张旭

摘要[目的]评价凤县金矿周边河道沉积物中重金属的潜在生态危害。[方法]沿金矿周边地段采集河道表层沉积物，测定分析沉积物内重金属含量，采用Hakanson潜在生态危害指数法分析沉积物中重金属的危害程度。[结果]金矿周边河道地段大部分区域的重金属潜在生态危害属于轻度危害，产生危害的重金属为Pb、Hg、Cu、Cd、As。个别采样点出现中度污染，产生中度污染危害的重金属是Hg、Cd、Cu。综合潜在生态危害指数（RI）表明，河道沉积物内重金属污染程度总体上属于轻度生态危害，3段河道重金属污染危害程度由强至弱依次为三台山金矿、庞家河金矿、小裕河金矿。[结论]该研究可为矿区周边河道重金属治理提供科学依据。

关键词河道沉积物；重金属；潜在生态风险评价；凤县

中图分类号S181.3文献标识码A文章编号0517-6611（2017）14-0057-03

Abstract[Objective]To evaluate the potential ecological risk of heavy metals in river sediment around Feng County. [Method]Based on the data of heavy metals in the surface sediments from three rivers near gold mine， the potential ecological risk of heavy metals were analyzed and assessed by using the method of potential ecological risk indices presented by Hakanson. [Result]The results showed that the contamination of surface sediments from rivers near gold mine was slight， and the main factor caused ecological hazard was mercury， cadmium and copper following by lead and arsenic. The comprehensive index of potential ecological risk showed the contamination level of surface sediments was slight ecological risk，the harm degree of heavy metal pollution in Santaishan gold mine，Pangjiahe and Xiaoyuhe decreased successively.[Conclusion]The study can provide reference for the treatment of heavy metal pollution in the surrounding rivers of mining area.

Key wordsRiver sediments；Heavy metals；Assessment of potential ecological risk；Fengxian

沉積物是携带有机质、微生物、微量元素以及砂石等在水流搬迁过程中沉积在水底的物质，是研究土壤、水体污染的典型代表[1]。通常有毒有害重金属物质进入水体，大部分元素在有机质及pH变化的情况下，从水相转入固相，进而转入沉积物内[2]。沉积物中一些微量元素能够很好地反映自然环境中的污染情况。评价重金属的污染对于保护环境具有重要意义。

潜在生态危害评价法是一种定性、定量的评价方法，通过对重金属的危害赋予毒性系数，以特定的加权方式计算重金属的潜在生态危害。潜在生态危害评价法不仅能体现重金属毒害程度，更能在空间地理位置方面清晰准确地表达污染区域及程度大小[3-4]。笔者以凤县金矿周边河道沉积物为研究对象，采用Hakanson潜在生态危害指数法研究沉积物中重金屬的危害程度。

1样品采集与分析

1.1样品采集以嘉陵江上游二级支流小裕河为调查对象，沿线设定庞家河金矿、小裕河金矿、三台山金矿3个主要采样控制点，共设16个样品采集点。使用自制沉积物采样器（直径50 mm高密度聚乙烯管切割成斜面，固定在竹竿的一端，便于插入淤泥中采样）。采样点的设定，依据河流宽度和深度，采集河底表层0～5 cm沉积物，根据横切断面的宽度不同设定2～5个等量子样混合而成，重2～5 kg。采用网格布点法采集当地未被污染的河道沉积物，将从16个点采集的样品混合均匀，装袋密封，用于测定沉积物内重金属元素的天然背景值。采样区域的分布如图1所示。

1.2样品分析与测定采集的样品带回实验室，在自然条件下风干，将样品研磨、破碎、过1 mm筛，所得样品于干燥器中保存。试验消解样品采用比例为6∶3∶2的HNO3-H2SO4-HClO4混合酸微波消解法消解。消解后的溶液样品进行稀释定容，澄清后取上清液，采用ICP-MS电感耦合等离子质谱仪进行Pb、Cd、Cu等元素测定。

1.3重金属污染评价方法土壤重金属评价方法诸多，但能否准确评判沉积物中重金属污染程度，选择合适的评价方法很重要。目前，常用的评价法有内梅罗指数法、潜在生态危害指数法、环境风险评价法、单因子指数法、污染负荷指数法等[5]。以上方法主要针对土壤，从沉积学角度对土壤或沉积物中重金属污染进行评价[6]。对于潜在生态危害指数法不仅考虑到超标情况，更重要的是通过大量试验模拟对不同种类重金属赋予毒性系数，依此来衡量沉积物中重金属的危害程度[7]。潜在生态危险指数（RI）的计算公式如下：

沉积物中各重金属生物毒性因子以及沉积物中重金属含量的天然背景值见表1，潜在生态等级划分见表2。

2结果与分析

2.1沉积物中重金属分布规律分别对分布在小裕河周边的金矿内重金属平均含量进行计算，结果见表3。小裕河周边金矿的污染情况略有不同，各类重金属元素的污染类型和

2.2沉积物中重金属污染评价根据上述公式，凤县小裕河表层沉积物中重金属含量见表4。由表4可知，采样区沉积物中重金属Pb、Hg、Cu、Cd、As的Eir大部分采样点属于轻度污染。三台山、小裕河、庞家河金矿周边河道个别采样点出现Hg污染，三台山金矿周边河道Hg污染最严重，采样点1号采样点Hg的Eir达到强度污染，小裕河金矿7、11、12号采样点Hg达到中度污染，庞家河16号采样点的Hg为中度污染。重金属Pb均属于轻度污染，个别采样点未受污染。重金属Cu基本未出现超标现象，只有小裕河个别点采样点11号Cu的Eir值达到60.73，属于中度污染。Cd的Eir达到中度污染的点有8个，其中，三台山金矿4个点，小裕河金矿周边3个点，庞家河1个点。As均属于轻度污染，未发现中度污染。采样区河道金矿周边河道沉积物中各单项重金属Eir排序：①三台山金矿从小到大依次为Cu、Pb、As、Cd、Hg；②小裕河金矿从小到大依次为As≈Pb、Cu、Cd、Hg；③庞家河金矿从小到大依次为Pb、Cu、As、Hg、Cd。以单项重金属污染危害评价，金矿周边河道代表层沉积物中Hg、Cd污染最严重；Cu、Pb次之，As污染最轻。

三台山金矿周边河道沉积物内重金属RI为160.32，达到中度污染水平；小裕河金矿周边河道沉积物中重金属RI为104.72，总体危害水平达到轻度污染；庞家河金矿周边河道沉积物中重金属RI达到112.49，为轻度污染水平。金矿附近的3段河道RI相差很小，从小到大次序为小裕河金矿、庞家河金矿、三台山金矿。凤县金矿周边区域河道沉积物中重金属污染，除个别重金属、个别点位出现污染外，总体上属于轻度污染。

3结论

该研究结果表明，金矿的生产活动对周边区域及河流产生了一定程度的污染，个别区域出现局部污染，大部分区域属于轻度污染。金矿的生产过程中附带有伴生矿，其中夹杂的重金属种类繁多，在洗选、冶炼过程中需要进一步加强污染防控[8] 。从选取的金矿周边区域内3段河道分析发现金矿分布密集的区域，土壤、沉积物中重金属Pb、Cu、As的变化并不一定明显，但沉积物、土壤重金属Hg、Cd含量普遍会随着金矿的开采出现偏高的现象。凤县金矿周边河道沉积物中重金属的综合潜在生态危害指数（RI）表明，河流重金属污染属于轻度生态危害，3段河道的沉积物中重金属危害程度也表明重金属污染通常属于局部性污染，一般不会出现广泛性污染，这也对今后的治理提供了有力的线索。

参考文献

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