辽河口湿地沉积物重金属污染评价与环境容量研究

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为了研究辽河口湿地沉积物重金属污染情况,本文采用定点多次采样的方法,通过分析采集沉积物样品中重金属铜(Cu)、锌(Zn)、铬(Cr)、镉(Cd)和砷(As)元素的含量的结果进行统计分析,以探究这5种重金属元素在沉积物中的空间变化规律;通过单因子指数法、内梅罗综合污染指数法、潜在生态风险指数法、重金属污染空间分析和重金属相关性及来源分析对沉积物重金属污染进行评价分析;通过环境容量综合指数法对研究区域环境容量进行评价;通过静态容量以及动态容量对研究区域近百年的环境容量进行预测。主要结论如下:(1)在湿地沉积物中,重金属Cu、Zn、Cr、Cd和As元素在缓冲区相对于实验区和核心区有较高的浓度值;重金属Cr元素变异水平和其他元素相比比较高,说明其数据离散程度较高;各个功能区重金属元素的平均含量之和排序依次为:缓冲区>实验区>核心区,这主要是因为人为活动造成了该地区沉积物重金属的污染。(2)在湿地沉积物中,重金属含量在纵向上没有明显的规律。横向上,在远河区As在5月主汛期前和9月主汛期后出现极值;元素在9月主汛期后出现极值;Cr和Cu元素在5月主汛期前、7月主汛期和9月主汛期后出现极值;Zn元素在9月主汛期后出现极值。在近河区,重金属As、Zn污染主要集中在核心区,Cr、Cd、Cu在实验区有较高的浓度值。(3)通过单项污染指数法和内梅罗综合污染指数法对湿地沉积物中重金属As、Cr、Cd、Cu和Zn进行评价,结果显示在不同时期的三个功能区中沉积物均为轻度污染。通过潜在生态风险指数法对湿地沉积物中重金属污染进行综合评价,结果表明:在辽河口湿地不同时期的三个功能区中均为低生态风险。(4)利用综合污染指数值来对沉积物污染情况进行空间分析,结果显示:缓冲区>实验区>核心区。在湿地沉积物中重金属Cr、As、Zn、Cd元素之间存在高度的相关性,Cu与Cr、As、Zn、Cd元素相关性较弱,这说明Cr、As、Zn、Cd这4种重金属可能具有相似的来源;Cu与Cd、Cr有相关性,这表明这3种金属具有一定的同源性。(5)通过环境容量综合污染指数法对湿地沉积物中Cu、Cr、As、Zn、Cd进行研究,结果显示不同时期的三个功能区中Cd、Cr、As元素处于高容量水平,Cu和Zn元素处于中容量水平,这就说明该研究区沉积物基本没受到重金属的污染。(6)通过静态容量和动态容量的方法对湿地沉积物重金属在未来一百年内的环境容量进行预测,结果表明:这5种重金属的静态年容量随控制年限的增长而趋于平稳;As和Cd元素动态年容量在各年限内几乎不变,而Cr、Cu、Zn元素在20a-60a内变化趋势比较大,之后的年限内重金属动态年容量相互平行。
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