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湖泊底泥沉积物是湖泊生态系统的重要组成部分,沉积物作为污染物的载体和蓄积库。生物分析与毒性研究表明,环境中特定元素的生物可给性或在生物体中的累积能力或对生物的毒性不仅与元素总量有关,还与该元素在环境中存在的物理形态及化学形态密切相关。所以,表征与测定元素在环境中存在的含量以及各种物理形态与化学形态的形态分析,成为了当前国际上环境分析化学的前沿之一。巢湖为我国五大淡水湖之一,位于安徽省中部,长江、淮河两河流之间。为了更好地追寻巢湖的近代沉积物的污染状况,探究人类活动对其影响,以对未来的环境防治工作提供理论依据。本文选取了巢湖湖区及主要出入湖河流沿岸共28个采样点,主要分析了表层沉积物的10种重金属总量分布及其中毒性较强的四种元素的形态,营养元素总量分布及磷的形态。
通过本文的分析和计算,主要得出如下结论:
(1)巢湖的重金属污染较轻,主要的重金属元素呈现西北部浓度高、东北部其次、南部最低的分布趋势;总磷和总有机碳负荷呈现西部湖区大于东部湖区的分布趋势,总氮没有明显的分布分布差异。总体来看,西部湖区的污染较东严重,这与巢湖周边工业发达程度以及城镇规模等有紧密关联。
(2)重金属浓度沿河流上游至下游呈逐渐增加的趋势,且河流重金属浓度高的,相应入湖口采样点的浓度也高,但营养元素规律不明显。这跟重金属主要来源于工业排污而营养元素主要来源于农业面源的特点有关。主要出入湖河流中,以南淝河的重金属污染最严重,超标的元素种类最多,尤其是Zn和Hg已经超过超过了海洋沉积物质量标准(GB18668-2002)二类标准,各采样点的生态危害系数也普遍高于其余河流。营养元素也是南淝河的负荷最高。
(3)巢湖湖区As、Hg和Pb稳定性较好,Cd在西北部湖区的生物可利用性较高。河流系统中,Cd的易利用态含量也相对较高,最高值也出现在南淝河。
(4)巢湖湖区沉积磷以无机磷为主,含量在93%~94%,其中以生物可利用性较差的BX-P和Ca-P为主,生物活性较低,磷负荷较为稳定。主要出入湖河流底泥磷中的Org-P形态含量较湖区高,除个别采样点的Fe-P和Org-P有特殊高值点外,总体上还是以BX-P和Ca-P为主。各磷形态之间的相关性较差,相互转化关系不明显。
(5)对照湖泊菜子湖的底泥重金属污染和营养元素含量都普遍高于巢湖,这主要是自然背景的差异所致。菜子湖重金属的形态组成与巢湖较为接近。重金属的潜在危害程度低于巢湖西部,但高于南部和东部的采样点。无机磷的组成与巢湖差别不大,但Org-P达到巢湖的两倍多,这与菜子湖底泥中有机质含量较高有关。
(6)将巢湖与同类型湖泊进行对比:太湖和巢湖的重金属污染都不严重,虽然巢湖Cd的总量浓度较太湖小,但易利用态含量较高,直接危害高于太湖。巢湖与太湖富营养化湖区磷组分都是以无机磷为主,但太湖以Fe-P为主要存在形式,巢湖以活性差的BX-P和Ca-P为主,巢湖的磷元素较为稳定。
综上可知,巢湖的重金属污染较轻,污染治理应主要针对营养元素的削减。由于巢湖流域底泥磷以无机磷为主,其中又以BX-P和Ca-P含量最高,Ca-P比重大说明巢湖外源输入较小或已得到治理,同时磷以较稳定的形态为主,疏浚时的翻动造成磷的解吸对水质的再污染不会很大,因此,在我国目前的技术和经济条件下,作者认为对巢湖底泥进行疏浚是富营养化可行且有效的治理途径之一