Pb>Zn>Cu>Cr。多種重金屬聯(lián)合的潛在生態(tài)風險指數(shù)顯示，草海濕地沉積物中的重金屬潛在生態(tài)風險程度為極強，而且多種重金屬的聯(lián)合生態(tài)風險指數(shù)中主要的貢獻因子是Cd和Hg。

表3 草海濕沉積物中重金屬的潛在生態(tài)危害系數(shù)及生態(tài)風險指數(shù)

4 總結(jié)

本研究在野外采樣、實驗室分析的基礎(chǔ)上，對草海濕地沉積物中重金屬的污染水平進行了分析和評價。其結(jié)果顯示草海濕地沉積物中存在重金屬污染，且主要污染物為Hg、Cd和Zn，都超過了參考的海洋沉積物標準。潛在生態(tài)風險評價結(jié)果顯示Hg、Cd有很大潛在生態(tài)危害。中重金屬污染需要引起高度的重視，盡早從源頭治理，避免污染進一步的加劇。