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[摘要]本文分析了珠江水系主要河道沉积物中七个重金属元素的含量特征,按照相关标准初步评价了其质量现状。
[关键词]珠江水系 沉积物 重金属元素 评价
[中图分类号] P5 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-7-273-2
0珠江水系概况
珠江流域位于东经102°14′~115°53′,北纬21°31′~26°49′之间,由西江、北江、东江和珠江三角洲诸河构成。广东省境内的珠江流域包括西江流域的一小部分、绝大部分的北江流域和东江流域及整个珠江三角洲,面积共计11.1万km2,占全省陆地面积的62%多。
珠江是我国各大河流中含沙量最小的河流,多年平均含沙量为0.126~0.334kg/m3,仅相当于黄河的l%。但由于径流充沛,年平均输沙量8872万吨。据统计分析,每年约有20%的泥沙淤积于珠江三角洲河网区,其余80%的泥沙分由八大口门输入南海。
珠江水系沉积物类型复杂,砂、粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂、砂-粉砂-粘土、粘土质粉砂都有分布,主要以粗颗粒为主,其中砂、砂质粉砂、粉砂质砂所占比例最大。
1单元素环境质量评价
Cd含量范围为43μg/kg~9293μg/kg之间,平均含量844.42μg/kg,是第四纪松散沉积物母质土壤Cd平均含量(181.37μg/kg)的4.66倍。从其分布来看(图1至图4),不同流域沉积物中Cd含量差异较大,其中以潭江沉积物Cd含量最高,平均含量达1308.0μg/kg,其次是北江和西江沉积物,平均含量分别达568.0μg/kg、567.0μg/kg,东江沉积物Cd含量最低,仅132.0μg/kg。按照《海洋沉积物质量标准》(GB18668-2002)进行分级评价结果,四大水系沉积物所有样点中,有34.27%的点位属于二类沉积物,15.88%的点位属三类沉积物,主要分布在珠江广州河道、西江三水至高明河段、潭江下游新会流域。
Cu含量范围为1.10mg/kg~351.90mg/kg,平均含量为42.89mg/kg。其分布与Cd相似(图1至图4),也以潭江沉积物含量最高,平均含量达50.4mg/kg,其次是北江和西江沉积物,平均含量分别为29.6mg/kg、26.9mg/kg,东江沉积物Cu含量最低,仅12.6mg/kg。分级评价结果,有30.84%的点位属二类沉积物,其分布与Cd分布相似,主要分布在珠江广州河道、北江三水至高明河段、潭江(至崖门口门段),尤其在珠江广州河道污染最重,有8.72%的点位为三类沉积物。
Zn含量范围为11.00mg/kg~1234mg/kg,平均含量为135.87mg/kg。四大水系沉积物Zn含量对比结果(图1至图4),潭江Zn含量最高,为157mg/kg,其次是北江和西江,平均含量分别为112 mg/kg和94 mg/kg,东江最低,仅为45.0mg/kg。分级评价结果,Zn的高含量点主要出现在珠江广州河道,该区域大部分点位为二类沉积物,占总点位的24.30%,有6.23%的点位属三类沉积物。
As含量范围1.58mg/kg~92.78 mg/kg,平均含量18.23 mg/kg。从四大水系沉积物As分布来看,潭江、北江和西江沉积物差异不大,平均含量分别为16.5mg/kg、16.1mg/kg和14.5mg/kg,而东江沉积物中As含量明显低于其它水系,仅为7.7mg/kg。分级评价结果,有28.97%的点位为二类沉积物,主要分布在珠江广州河道、北江三水至高明河段。
Cr含量范围2.00mg/kg~315.00mg/kg,平均含量55.19mg/kg。各水系沉积物Cr的含量特征与Zn相似,也以潭江最高,为90.5mg/kg,其次是西江和北江沉积物,分别为58.0mg/kg、45.0mg/kg,东江沉积物Cr含量远低于其它水系,仅13.0mg/kg。分级评价结果,二类沉积物、三类沉积物的点位所占比例分别为20.87%、3.116%,其分布特征与Cu、Zn分布一致,主要分布在珠江广州河道。
Pb含量范围11.00mg/kg~221.00mg/kg,平均含量44.61mg/kg。以潭江沉积物最高,达47.5mg/kg,其次是北江(42mg/kg),东江和西江较低,分别为31.0mg/kg、29.0mg/kg。分级评价结果,沉积物Pb属于二类、三类沉积物的点位所占比例分别为19.31%、2.18%,主要分布在珠江广州河道和西江三水至高明河道(图集Ⅱ 图115)。
Hg含量范围10μg/kg~670μg/kg,平均含量100μg/kg。潭江沉积物含量最高,达139.3μg/kg,其次是北江和西江沉积物,分别为75.0μg/kg、70.0μg/kg,东江沉积物含量最低,为25.0μg/kg。分级评价结果,Hg是7项评价指标中污染范围最小的元素,大部分点位属一类沉积物,占总点数的87.85%,属二类沉积物的点位所占比例为11.21%,主要在珠江广州河道穿越广州市区的西、北航道及其交汇处,仅在西、北航道交汇处有2个点位Hg含量属三类沉积物(图集Ⅱ 图114)。
根据《海洋沉积物质量标准》(GB18668-2002),对珠江水系主要河道表层沉积物Hg、Cd、Pb、Zn、Cu、Cr、As共7类重金属元素进行单元素环境质量评价。评价结果表明,四大水系沉积物中,东江沉积物环境质量较好,西江、北江和潭江沉积物环境质量相对较差,主要污染元素为Cd、Cu,其次为Zn、As、Cr、Pb,污染程度相对最轻的为Hg。各污染元素的高值点主要集中在工业较发达的城市附近,其中流溪河和珠江广州段最为严重。另外,河流径流量对元素的富集也是主要影响因素之一,在径流量较大的河网区元素含量较低,在流速较慢的河流或水道折弯处元素含量增高;四大水系下游含量较上游偏低,可能是河水冲刷稀释和潮汐上溯冲刷共同作用的结果。
2环境质量综合评价
珠江水系主要河道表层沉积物重金属环境质量综合评价结果(图5),沉积物环境质量一般。在所调查的321个站点中,有13.71%的样点为重污染,8.41%为中污染,25.86%为轻污染,无污染的样点所占比例为52.02%。不同流域的沉积物环境质量现状,以北江的沉积物环境质量最差,其次是西江和潭江,东江的沉积物环境质量最好。北江流域重度污染、中度污染和轻度污染的站点占该流域总站点数的比例分别为20.95%、3.81%和30.48%,其中重度污染的站点多集中在珠江广州河道穿越广州市区的西、北航道及其交汇处(图集Ⅱ 图117);西江流域重度污染、中度污染和轻度污染的站点占该流域总站点数的比例分别为14.04%、8.77%和24.56%,重度污染的站点多分布在西江三水至高明河段;潭江流域重度污染、中度污染和轻度污染的站点占该流域总站点数的比例分别为13.64%、45.45%和27.27%,重度污染的站点出现在银洲湖段,中污染的站点多分布在牛湾-新会港一带。主要污染元素为Cd、Cu,其次为Zn、As、Cr、Pb,污染程度相对最轻的元素为Hg。
[关键词]珠江水系 沉积物 重金属元素 评价
[中图分类号] P5 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-7-273-2
0珠江水系概况
珠江流域位于东经102°14′~115°53′,北纬21°31′~26°49′之间,由西江、北江、东江和珠江三角洲诸河构成。广东省境内的珠江流域包括西江流域的一小部分、绝大部分的北江流域和东江流域及整个珠江三角洲,面积共计11.1万km2,占全省陆地面积的62%多。
珠江是我国各大河流中含沙量最小的河流,多年平均含沙量为0.126~0.334kg/m3,仅相当于黄河的l%。但由于径流充沛,年平均输沙量8872万吨。据统计分析,每年约有20%的泥沙淤积于珠江三角洲河网区,其余80%的泥沙分由八大口门输入南海。
珠江水系沉积物类型复杂,砂、粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂、砂-粉砂-粘土、粘土质粉砂都有分布,主要以粗颗粒为主,其中砂、砂质粉砂、粉砂质砂所占比例最大。
1单元素环境质量评价
Cd含量范围为43μg/kg~9293μg/kg之间,平均含量844.42μg/kg,是第四纪松散沉积物母质土壤Cd平均含量(181.37μg/kg)的4.66倍。从其分布来看(图1至图4),不同流域沉积物中Cd含量差异较大,其中以潭江沉积物Cd含量最高,平均含量达1308.0μg/kg,其次是北江和西江沉积物,平均含量分别达568.0μg/kg、567.0μg/kg,东江沉积物Cd含量最低,仅132.0μg/kg。按照《海洋沉积物质量标准》(GB18668-2002)进行分级评价结果,四大水系沉积物所有样点中,有34.27%的点位属于二类沉积物,15.88%的点位属三类沉积物,主要分布在珠江广州河道、西江三水至高明河段、潭江下游新会流域。
Cu含量范围为1.10mg/kg~351.90mg/kg,平均含量为42.89mg/kg。其分布与Cd相似(图1至图4),也以潭江沉积物含量最高,平均含量达50.4mg/kg,其次是北江和西江沉积物,平均含量分别为29.6mg/kg、26.9mg/kg,东江沉积物Cu含量最低,仅12.6mg/kg。分级评价结果,有30.84%的点位属二类沉积物,其分布与Cd分布相似,主要分布在珠江广州河道、北江三水至高明河段、潭江(至崖门口门段),尤其在珠江广州河道污染最重,有8.72%的点位为三类沉积物。
Zn含量范围为11.00mg/kg~1234mg/kg,平均含量为135.87mg/kg。四大水系沉积物Zn含量对比结果(图1至图4),潭江Zn含量最高,为157mg/kg,其次是北江和西江,平均含量分别为112 mg/kg和94 mg/kg,东江最低,仅为45.0mg/kg。分级评价结果,Zn的高含量点主要出现在珠江广州河道,该区域大部分点位为二类沉积物,占总点位的24.30%,有6.23%的点位属三类沉积物。
As含量范围1.58mg/kg~92.78 mg/kg,平均含量18.23 mg/kg。从四大水系沉积物As分布来看,潭江、北江和西江沉积物差异不大,平均含量分别为16.5mg/kg、16.1mg/kg和14.5mg/kg,而东江沉积物中As含量明显低于其它水系,仅为7.7mg/kg。分级评价结果,有28.97%的点位为二类沉积物,主要分布在珠江广州河道、北江三水至高明河段。
Cr含量范围2.00mg/kg~315.00mg/kg,平均含量55.19mg/kg。各水系沉积物Cr的含量特征与Zn相似,也以潭江最高,为90.5mg/kg,其次是西江和北江沉积物,分别为58.0mg/kg、45.0mg/kg,东江沉积物Cr含量远低于其它水系,仅13.0mg/kg。分级评价结果,二类沉积物、三类沉积物的点位所占比例分别为20.87%、3.116%,其分布特征与Cu、Zn分布一致,主要分布在珠江广州河道。
Pb含量范围11.00mg/kg~221.00mg/kg,平均含量44.61mg/kg。以潭江沉积物最高,达47.5mg/kg,其次是北江(42mg/kg),东江和西江较低,分别为31.0mg/kg、29.0mg/kg。分级评价结果,沉积物Pb属于二类、三类沉积物的点位所占比例分别为19.31%、2.18%,主要分布在珠江广州河道和西江三水至高明河道(图集Ⅱ 图115)。
Hg含量范围10μg/kg~670μg/kg,平均含量100μg/kg。潭江沉积物含量最高,达139.3μg/kg,其次是北江和西江沉积物,分别为75.0μg/kg、70.0μg/kg,东江沉积物含量最低,为25.0μg/kg。分级评价结果,Hg是7项评价指标中污染范围最小的元素,大部分点位属一类沉积物,占总点数的87.85%,属二类沉积物的点位所占比例为11.21%,主要在珠江广州河道穿越广州市区的西、北航道及其交汇处,仅在西、北航道交汇处有2个点位Hg含量属三类沉积物(图集Ⅱ 图114)。
根据《海洋沉积物质量标准》(GB18668-2002),对珠江水系主要河道表层沉积物Hg、Cd、Pb、Zn、Cu、Cr、As共7类重金属元素进行单元素环境质量评价。评价结果表明,四大水系沉积物中,东江沉积物环境质量较好,西江、北江和潭江沉积物环境质量相对较差,主要污染元素为Cd、Cu,其次为Zn、As、Cr、Pb,污染程度相对最轻的为Hg。各污染元素的高值点主要集中在工业较发达的城市附近,其中流溪河和珠江广州段最为严重。另外,河流径流量对元素的富集也是主要影响因素之一,在径流量较大的河网区元素含量较低,在流速较慢的河流或水道折弯处元素含量增高;四大水系下游含量较上游偏低,可能是河水冲刷稀释和潮汐上溯冲刷共同作用的结果。
2环境质量综合评价
珠江水系主要河道表层沉积物重金属环境质量综合评价结果(图5),沉积物环境质量一般。在所调查的321个站点中,有13.71%的样点为重污染,8.41%为中污染,25.86%为轻污染,无污染的样点所占比例为52.02%。不同流域的沉积物环境质量现状,以北江的沉积物环境质量最差,其次是西江和潭江,东江的沉积物环境质量最好。北江流域重度污染、中度污染和轻度污染的站点占该流域总站点数的比例分别为20.95%、3.81%和30.48%,其中重度污染的站点多集中在珠江广州河道穿越广州市区的西、北航道及其交汇处(图集Ⅱ 图117);西江流域重度污染、中度污染和轻度污染的站点占该流域总站点数的比例分别为14.04%、8.77%和24.56%,重度污染的站点多分布在西江三水至高明河段;潭江流域重度污染、中度污染和轻度污染的站点占该流域总站点数的比例分别为13.64%、45.45%和27.27%,重度污染的站点出现在银洲湖段,中污染的站点多分布在牛湾-新会港一带。主要污染元素为Cd、Cu,其次为Zn、As、Cr、Pb,污染程度相对最轻的元素为Hg。