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城市湖泊具有提供水、养殖、调节气候、储水防洪的功能,也是现代文明城市靓丽的观光景点。随着现代工业的迅速发展、城市经济快速增长,城市湖泊污染也日趋严重。在众多的污染物中,Cd由于其在环境中的持久性、生物富集性以及潜在的生态威胁性而受到格外关注。作为特大城市的武汉市,湖泊星罗棋布,享有百湖之城的美称。湖泊环境质量及其发展趋势是武汉市可持续发展的影响因素之一,也是将其建设为现代化文明大都市的重要基础。因此,开展武汉城市湖泊的环境质量评价应当提上日程了。
本次研究选取了武汉地区有代表性的六个城市湖泊—墨水湖、东湖、汤逊湖、梁子湖、金银湖、鲁湖,进行湖泊水体及沉积物中重金属Cd的地球化学特征的研究,查清Cd污染的来源和现状,在此基础上对研究湖泊进行生态评价和生态环境预警,为今后治理、利用和保护该区湖泊提供科学依据。通过对武汉城区、郊区不同空间湖泊水—水底沉积物—生物(鱼)系统中Cd含量、赋存形态等的对比研究,可以得出如下几点认识:
1.对湖泊水的pH值、Eh的研究表明,空间上来说,而从城区湖泊向郊区湖泊水的pH值和Ec都表现出下降的趋势,城区湖泊偏碱性反映了生活用水中碱性物质偏多的特征,而Ec高就正常地反映了湖泊水Ec与居民密度的关系。垂向上看,由表层到底层,两者都呈略有降低的特点,表明向下酸度略有增加,垂深方向上离子浓度差异不大。
2.根据国家质量标准,除金银湖外,武汉其他湖泊水中Cd含量未构成污染危害,均在地表水Ⅲ类水质标准内。
3.对湖底沉积物中Cd含量的分布特征研究,发现武汉湖泊沉积物均受到了一定的镉污染。其中,墨水湖、金银湖、梁子湖的沉积物Cd含量已然超过生态效应临界值(TEL),镉污染现状不容乐观。
4.对沉积物中Cd的赋存形态的研究表明,武汉湖泊沉积物中Cd主要以弱结合态和中等强度结合态存在,强结合态比例较小,这说明底泥中镉的生物可利用性比例高,其生态危害的能力不容忽视。另外,城区湖泊中弱结合态Cd比例由表层向下迅速降低,郊区湖泊变化不大,说明城区环境污染性的镉离子是主要来源,而郊区湖泊一般是地球化学背景值的Cd向湖泊迁入,早期和晚期物源没有多大变化。
5.通过湖底泥芯柱的研究,从沉积历史上研究了Cd元素的历史变化特征。结果表明,Cd含量在沉积物剖面上由表层到深层,几乎都呈现逐渐降低的趋势。镉的这种垂直分布特征反映了人类活动对环境所造成的严重影响,我们可以说明这些湖泊具有近似的污染史,所以,人为因素是造成武汉城市湖泊镉污染的首要原因,这对湖泊的生态环境来说是个极其危险的信号,必须引起足够的重视。
6.对水生生物鱼类的研究表明,鱼体Cd含量均在安全食用标准内,且鱼类的生活范围越向下,对Cd富集作用可能也越强。
7.对湖底沉积物分别进行潜在生态风险评价和地积累指数法评价,得到完全一致的Cd污染程度序列为:墨水湖>梁子湖>金银湖>汤逊湖>东湖>鲁湖。其中,墨水湖的Cd污染比较严重,属中等Cd污染程度,应引起重视。
8.对武汉城市湖泊的生态预警是通过用比例递增计算法和时量增长曲线法分别对Cd达到警戒线时间进行预测。计算法得到的各湖泊达到Cd生态效应必然浓度(PEL)的时间分别是:鲁湖—77年,梁子湖—44年,汤逊湖—36年,东湖Ⅱ号柱(水果湖口)—51.5年,墨水湖—25.5年。时量增长曲线法得到的东湖Ⅱ号柱Cd的预警时间为63年,墨水湖19年,梁子湖48年。预警结果均比较一致。可见,Cd污染较重的墨水湖地区若按现在排污情况发展下去,二十年左右时间即可造成严重的环境问题。即使相对洁净的梁子湖,半个世纪后,Cd污染也会造成严重的生态问题。
综上所述,武汉湖泊Cd污染的产生同人类的生产、生活活动密切相关。虽然现在还没有产生明显的生态危害,但生态环境已经受到较严重的污染也是不争的事实。如果不采取有效措施遏制情况继续恶化下去,生态危害的发生也只是时间问题。因此,全市人民必须要共同关心环境、爱护环境,开展进行湖泊环境的综合治理,才能使武汉的城市湖泊清洁秀丽,发挥其生态功能。