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针对海河流域水生态环境质量日益严重的问题,本研究调查并分析了流域内沉积物重金属的污染特征,以及底栖动物的分布组成,旨在识别流域重金属污染风险的区域差异和水生态系统健康现状。
在海河流域内共采集58个底泥样品,测定了样品中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr五种重金属含量,采用地累积指数法和潜在生态危害指数法,研究了海河流域底泥重金属的空间分布特征并进行了河流沉积物重金属的生态风险评价。另外,在采集底泥的同时,对其中的36个采样点的底栖动物进行采样和鉴定,根据底栖动物的组成及Shannon-Winner多样性指数,评价了海河流域的水环境质量,并对重金属的生态风险评价结果进行了验证。主要取得如下结论:
(1)根据地累积指数计算的结果,海河流域污染较重的重金属为Cd和Zn,其次是Cu,Pb和Cr基本没有污染。污染较重的地区集中在工业发达的天津市,及矿产较为丰富的河北省迁西县和涞源县。另外,北京郊区的琉璃河,Cr、Cd和Zn污染也较为严重。
(2)根据潜在生态危害指数法的结果,流域内Cu、Pb、Zn、Cr的生态风险等级处于“轻微”等级；Cd在海河流域的风险程度较高。综合这五种重金属计算了海河流域的综合潜在生态风险指数,大部分样点都属于“轻微”等级,污染最为严重且最具代表性的是大清河流域,主要在矿产丰富的河北省涞源县和天津市。
(3)在36个底栖动物采样点中,共鉴定出40种底栖生物,隶属11目16科35属。流域内的优势种为羽摇蚊(chironomus plumus)、苏氏尾鳃蚓(Branchiura sowerbyi)和霍甫水丝蚓(Lmnodrilus hoffmeisteri)。各子流域都以摇蚊科和颤蚓科为优势种群,说明海河流域整体的水环境质量偏差。所有子流域底栖动物的Shannon-Winner多样性指数结果范围在0.62～2.13。多样性指数较高的子流域为北三河流域和滦河流域,表明这两个流域的水环境相对较好；较低的在子牙河、大清河和北四河流域说明这三个子流域的水环境相对较差。这个结果与海河流域重金属空间污染特征基本是一致的。
通过海河流域底泥重金属和底栖动物的研究,为了解海河流域水环境和水生态系统提供了基础的生态背景信息,也为更深入的水生态健康评价和水生态功能分区研究奠定了基础。