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摘 要: 在对淮河(淮南段)沉积物系统采样及对其中微量元素测试的基础上,分析了潜在有 害微量元素Hg、Cr、Cu、Cd、As、Zn、Pb、Ni的含量变化及分布规律,并基于单因子指数、 综合污染指数,对其环境影响进行了评价。结果表明:淮河(淮南段)沉积物中潜在有害微 量元素污染综合指数分布有一定的规律性:污染综合指数较大(P>1)的点主要分布在凤 台淮 河大桥至淮南淮河大桥之间,并且南岸高于北岸、南股高于北股,其微量元素的含量与当地 工农业生产以及交通运输业有密切的关系。
关键词:沉积物; 单因子指数; 综合污染指数; 有害微量元素
中图分类号:X833文献标识码:A文章编号:1672-1098(2010)01-0049-06
Distribution and Assessment of Trace Elements in
Sediment from Huainan District ofHuaihe River
MEI Jing-liang1,Yao Jie1,Kang Yu2,Liu Gui-jian2
(1. School of Chemical Engineering , Anhui University of Science and Technolog y, Huainan Anhui 232001, China; 2. CAS Key Laboratory of Crust-Mantle Material sand Environment, School of Earth and Space Sciences, University of Science and T echnology of China, Hefei Anhui 230026, China)
Abstract:The sediments samples in the Huaihe (Huainan) River were collected andthe contents of trace element in sediments were detected by ICP-OES and AFS,.T he abundance and distributes of the eight potentially harmful trace elements ( H g, Cr , Cu, Cd, As, Zn, Pb, Ni ) were analyzed. And based on the single factor i ndex and comprehensive pollution index, Environmental influence of the trace ele ments on Huaihe (Huainan) River was assessed. The results show that there is aregularity about the distribution of comprehensive pollution of trace elements i n Huaihe (Huainan) River.Highter Pollution index (P>1) distribute from Brid ge o fFengtai to Bridge of Huainan. The pollution index is higher in south shore th an north shore and in south branches than north branches. The main pollution sou rces may be from the emission of agriculture and industry.
Key words: sediment; single factor index; comprehensive pollution index; hazardo us trace elements
淮河是我国七大河流之一,淮河淮南段干流全长76 km,自西向东横穿淮南市, 为淮南市 重要的工农业用水源和居民生活水源地,也是淮南市重要的水上运输动脉。因此,淮河对淮 南市经济发展至关重要,与百姓的生活息息相关。淮河水质的变化对淮河两岸工农业及生态 环境有着重要的影响。本文通过对淮河(淮南段)的沉积物采样,研究其中潜在有害微量元 素的分布规律,评价环境意义,为淮河水综合利用提供参考论据。
1 样品与测试
1.1 样品采集与处理
淮河(淮南段)沿岸分散着数座煤矿、选煤厂、化工厂以及电厂,考虑到样品采集代 表性,本次共采沉积物样14个,采样点分布如图1所示,样品编号为HH加上采样点编号(图 中的数字编号),分别为HH-1~ HH-15。
图1 物样品分布及综 合污染指数P空间图样品使用木质自制采样器采集0~20 cm的表层沉积物,混合均匀装入密封样品带 回实验室。在实验室内自然风干,去除石块杂草,用玛瑙研钵将其研磨后过140目筛网。
1.2 样品测试
称取1.000 g左右样品,置于聚四氟乙烯杯中,加少量水润湿,加HNO310 mL,盖好表皿,置电热板上分解1 h(温度不宜过高,开始50 ℃,半小时后升至100℃),待溶液透明,液面平稳后(否则,应补加HNO3继续分解),取下稍冷, 加HClO4 5 mL, 逐渐升温至200 ℃冒浓厚白烟, 残液剩0.5 mL左右, 取下冷却。 再加HF酸5 mL, 去盖(用水冲盖), 在120 ℃挥发除硅, 蒸至近干, 冷却。 再加HClO4
1 mL, 继续加热至近干( 但 不要干冫固), 以除去HF。 用1%HNO3定容至50mL。 放置澄清后进行测试(见表1)。
2 结果与讨论
2.1 微量元素含量及分布规律
表1 淮河(淮南段)沉积物中潜在有害微量元素含量 mg/kg
采样点位置编号HgAsCdCuZnCrPbNiHH-60.3734.020.3312.7671.276.6811.256.39HH-20.3120.050.009.2056.669.6552.408.43HH-90.7464.480.7336.31215.7187.0932.4344.79HH-130.610.000.7455.210.0053.1137.5530.71HH-140.4339.641.5264.02140.9872.8751.1757.68HH-30.329.660.005.110.005.3215.187.17HH-70.6477.281.8646.31205.3069.8020.5537.04HH-80.4157.482.2227.15111.30126.7174.0649.43HH-110.2458.120.2235.53107.5534.6855.2223.81HH-150.460.000.5096.69138.70733.3838.19369.78HH-50.370.000.007.6434.4326.1817.3717.41HH-40.9019.860.3292.5759.3911.6112.6511.38HH-100.2110.570.118.225.2823.8860.1512.86HH-10.4347.450.3432.04141.2341.1112.1925.39平均值0.4631.330.6437.7791.9993.0035.0350.16最小值0.210.000.005.110.005.3211.256.39最大值0.9077.282.2296.69215.71733.3874.06369.78 由表1可知,各微量元素含量范围和平均值,同时可以清楚知道最大值点在 什么地方。如Hg:变化于0.21～0.90 mg/kg,平均值0.46 mg/kg, 平 圩渡南(HH-4)点值最大;As变化于0.00～77.28 mg/kg,平均值为31.33 mg/kg,最大值出现在HH-7(六台泵)点。从每个采样点出现最大值的次数来看HH-1 5出现了3次,HH-8出现了2次,HH-9、HH-7、HH-4分别出现了1次。从含量分布上来看重 金属含量在空间上成一定的规律:含量较高的点主要在凤台淮河大桥至淮南淮河大桥之间并 且南岸高于北岸、南股高于北股,其分布规律和淮南市的工农业区域分布相一致。
2.2 环境评价
本文主要采用单因子指数法和综合污染指数法对元素潜在危害程度和采样点综合污染程度进 行评价,也是常用的评价方法[1-2]。
(1) 单因子指数法 单因子指数法对沉积物中各元素危害程度进行计算,公式为
Pi=Cis/Cin
式中:Pi为沉积物中第i种元素的污染指数;Cis为沉积物中第i种元素的实 测值,mg/kg;Cin为第i种元素的标准值,mg/kg。
在计算时标准值采用土壤环境质量二级标准(pH:6.5～7.5); Hg为0.5 mg/kg ; As为30 mg/kg; Cd为0.6 mg/kg; Cu为100 mg/kg;Zn为250 mg/kg;Cr为200 mg/kg;Pb为300 mg/kg;N i为50 mg/kg。
Hakanson 用Pi值来表征沉积物中单个污染物的污染程度。当Pi<1 时,属于低污染;当1≤Pi<3 时,属于中等污染;当3≤Pi<6 时,属于较高 污染;当Pi≥6时,属于很高污染。表2 淮河淮南段沉积物中八种潜在有害微量元素污染指数
采样点位置编号HgAsCdCuZnCrPbNiHH-60.741.130.550.130.290.030.040.13HH-20.620.670.000.090.230.050.170.17HH-91.482.151.220.360.860.440.110.90HH-131.220.001.230.550.000.270.130.61HH-140.861.322.530.640.560.360.171.15HH-30.640.320.000.050.000.030.050.14HH-71.282.583.100.460.820.350.070.74HH-80.821.923.700.270.450.630.250.99HH-110.481.940.370.360.430.170.180.48HH-150.920.000.830.970.553.670.137.40HH-50.740.000.000.080.140.130.060.35HH-41.800.660.530.930.240.060.040.23HH-100.420.350.180.080.020.120.200.26HH-10.861.580.570.320.560.210.040.51平均值0.921.041.060.380.370.470.121.00最小值0.420.000.000.050.000.030.040.13最大值1.802.583.700.970.863.670.257.40
由表2知,淮河淮南段沉积物中八种潜在有害微量元素Pi均值由高到低依次Cd>As>Ni>Hg>Cr>Cu>Zn>Pb。从Pi均值来看各元素都处于清洁到略污染水平;从各采 样点来看HH-15点NiPi值异常高属于很高污染因此,该采样区域水体值得关注。
(2) 综合污染指数法 利用Nemerew公式对沉积物综合污染指数进行计算,公式如下
P=(P2av+P2max)/2
式中:Pav为沉积物中各种元素的污染指数平均值;Pmax为沉 积物中各种元素的污染指数最大值。
表3 沉积物综合污染指数分级标准
综合污染等级分级标准污染程度土壤污染水平1P≤0.7安全清洁20.73.0重污染污染严重
表3为沉积物综合污染指数分级标准,运用此标准对表4中P值进行分级评价并对采样区 域污染程度分布(见图2)。从表4可以看出HH-15综合指数为5.83较高,属于严重污染 ;HH-7、HH-8 污染比较明显;HH-9、HH-14、HH-11、HH-4、HH-1略超标;HH-6、HH-13、HH-5尚 清洁;HH-3、HH-2、HH-10清洁。 综上, 综合指数均值为1.54污染水平为略超标,污染 程度如图2:污染严重点占7%, 污染明显点占14%, 略超标点14%, 尚清洁点占21%, 清洁 点21%。
表4 淮河淮南段沉积物综合污染指数P
采样点位置编号PavPmaxPHH-60.381.130.85HH-20.250.670.50 HH-90.942.151.66HH-130.501.230.94HH-140.952.531.91HH-30.150.640.47HH-71.173.102.34HH-81.133.702.74HH-110.551.941.42HH-151.817.405.38HH-50.190.740.54HH-40.561.801.33HH-100.200.420.33HH-10.581.581.19平均值:1.54 图2 沉积物中潜在危害微量元素污染程度分布
淮河(淮南段)沉积物综合污染指数P空间分布如图1,从图1可知以下特点:
(1) HH-6、HH-2分别为0.85、0.50, 属于尚清洁和清洁,其位于凤台县城南,HH-6离 凤台县城较远而HH-2点紧靠魏台孜,HH-6污染指数高于HH-2可能是由于HH-6附近有农田 ,有少量农药和化肥的排入使得该点的值高于HH-2[3-4],而HH-2附近为杂草 区人类活动较少。
(2) HH-9为1.66,污染水平略超标,该点紧邻凤台淮河大桥,凤台淮河大桥是八公山 区连接凤台县的重要通道,车流量大,车辆尾气等污染对该点产生了影响[5],同 时该点附近有众多的船只,岸边砂场、船厂等企业对该点的污染也有一定贡献率。
(3) 经过HH-9以后河流分为两股并开始自西向东流,HH-13、HH-14分别位于北股和 南股两点经度相近,综合指数HH-14高于HH-13。HH-14靠山王镇,其点附近有工业区,而 HH-13点靠谷家岗,其附近为农田,污染可能来源于农业灌溉和生活污水。
(4) HH-7、HH-8、HH-11、HH-3四点相对集中其中前三点在南股,HH-7点位于李 嘴孜矿六台泵排污口上游,附近500 m处为李嘴孜矿矸石山,由于常年的东南风 和雨水淋溶矸石中的金属微量元素迁移到附近的河流沉积下来,使得该点为污染较为明显 [6-8]。HH-8综合指数到达2.74略高于HH-7,该点位于李嘴孜矿排污口下游, 现场 观察河水成黑色。HH-11综合指数为1.42,污染较HH-8小,两点相距900 m,HH-11处于白龙潭入口,白龙潭水在该点处汇入淮河,现场观察水质较清,底泥 成土黄色,但由于上游污染影响该点仍然略超标。HH-3位于 北股祁集附近杂草区,人为活动较少;HH-15综合指数为5.83为所采集的样品中值最高的, 对综合指数贡献最大的两种元素单因子指数分别为Cr(3.67)和Ni(7.40),由于该点位于淮 河 淮南段的中部,其上游10 km范围内有数座大型煤矿[9]、选煤厂和矿 自备电厂[10],且该点处于淮河弯道处水流流速较直道处小,上游水中的固体悬 浮 物容易在此处沉积,其次淮南市主要风向为东南风,其东南处为淮化集团,化工厂尾气排放 也成为该点污染指数异常高的原因。
(5) HH-4、HH-5为平圩渡南岸和北岸两点,此两处为渡口渡船和过往车辆尾气的排放 影响到这两处的环境。HH-4点位于淮化集团以北4 km处,该点综合指数高 于北岸推测为 淮化集团尾气排放以及废水排放造成[11],HH-10、HH-1综合指数分别属于清洁和 略超标,HH-10为废弃的渡口靠近农村居住区,无农业生产活动,故环境未收到影 响,HH- 1附近有渡口、采砂厂和电厂储灰场,交通、洗沙污水以及灰场沉降物对该处环境产生影响 [12]。
(6) 相关性分析 对元素的相关性的分析可以推测元素来源是否相同,如金属间有明显的相关性则可以推 测有相同来源,反之则多种来源。运用SPSS软件对这八种微量元素作相关性分 析(见表5)。
表5 八种微量元素相关性
元素HgAsCdCuZnCrPbNiHgAs0.184Cd0.2810.599* Cu0.637*-0.0380.265Zn0.3660.786**0.552*0.340Cr0.046-0.2280.1090.586*0.293Pb-0.3930.1170.377-0.0560.0020.147Ni0.046-0.2400.0920.609*0.2960.997*0.130 *在0.05水平存在显著相关性(双侧检验);**在0.01水平存在显 著相关性(双侧检验)
由表5可以得出Ni-Cr、Zn-As两组元素相关性系数较高为0.997、0.786,As-Cd、Cu -Hg、Zn-Cd、Cr-Cu、Ni-Cu相关性次之。根据相关性和相关性的传递性分析污染大体可 以分为三类:Ni-Cr-Cu-Hg、Zn-Cd-As和Pb,相关性分析表明:污染源是多方面的包括 工业污 水的排放,农业污水的排放,居民生活污水的排放,工业大气尘降,交通运输 尾气排放物尘降等。
3 结论
(1) 淮河淮南段沉积物中八种潜在有害微量元素单因子污染指数均值Pi由高到低依 次为Cd>As>Ni>Hg>Cr>Cu>Zn>Pb。从Pi均值来看各元素都处于清洁到略污染水平;从 各元素Pi最大值来看,Ni、Cr、Cd处于较高污染。表明这三个元素在空间分布上有 明显的累积效应。
(2) 从淮河淮南段凤台至田家庵段南北两股支流的数据来看南股明显高于北股,原因初 步推测为南股南岸有众多的煤矿区以及化工区;淮河淮南段沉积物中八种潜在有害微量元素 综合污染指数均值为1.54,污染水平为略污染,说明人类的生产活动已经对淮河水环境产生 影响。
(3) HH-15点综合污染指数较高为5.38,该处上游的水环境值得关注,建议对该点周边 区域污染源需进行进一步的探究。
(4) 金属元素间相关性不显著,污染来源多元化,对淮河污染治理需多头控制、综合治理。
参考文献:
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(责任编辑:李 丽)
关键词:沉积物; 单因子指数; 综合污染指数; 有害微量元素
中图分类号:X833文献标识码:A文章编号:1672-1098(2010)01-0049-06
Distribution and Assessment of Trace Elements in
Sediment from Huainan District ofHuaihe River
MEI Jing-liang1,Yao Jie1,Kang Yu2,Liu Gui-jian2
(1. School of Chemical Engineering , Anhui University of Science and Technolog y, Huainan Anhui 232001, China; 2. CAS Key Laboratory of Crust-Mantle Material sand Environment, School of Earth and Space Sciences, University of Science and T echnology of China, Hefei Anhui 230026, China)
Abstract:The sediments samples in the Huaihe (Huainan) River were collected andthe contents of trace element in sediments were detected by ICP-OES and AFS,.T he abundance and distributes of the eight potentially harmful trace elements ( H g, Cr , Cu, Cd, As, Zn, Pb, Ni ) were analyzed. And based on the single factor i ndex and comprehensive pollution index, Environmental influence of the trace ele ments on Huaihe (Huainan) River was assessed. The results show that there is aregularity about the distribution of comprehensive pollution of trace elements i n Huaihe (Huainan) River.Highter Pollution index (P>1) distribute from Brid ge o fFengtai to Bridge of Huainan. The pollution index is higher in south shore th an north shore and in south branches than north branches. The main pollution sou rces may be from the emission of agriculture and industry.
Key words: sediment; single factor index; comprehensive pollution index; hazardo us trace elements
淮河是我国七大河流之一,淮河淮南段干流全长76 km,自西向东横穿淮南市, 为淮南市 重要的工农业用水源和居民生活水源地,也是淮南市重要的水上运输动脉。因此,淮河对淮 南市经济发展至关重要,与百姓的生活息息相关。淮河水质的变化对淮河两岸工农业及生态 环境有着重要的影响。本文通过对淮河(淮南段)的沉积物采样,研究其中潜在有害微量元 素的分布规律,评价环境意义,为淮河水综合利用提供参考论据。
1 样品与测试
1.1 样品采集与处理
淮河(淮南段)沿岸分散着数座煤矿、选煤厂、化工厂以及电厂,考虑到样品采集代 表性,本次共采沉积物样14个,采样点分布如图1所示,样品编号为HH加上采样点编号(图 中的数字编号),分别为HH-1~ HH-15。
图1 物样品分布及综 合污染指数P空间图样品使用木质自制采样器采集0~20 cm的表层沉积物,混合均匀装入密封样品带 回实验室。在实验室内自然风干,去除石块杂草,用玛瑙研钵将其研磨后过140目筛网。
1.2 样品测试
称取1.000 g左右样品,置于聚四氟乙烯杯中,加少量水润湿,加HNO310 mL,盖好表皿,置电热板上分解1 h(温度不宜过高,开始50 ℃,半小时后升至100℃),待溶液透明,液面平稳后(否则,应补加HNO3继续分解),取下稍冷, 加HClO4 5 mL, 逐渐升温至200 ℃冒浓厚白烟, 残液剩0.5 mL左右, 取下冷却。 再加HF酸5 mL, 去盖(用水冲盖), 在120 ℃挥发除硅, 蒸至近干, 冷却。 再加HClO4
1 mL, 继续加热至近干( 但 不要干冫固), 以除去HF。 用1%HNO3定容至50mL。 放置澄清后进行测试(见表1)。
2 结果与讨论
2.1 微量元素含量及分布规律
表1 淮河(淮南段)沉积物中潜在有害微量元素含量 mg/kg
采样点位置编号HgAsCdCuZnCrPbNiHH-60.3734.020.3312.7671.276.6811.256.39HH-20.3120.050.009.2056.669.6552.408.43HH-90.7464.480.7336.31215.7187.0932.4344.79HH-130.610.000.7455.210.0053.1137.5530.71HH-140.4339.641.5264.02140.9872.8751.1757.68HH-30.329.660.005.110.005.3215.187.17HH-70.6477.281.8646.31205.3069.8020.5537.04HH-80.4157.482.2227.15111.30126.7174.0649.43HH-110.2458.120.2235.53107.5534.6855.2223.81HH-150.460.000.5096.69138.70733.3838.19369.78HH-50.370.000.007.6434.4326.1817.3717.41HH-40.9019.860.3292.5759.3911.6112.6511.38HH-100.2110.570.118.225.2823.8860.1512.86HH-10.4347.450.3432.04141.2341.1112.1925.39平均值0.4631.330.6437.7791.9993.0035.0350.16最小值0.210.000.005.110.005.3211.256.39最大值0.9077.282.2296.69215.71733.3874.06369.78 由表1可知,各微量元素含量范围和平均值,同时可以清楚知道最大值点在 什么地方。如Hg:变化于0.21～0.90 mg/kg,平均值0.46 mg/kg, 平 圩渡南(HH-4)点值最大;As变化于0.00～77.28 mg/kg,平均值为31.33 mg/kg,最大值出现在HH-7(六台泵)点。从每个采样点出现最大值的次数来看HH-1 5出现了3次,HH-8出现了2次,HH-9、HH-7、HH-4分别出现了1次。从含量分布上来看重 金属含量在空间上成一定的规律:含量较高的点主要在凤台淮河大桥至淮南淮河大桥之间并 且南岸高于北岸、南股高于北股,其分布规律和淮南市的工农业区域分布相一致。
2.2 环境评价
本文主要采用单因子指数法和综合污染指数法对元素潜在危害程度和采样点综合污染程度进 行评价,也是常用的评价方法[1-2]。
(1) 单因子指数法 单因子指数法对沉积物中各元素危害程度进行计算,公式为
Pi=Cis/Cin
式中:Pi为沉积物中第i种元素的污染指数;Cis为沉积物中第i种元素的实 测值,mg/kg;Cin为第i种元素的标准值,mg/kg。
在计算时标准值采用土壤环境质量二级标准(pH:6.5～7.5); Hg为0.5 mg/kg ; As为30 mg/kg; Cd为0.6 mg/kg; Cu为100 mg/kg;Zn为250 mg/kg;Cr为200 mg/kg;Pb为300 mg/kg;N i为50 mg/kg。
Hakanson 用Pi值来表征沉积物中单个污染物的污染程度。当Pi<1 时,属于低污染;当1≤Pi<3 时,属于中等污染;当3≤Pi<6 时,属于较高 污染;当Pi≥6时,属于很高污染。表2 淮河淮南段沉积物中八种潜在有害微量元素污染指数
采样点位置编号HgAsCdCuZnCrPbNiHH-60.741.130.550.130.290.030.040.13HH-20.620.670.000.090.230.050.170.17HH-91.482.151.220.360.860.440.110.90HH-131.220.001.230.550.000.270.130.61HH-140.861.322.530.640.560.360.171.15HH-30.640.320.000.050.000.030.050.14HH-71.282.583.100.460.820.350.070.74HH-80.821.923.700.270.450.630.250.99HH-110.481.940.370.360.430.170.180.48HH-150.920.000.830.970.553.670.137.40HH-50.740.000.000.080.140.130.060.35HH-41.800.660.530.930.240.060.040.23HH-100.420.350.180.080.020.120.200.26HH-10.861.580.570.320.560.210.040.51平均值0.921.041.060.380.370.470.121.00最小值0.420.000.000.050.000.030.040.13最大值1.802.583.700.970.863.670.257.40
由表2知,淮河淮南段沉积物中八种潜在有害微量元素Pi均值由高到低依次Cd>As>Ni>Hg>Cr>Cu>Zn>Pb。从Pi均值来看各元素都处于清洁到略污染水平;从各采 样点来看HH-15点NiPi值异常高属于很高污染因此,该采样区域水体值得关注。
(2) 综合污染指数法 利用Nemerew公式对沉积物综合污染指数进行计算,公式如下
P=(P2av+P2max)/2
式中:Pav为沉积物中各种元素的污染指数平均值;Pmax为沉 积物中各种元素的污染指数最大值。
表3 沉积物综合污染指数分级标准
综合污染等级分级标准污染程度土壤污染水平1P≤0.7安全清洁20.7
表3为沉积物综合污染指数分级标准,运用此标准对表4中P值进行分级评价并对采样区 域污染程度分布(见图2)。从表4可以看出HH-15综合指数为5.83较高,属于严重污染 ;HH-7、HH-8 污染比较明显;HH-9、HH-14、HH-11、HH-4、HH-1略超标;HH-6、HH-13、HH-5尚 清洁;HH-3、HH-2、HH-10清洁。 综上, 综合指数均值为1.54污染水平为略超标,污染 程度如图2:污染严重点占7%, 污染明显点占14%, 略超标点14%, 尚清洁点占21%, 清洁 点21%。
表4 淮河淮南段沉积物综合污染指数P
采样点位置编号PavPmaxPHH-60.381.130.85HH-20.250.670.50 HH-90.942.151.66HH-130.501.230.94HH-140.952.531.91HH-30.150.640.47HH-71.173.102.34HH-81.133.702.74HH-110.551.941.42HH-151.817.405.38HH-50.190.740.54HH-40.561.801.33HH-100.200.420.33HH-10.581.581.19平均值:1.54 图2 沉积物中潜在危害微量元素污染程度分布
淮河(淮南段)沉积物综合污染指数P空间分布如图1,从图1可知以下特点:
(1) HH-6、HH-2分别为0.85、0.50, 属于尚清洁和清洁,其位于凤台县城南,HH-6离 凤台县城较远而HH-2点紧靠魏台孜,HH-6污染指数高于HH-2可能是由于HH-6附近有农田 ,有少量农药和化肥的排入使得该点的值高于HH-2[3-4],而HH-2附近为杂草 区人类活动较少。
(2) HH-9为1.66,污染水平略超标,该点紧邻凤台淮河大桥,凤台淮河大桥是八公山 区连接凤台县的重要通道,车流量大,车辆尾气等污染对该点产生了影响[5],同 时该点附近有众多的船只,岸边砂场、船厂等企业对该点的污染也有一定贡献率。
(3) 经过HH-9以后河流分为两股并开始自西向东流,HH-13、HH-14分别位于北股和 南股两点经度相近,综合指数HH-14高于HH-13。HH-14靠山王镇,其点附近有工业区,而 HH-13点靠谷家岗,其附近为农田,污染可能来源于农业灌溉和生活污水。
(4) HH-7、HH-8、HH-11、HH-3四点相对集中其中前三点在南股,HH-7点位于李 嘴孜矿六台泵排污口上游,附近500 m处为李嘴孜矿矸石山,由于常年的东南风 和雨水淋溶矸石中的金属微量元素迁移到附近的河流沉积下来,使得该点为污染较为明显 [6-8]。HH-8综合指数到达2.74略高于HH-7,该点位于李嘴孜矿排污口下游, 现场 观察河水成黑色。HH-11综合指数为1.42,污染较HH-8小,两点相距900 m,HH-11处于白龙潭入口,白龙潭水在该点处汇入淮河,现场观察水质较清,底泥 成土黄色,但由于上游污染影响该点仍然略超标。HH-3位于 北股祁集附近杂草区,人为活动较少;HH-15综合指数为5.83为所采集的样品中值最高的, 对综合指数贡献最大的两种元素单因子指数分别为Cr(3.67)和Ni(7.40),由于该点位于淮 河 淮南段的中部,其上游10 km范围内有数座大型煤矿[9]、选煤厂和矿 自备电厂[10],且该点处于淮河弯道处水流流速较直道处小,上游水中的固体悬 浮 物容易在此处沉积,其次淮南市主要风向为东南风,其东南处为淮化集团,化工厂尾气排放 也成为该点污染指数异常高的原因。
(5) HH-4、HH-5为平圩渡南岸和北岸两点,此两处为渡口渡船和过往车辆尾气的排放 影响到这两处的环境。HH-4点位于淮化集团以北4 km处,该点综合指数高 于北岸推测为 淮化集团尾气排放以及废水排放造成[11],HH-10、HH-1综合指数分别属于清洁和 略超标,HH-10为废弃的渡口靠近农村居住区,无农业生产活动,故环境未收到影 响,HH- 1附近有渡口、采砂厂和电厂储灰场,交通、洗沙污水以及灰场沉降物对该处环境产生影响 [12]。
(6) 相关性分析 对元素的相关性的分析可以推测元素来源是否相同,如金属间有明显的相关性则可以推 测有相同来源,反之则多种来源。运用SPSS软件对这八种微量元素作相关性分 析(见表5)。
表5 八种微量元素相关性
元素HgAsCdCuZnCrPbNiHgAs0.184Cd0.2810.599* Cu0.637*-0.0380.265Zn0.3660.786**0.552*0.340Cr0.046-0.2280.1090.586*0.293Pb-0.3930.1170.377-0.0560.0020.147Ni0.046-0.2400.0920.609*0.2960.997*0.130 *在0.05水平存在显著相关性(双侧检验);**在0.01水平存在显 著相关性(双侧检验)
由表5可以得出Ni-Cr、Zn-As两组元素相关性系数较高为0.997、0.786,As-Cd、Cu -Hg、Zn-Cd、Cr-Cu、Ni-Cu相关性次之。根据相关性和相关性的传递性分析污染大体可 以分为三类:Ni-Cr-Cu-Hg、Zn-Cd-As和Pb,相关性分析表明:污染源是多方面的包括 工业污 水的排放,农业污水的排放,居民生活污水的排放,工业大气尘降,交通运输 尾气排放物尘降等。
3 结论
(1) 淮河淮南段沉积物中八种潜在有害微量元素单因子污染指数均值Pi由高到低依 次为Cd>As>Ni>Hg>Cr>Cu>Zn>Pb。从Pi均值来看各元素都处于清洁到略污染水平;从 各元素Pi最大值来看,Ni、Cr、Cd处于较高污染。表明这三个元素在空间分布上有 明显的累积效应。
(2) 从淮河淮南段凤台至田家庵段南北两股支流的数据来看南股明显高于北股,原因初 步推测为南股南岸有众多的煤矿区以及化工区;淮河淮南段沉积物中八种潜在有害微量元素 综合污染指数均值为1.54,污染水平为略污染,说明人类的生产活动已经对淮河水环境产生 影响。
(3) HH-15点综合污染指数较高为5.38,该处上游的水环境值得关注,建议对该点周边 区域污染源需进行进一步的探究。
(4) 金属元素间相关性不显著,污染来源多元化,对淮河污染治理需多头控制、综合治理。
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(责任编辑:李 丽)