合肥市董铺水库沉积物重金属元素环境污染与潜在生态风险研究

张时珍

(安徽水利水电职业技术学院 资源与环境工程系，合肥 231603)

合肥市董铺水库沉积物重金属元素环境污染与潜在生态风险研究

张时珍

(安徽水利水电职业技术学院 资源与环境工程系，合肥 231603)

通过电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对取自合肥董铺水库8个沉积物样品中Cu、Pb、Zn、Ni、Cr、Cd、As 7种重金属元素含量的测试，使用地质累积指数法与潜在生态风险评价模型对其环境污染与生态风险现状进行了研究，为合肥市的水源地保护提供了科学依据。

董铺水库；沉积物；重金属；地质累积指数；潜在生态风险

合肥市是全国重点缺水城市之一，而董铺水库则是目前主要的饮用水源地[1]，随着近年来合肥市城市建设以及工农业的快速发展，水源地保护形势日趋严峻。水体沉积物作为环境物质输送的宿体，汇集了流域侵蚀、大气沉降及人为释放等多种来源的环境物质，对其环境污染与潜在生态风险研究一直是备受关注的焦点[2]。因此，本文在对合肥市董铺水库沉积物中重金属元素含量分析测试的基础上，使用地质累积指数与潜在生态风险评价模型对其环境污染程度与潜在生态风险进行了研究分析，为合肥市的水源地保护与管理提供科学依据。

1 样品采集与试验

本次研究样品采自合肥市董铺水库，该水库位于合肥市西北部，南淝河上游，库区径流面积207.5 km2，设计总库容2.49×108m3，是合肥市主要供水水源地，目前其水质基本处于《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅱ类水标准。采样时间为2016年10月，共布设8个采样点，均匀分布于整个库区水域。采用抓斗式采样器采集表层0～15cm沉积物1～2kg，用聚乙烯自封袋密封后带回实验室进行分析。取沉积物100g于烘箱中烘干，剔除杂物后使用破碎，研磨至160目，用四分法选取10g用作测试。微波消解样品后，采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测试Cu、Pb、Zn、Ni、Cr、Cd、As 7种重金属元素含量，测试结果见表1。

表1 重金属元素含量 mg/kg

2 评价模型与参数

2.1地质累积指数

地质累积指数法是目前应用较多的评价沉积物中污染物环境危害程度的方法[4]，其计算模型如公式(1)所示。其中：Cn为重金属元素n含量，Bn为该重金属元素的地球化学背景值，本研究采用安徽省土壤背景值。[5]k为考虑地质背景差异而取的系数，一般取值为1.5，地质累积指数分级情况如表2,评价结果如表3所示。

(1)

表2 地质累积指数与污染程度分级

表3 地质累积指数评价结果

2.2潜在生态风险

(2)

(3)

表4 潜在生态风险评价结果

3 结果与讨论

合肥董铺水库沉积物重金属元素含量如表1所示，其中Cu与Cd的均值含量超过了安徽省江淮流域水系沉积物的背景值，表现出了富集的趋势，Pb、Zn、Ni、Cr与As的含量均低于安徽的背景值。因此，其重金属元素含量整体处于一个较低水平，低于同区域的巢湖、南淝河[7]等，主要原因是因为作为城市供水水源地，其执行的水源地保护环境标准要严格于其他天然地表水体，其水环境质量常年保持在一类到二类水之间，入库污染来源控制严格。同时，董铺水库水力学条件较特殊，上游有淠史杭灌区的输水入库，下游通过泄洪道定期向合肥市城市水系进行生态补水，对沉积物扰动较大，实地采样时也发现，沉积物厚度较薄。

[1] 沈磊，周国艳．论城市水源地保护与合理开发—以合肥为例[J]．安徽工程大学学报，2011，26(2)：33-36.

[2] 赵丽，王雯雯，姜霞，等．丹江口水库沉积物重金属背景值的确定及潜在生态风险评估 环[J]．环境科学，2016，37(6)：2114-2120.

[3] 陈富荣．巢湖沉积物镉等重金属地球化学分布、赋存特征及危害性研究[J]．安徽地质， 2009，19(3)：201-208.

[4] 张时珍，张凤琴．合肥市污泥重金属污染及农用安全性评价[J]．阜阳师范学院学报(自然科学版)，2012，29(1)：73-78.

[5] 丁睿．丁集矿煤中伴生元素分布及其环境意义[D]．合肥：中国科学技术大学地球与空间学院，2008.

[6] 胡国成，徐振成，赵学敏，等．高州水库表层沉积物金属污染特征及生态风险评价[J]．环境科学研究，2011，24(8)：950-958.

[7] 李国莲．巢湖污染物赋存、来源及风险评价研究[D]．合肥：中国科学技术大学地球与空间学院，2012.

TheEnvironmentPollutionandPotentialEcologicalRiskofHeavyMetalElementinSedimentfromDong-PuReservoirofHefei

ZHANG Shi-zhen

(Department of Resources and Environment Engineering, Anhui Water Conservancy Technical College, Hefei 231603,China)

The contents of Cu, Pb, Zn, Ni, Cr, Cd and As from 8 sediment samples in Dong-Pu reservoir from Hefei have been determined by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS).The environment pollution and potential ecological risk have been studied by geo-accumulation index and potential ecological risk evaluation model, and the study result can be used for the protection of water source in Hefei.

Dong-Pu reservoir; sediment; heavy metal element; geo-accumulation index; potential ecological risk

2017-05-24

2017-09-09

安徽省高校自然科学基金重点项目(KJ2014A091)资助。

张时珍(1982— )，男，安徽水利水电职业技术学院资源与环境工程系讲师、工程师。

X-52

A

2096-2371(2017)05-0077-03

[责任编辑：张永军]