论文部分内容阅读
闽江是福建省最大的独流入海河流,福州市作为福建省省会城市,工农业发展迅速,城市扩张明显加快,大量城市废水、农业污水等污染物被不断排入福州段,由此可能对湿地沉积物中的重金属含量分布及其潜在生态风险产生较大影响。然而,这种影响有多大?尚不明确。为此,论文以Google Earth（GE）影像为基础数据源,基于GIS技术解译获得的2019年闽江福州段不同湿地空间分布现状,结合野外采样和室内分析,研究了闽江福州段不同河段（淡水河段、城市河段和河口区）和不同类型湿地（河漫滩、草本沼泽、水产养殖场、潮间盐水沼泽、沙石海滩、淤泥质海滩）沉积物中重金属（Pb、Cr、Cu、Zn、Ni、Cd）含量的空间分布特征及主控因子,明晰了湿地沉积物对重金属的吸附-解吸过程,基于沉积物质量基准法、地累积指数法对不同河段和不同湿地污染状况进行了评价,基于潜在生态风险指数法和毒性单位对其生态风险进行了评估。主要研究结果如下:（1）闽江福州段湿地沉积物中的平均含量表现为Zn(101.35 mg·kg-1)>Pb(74.8mg·kg-1)>Cr(49.65 mg·kg-1)>Cu(19.94 mg·kg-1)>Ni(17.05 mg·kg-1)>Cd(0.37 mg·kg-1)。Cr、Cu、Ni含量从水口电站至河口区均逐渐增加,而Pb、Zn、Cd含量与之相反。导致湿地沉积物中重金属含量空间分布差异的原因主要与沉积物理化因子（粒度、p H、养分含量和磁学参数）的空间异质性有关。湿地沉积物中Pb、Cr、Cu、Zn、Ni的来源主要与人类活动（污水排放、制造企业）以及成土母质等地质背景有关,而Cd的来源主要与采砂/采石活动以及建筑/生活垃圾堆放有关。（2）河漫滩、草本沼泽和水产养殖场沉积物中重金属的平均含量均表现为:Zn>Pb>Cr>Cu>Ni>Cd;潮间盐水沼泽沉积物中重金属的平均含量表现为:Zn>Cr>Pb>Ni>Cu>Cd;沙石海滩沉积物中重金属的平均含量表现为:Pb>Zn>Cr>Ni>Cu>Cd,而淤泥质海滩沉积物中重金属的平均含量表现为:Zn>Cr>Pb>Cu>Ni>Cd。（3）源解析表明河漫滩沉积物中6种重金属可能具有同源性,代表了一个垃圾堆放、生活/工业污水排放及采砂活动的综合污染源。草本沼泽沉积物主要有工业及采砂活动的复合污染源和农业源。水产养殖场沉积物中主要与水产养殖使用的饲料和农药以及捕鱼船使用导致的机械损耗和尾气排放有关。潮间盐水沼泽沉积物中重金属来源受河流影响较大,可能与闽江福州段人类活动（污水排放、制造企业）有关,Pb、Cd可能与福州段采砂/采石活动及建筑/生活垃圾堆放有关。沙石海滩和淤泥质海滩沉积物中的重金属均有一个来源,前者代表了一个以自然源为主体的自然与人为复合源,后者可能与闽江福州段人类活动（污水排放、制造企业、采砂/采石）以及近海捕鱼船使用有关。（4）从水口电站至河口区（A-F）,沉积物对Ni2+、Zn2+和Cd2+的吸附量均呈逐渐增加趋势,解吸量则与之相反。随着p H的增加,A、B、C、D样点对Ni2+、Cu2+、Zn2+和Cd2+的吸附量整体均呈增加趋势,而解吸量对p H值变化的响应与之相反。不同样点对Ni2+、Cu2+、Zn2+和Cd2+的吸附量整体以E、F样点最高,C、D样点次之,A、B样点最低,而解吸量与之相反。（5）闽江福州段湿地沉积物中的6种重金属均存在不同程度的污染,但以Pb、Cd的污染较为严重。除Pb和Cd外,城市河段沉积物中的Zn污染较为突出,而河口区沉积物中的Cr、Ni污染较为突出。就闽江福州段而言,湿地沉积物中Cd的生态风险最为突出;而就不同河段而言,淡水河段沉积物中重金属的潜在生态风险最高,城市河段次之,故需给予高度重视。（6）闽江福州段水产养殖场和潮间盐水沼泽沉积物中Pb、Ni的污染水平较高,河漫滩和草本沼泽沉积物中Cd的污染水平最高,而不同湿地沉积物中Pb、Cd的污染较为突出。整体而言,不同湿地沉积物中Cd的生态风险均最明显;草本沼泽和河漫滩沉积物中重金属的生态危害均较为突出（草本沼泽H1样点的重金属存在毒性风险）,而其余湿地沉积物中的重金属均不存在毒性风险。综上,当前闽江福州段淡水河段和城市河段湿地沉积物（特别是淡水河段）中的重金属（Pb、Cd）污染水平及生态风险较高,且以两个河段分布最广的河漫滩和草本沼泽的生态风险最为突出。在未来闽江河口硫酸型酸沉降发生频次增加的情况下,淡水河段沉积物可能使得重金属离子将更易游离于沉积物的孔隙水中,从而增加该河段沉积物中重金属的污染风险及生态风险,故下一步在加强闽江福州段湿地管控时应给予特别重视。