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本文以新疆博斯腾湖表层沉积物为研究对象,通过对其重金属和持久性有机污染物含量水平的分析,探讨其在沉积物中的分布特征、形态特征和影响因素,并采用地质累积指数法、潜在生态污染指数法和美国海洋大气局的评价体系对其潜在生态风险进行评价,初步揭示了重金属和持久性有机污染物的污染来源以及潜在危害性,为今后防治博斯腾湖的污染提供科学依据。研究结果表明:
(1)博斯腾湖表层沉积物中重金属的平均含量依次为:Zn>Cu>Cr>Ni>Pb>As>Cd>Hg。与新疆土壤重金属背景值相比,Cd和Hg的平均含量分别高出1.3和7.5倍,其他重金属平均含量均未超过背景值。沉积物中重金属的分布具有明显的空间差异性,开都河河水和黄水沟工厂污水对重金属积累的贡献不大,农田排水可能是重金属的主要输入源,应当引起足够重视。
(2)沉积物中重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni、As的相关性较好,其可能来自于同一污染源或岩石风化。重金属各形态的含量和所占比例有较大差异,Cd的可交换态和碳酸盐结合态所占的比例较大,Cu主要以有机结合态形式存在,其他重金属主要以残渣态或铁锰氧化态形式存在。
(3)沉积物中生态风险危害程度最大的重金属是Hg,具有强的潜在风险;其次是Cd,具有中等的生态风险;其他重金属的潜在生态危害较轻微。重金属的综合生态危害指数高达356.12,表现为强的潜在生态风险。
(4)沉积物中多环芳烃和有机氯农药的含量范围分别为164.3~1420.2ng·g-1和2.15~16.80ng·g-1,平均含量为714.8ng·g-1和7.91ng·g-1。从总量分布的趋势来看,呈现出由西向东,由湖岸向湖心递减的分布特征,说明上游开都河、黄水沟和附近农田排水的输入是其主要的来源。
(5)沉积物中多环芳烃的组成显示各样品均以低环化合物为主,其中萘的含量最高,说明石油类污染是湖区多环芳烃的一个主要来源,这可能与附近油田开发过程的石油泄漏及船舶的排放有关。沉积物中有机氯农药以滴滴涕和氯丹为主,滴滴涕类农药的组成特征表明,其主要来源于农田土壤的历史残留;顺式氯丹和反式氯丹的相关性分析表明,当地可能仍在施用氯丹。
(6)与国内外其他地区水体的沉积物相比,博斯腾湖沉积物中多环芳烃处于中等的污染水平,滴滴涕的含量较低,而氯丹的平均含量比国内许多地区高。持久性有机污染物的生态风险评价结果表明,博斯腾湖存在一定的生态风险:各样品中萘的含量基本都超过风险评价低值,部分样品中氯丹的含量超过风险评价高值,可能对生物产生潜在的危害。