阮淑嫻，戴行飛

（1.浙江環(huán)耀環(huán)境有限公司，杭州 浙江 310000；2.杭州新世紀環(huán)保工程有限公司，杭州 浙江 310000）

關健詞：苦草；金魚藻；潛在生態(tài)危害系數(shù)；底泥重金屬；吸收能力

河道中的重金屬污染物在一般情況下都會沉積至河道底泥中，經(jīng)由各種途徑進入水體，再通過吸收、絡合、沉淀[1]等一系列物化作用迅速累積到河道底泥中，將其從水相轉(zhuǎn)化為固相[2]。隨著當今科技的飛速發(fā)展和人們生活水平的不斷提升，人們對河湖生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量越來越重視。河湖底泥重金屬污染治理成為治理水體的重要組成部分。本研究探討不同水生植物對底泥重金屬的修復能力，找到最優(yōu)勢物種對于河湖底泥污染治理具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

本次研究我國河湖環(huán)境中較為常見的水生植物苦草和金魚藻。水生植物樣品取自杭州西溪濕地某池塘。水生植物樣品取得后移栽至未經(jīng)染毒的底泥樣品中，初步培養(yǎng)3 d，移栽密度為25叢/m2。

本次研究底泥樣品取自杭州西溪濕地某池塘。將采集的濕泥置于室內(nèi)鋪平風干，研磨過100目篩后制成底泥樣品。取少量底泥樣品測定底泥中汞、鎘、鉛、銅四種重金屬的背景值。取底泥樣品分成4組，分別使用Cu（NO3）?3H2O、Cd（NO3）?4H2O、HgCl2、Pb（NO3）2四種試劑對4組底泥樣品分別染毒，染毒的目標值分別為：汞1.5 mg/kg、鎘40 mg/kg、鉛200 mg/kg、銅300 mg/kg。將染毒后的底泥混合液導入生態(tài)缸中，加入15 L去離子水，充分攪拌接觸后，覆蓋一層塑料薄膜，靜置3周后，揭膜，靜置于通風處。生態(tài)缸尺寸為50 cm×30 cm×25 cm。底泥樣品采用《中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準》中的王水回流消解后采用原子吸收法進行測定重金屬指標。底泥樣品中的重金屬背景值及染毒濃度測定結果見表1。

表1 底泥重金屬含量背景值和目標染毒濃度

1.2 實驗方法

置備4組生態(tài)缸，并進行編號為A、B、C、D，每組設對照組。A組生態(tài)缸為染毒HgCl2試劑的底泥混合液，B組生態(tài)缸為染毒Pb（NO3）2試劑的底泥混合液，C組生態(tài)缸為染毒Cu（NO3）?3H2O試劑的底泥混合液，D組生態(tài)缸為染毒Cd（NO3）?4H2O試劑的底泥混合液。每組設3個生態(tài)缸，1為移栽了水生植物苦草，2為移栽了水生植物金魚藻，3為未移栽植物的空白對照組。

將4組生態(tài)缸置于光線充足的室內(nèi)窗臺實驗桌上。每隔7天從生態(tài)缸中取少量底泥樣品。底泥樣品按照對角線布點法設3個取樣點，每個取樣點取2個平行樣。

2 潛在生態(tài)危害指數(shù)評價法

潛在生態(tài)危害指數(shù)法是利用沉積學原理對重金屬污染所造成的生態(tài)危害系數(shù)進行評價的一套方法。底泥中多種重金屬元素的綜合潛在危害系數(shù)計算步驟如下：

（1）計算某一重金屬的污染系數(shù)。

（2）單一重金屬元素的潛在危害系數(shù)

根據(jù)底泥中多種重金屬的綜合危害系數(shù)，參照對應的潛在生態(tài)危害評價等級進行評價。潛在生態(tài)危害評價等級見表2，3所示。

表2 目標元素重金屬毒性系數(shù)

表3 潛在生態(tài)危害評價等級

3 結果與討論

3.1 實驗結果

在植物培養(yǎng)過程中，每7 d對4組生態(tài)缸底泥進行取樣，分析不同時期底泥中汞、鎘、鉛、銅的重金屬元素濃度。根據(jù)以上計算公式，代入實驗測的得重金屬濃度值計算，可以得到單一重金屬的綜合潛在生態(tài)危害指數(shù)，見圖1。

圖1 苦草和金魚藻底泥中綜合潛在生態(tài)危害指數(shù)

3.2 潛在生態(tài)危害指數(shù)評價結果與分析

從潛在生態(tài)危害評價等級結果可以看出，在整個實驗過程中，苦草、金魚藻兩種水生植物一直處于極強生態(tài)風險的環(huán)境下。從苦草和金魚藻底泥中綜合潛在生態(tài)危害指數(shù)對比圖（圖1）可以看出，實驗前期，苦草和金魚藻對不同重金屬的綜合吸收能力較為相近，隨著實驗的進行，苦草對于重金屬的綜合吸收能力開始逐漸顯示出優(yōu)勢，苦草中底泥的綜合危害系數(shù)指數(shù)下降趨勢在第3周之后開始變得平緩，并保持穩(wěn)定的降趨勢。而金魚藻中底泥的綜合危害系種情況的出現(xiàn)主要是由于在染毒過程中底泥中鎘元素的濃度較高，導致鎘元素在危害指數(shù)中有較大的占比，而苦草對于鎘元素的耐受性和吸收能力較強。

4 結論

通過采用潛在生態(tài)危害指數(shù)法對苦草、金魚藻生長底泥中重金屬污染物的濃度進行分析，可以得出：在本實驗提前設置好的重金屬濃度下，苦草對于重金與的綜合吸收能力要略優(yōu)于金魚藻。苦草和金魚藻在生長前期對于汞、鎘、鉛、銅重金屬吸收能力相近，在后期苦草對于鎘的吸收能力要強于金魚藻。