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王家崖供水水库重金属污染特征分析

路 程

(西安科技大学建筑与土木工程学院,陕西 西安 710054)

【摘 要】通过对宝鸡王家崖水库表层沉积物的采样,采用BCR四部连续提取法对沉积物中As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、V和Zn等重金属物质的含量水平和空间分布进行了探究,对Co 、Cr 、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn等的赋存形态进行了分析,探讨了其对环境的影响。

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关键词 王家崖水库;沉积物;重金属;赋存形态

作者简介:路程(1985—),男,西安科技大学建筑与土木工程学院,助教,研究方向为水文及水资源。

重金属物质在自然界中广泛存在,其在生物链中的富集作用呈不可逆性。Schutzle[1]研究得出由于人类活动排入环境中的重金属,浓度很低时也会产生很强的毒性,通过一系列的富集,最后有可能进入人体,危害人体健康。比如:汞、金、铅等重金属富集于人体时,可引起人体的自身免疫性疾病,破坏人体免疫系统,使免疫系统失去识别自身与“外侵”细胞的功能,结果导致人体产生疾病[2]。对于某一区域,如果重金属的含量远高于其环境背景值,会使其赋存环境受到严重危害,因此对于重金属污染的分析研究成为国内外关注的热点。

1 实验材料及方法

1.1 样品的收集

采集样品:①时间:2014年10月,②方式:使用抓斗式取泥器抓取水库表层沉积物,③处置:带回实验室保存于冰箱(4℃恒温)。

1.2 测定方式

待保存的沉积物样品冷冻干燥后,用玛瑙研体研磨,后过100目尼龙筛,将过筛样品保存备用。

重金属 Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr 的含量利用ICP-MS(型号ELANDRC-e)测定;Hg测定:称取0.2g样品经王水水浴(95℃)消解,加入氯化溴将各形态Hg氧化,由上清液中取出并测定Hg的含量,同时测量水系沉积物标准物质GBW-07305(GSD-5),以保证测定结果的准确性。

2 实验结果分析

2.1 重金属含量分析

如表1所示,9种重金属的含量平均值均高于土壤背景值;且其有不同程度累计强度:其中Co、Cu、Mn、V的累计强度较高,达1.70以上;Zn、As的累计强度相对低,在1.50以下。由上可知,9种重金属的含量已有不同程度的富集,应引起相关部门的重视。

2.2 重金属含量空间分布分析

对于重金属含量在其空间分布上加以测定,主要方法:将水库分为库边、库中,库边分为库边左、库边右;库中分为库中上游、库中下游。从而更全面的说明重金属分布情况。

由图1可知,重金属在水库的4个分区呈现大致的V字分布,即库中上游含量最低,库边和库中下游含量相近;库中含量分布情况是:库中下游>库中上游;库边含量分布情况是:As,Cr,Co,Cu,Mn,Ni和V的含量在库边西(左)大于库边东(右),Pb和Zn的含量在库边东(右)大于库边西(东)。

2.3 重金属空间区域赋存形态分析

王家崖水库库中和库边重金属赋存形态空间区域分布如图2所示。

由图2可知,库中沉积物乙酸提取态所占比例大小顺序为:Mn(42.89%)>Cr(30.30%)>Pb(17.03%)>Ni(10.88%)>Co(6.40%)>Zn(3.59%)>Cu(2.49%),由此可知,沉积物中重金属Mn极易释放到水环境,Cr亦有较高的不稳定性,容易扩散到水环境中;重金属以残渣态形式存在的高低顺序为:Cu(82.38%)>Zn(80.11%)>Ni(71.66%)>Co(60.05%)>Pb(49.65%)>Cr(47.62%)>Mn(36.21%),可见Cu和Zn在库中以非常稳定的形态存在,不易释放出来。

库边沉积物在乙酸提取态中所占比例大小顺序为:Mn(47.50%)> Pb(25.07%)> Cr(24.81%)>Co(14.95%)>Zn(12.26%)>Ni(8.19%)>Cu(4.13%)可见Mn在库边极具不稳定性,很容易释放出来,Pb、 Cr元素也不稳定,容易释放出来;重金属以残渣态形式存在的高低顺序为:Cu(75.90%)>Ni(70.72%)>Co(64.14%)>Zn(55.59%)>Cr(54.10%)>Mn(35.96%)>Pb(35.32%),可见Cu在库边也是以非常稳定的形态存在,Ni、Co 、Zn 、Cr也较稳定,不易释放出来。

3 结论

(1)9种重金属的含量平均值均高于土壤背景值;且已有不同程度累计:其中Co、Cu、Mn、V的累计强度较高,达1.70以上;Zn、As的累计强度相对低,在1.50以下。

(2)9种元素在水库的4个分区呈现大致相似的V字分布:库中上游含量最低;在库边的分布情况是:As,Cr,Co,Cu,Mn,Ni和V的含量在库边左大于库边右,Pb和Zn的含量在库边右大于库边左。

(3)整个水库中,Cu和Ni元素赋存形态较稳定;Zn元素在库中稳定,库边相对不稳定;Cr元素在库边相对稳定,库中较不稳定,更易扩散到水环境中;Mn元素在整个库区均不稳定,极易扩散到水环境,污染水库。

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参考文献

[1]蓝先洪.中国主要河口沉积物的重金属地球化学研究[J].海洋地质动态,2004,20(12):1-4.

[2]尚英男,倪师军,张成江,等.成都市河流表层沉积物重金属污染及潜在生态风险评价[J].生态环境,2005,14(6):827-829.

[3]王新伟,钟宁宁,李朝生,等.黄河包头段河流沉积物重金属污染的多样性与均匀性分析[J].中国石油大学学报(自然科学版),2007,31(4):14-17.

[4]郁亚娟,黄宏,王晓栋,等.淮河沉积物中重金属的测定和污染评价[J].环境科学研究,2003,16(6):26-28.

[责任编辑:邓丽丽]

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