东平湖水体和沉积物重金属分布及风险分析文献综述

 2023-02-17 09:02

水资源是人类赖以生存的重要资源之一,我国水资源目前面临着质与量的双重挑战,其中水质问题尤为突出。人类利用水资源的经济特性进行生产和生活时,常常会忽略其环境特性,致使水资源质量恶化[1]

湖泊作为陆地表层系统各要素相互作用的节点,是地球上重要的淡水资源库、洪水调蓄库和物种基因库,与人类生产与生活息息相关,在维系流域生态平衡、满足生产生活用水、减轻洪涝灾害和提供丰富水产品等方面发挥着不可替代的作用[2]

东平湖位于山东省东平县境内, 是山东省第二大淡水湖泊, 总面积627 km2, 主要水源来自湖东南部的大清河(大汶河下游河段),向北经小清河泄湖水入黄河[1][3]。东平湖也是南水北调东线工程最后一个大型蓄水库,一方面直接决定南水北调调水和清水廊道、生态廊道建设的成败,另一方面也是山东省胶东调水工程的渠首,是重要的饮用水源地。因此,东平湖水质的状况不仅仅是一个湖泊的水污染以及生态环境问题,更直接关系到调水工程的受水区的水质和水量安全问题[4]。然而,目前该地区湖泊正面临严重的有毒有害化学品污染问题,包括重金属、持久性有机污染物及营养盐等污染。这些有毒有害的化学品一方面造成该地区湖泊中化学需氧量和生物需氧量等综合指标的升高,恶化了水环境质量,另一方面极大破坏了生态安全,严重威胁着当地居民的身体健康。因此针对东平湖水体及沉积物中化学品的调查,进而评估其环境风险,可为该区域化学品管理及制定排放标准提供基础数据支撑;为揭示有毒有害化学品的复杂环境效应提供数据基础,对水质的健康保障极为重要。

重金属作为典型的累积性污染物,其显著的生物毒性和持久性,对生态环境构成潜在威胁。水体重金属污染主要是指水体中汞 (Hg )、 铬(Cr)、 铅 (Pb)、 镉 (Cd)、 锌 (Z n)、 铁 (Fe)、 镍(N i)、锗 (Ge)、 锰 (M n)、 钴 (Co)等金属离子的浓度超过了一定的浓度标准而引起的。自然水体中重金属原有的浓度一般是不会对其中的水生生物构成威胁, 水体重金属污染主要是人类活动所造成[5], 随着人们不断向水体当中排放大量的重金属,除非采取必要的处理措施,否则导致水体重金属污染便不可避免。排放重金属数量较多的工业领域主要包括以下几种:采矿业、冶金业、化工业、选矿业、造纸业、制革业、电镀业等,这些工业通常会排放出大量的Cd,Cr,Hg,Ni,Pb等。重金属超标的水体具有很大的毒性,不仅仅会毒害水体当中的水生生物,还会直接或者间接地威胁或者毒害人类的身体健康[6]。对湖泊环境而言,底泥不仅是重金属迁移转化的主要归宿,同时在外界条件适宜时,底泥中的重金属会重新释放进入水体,并造成二次污染.因此,如果能有效控制或去除沉积物中潜在的重金属内源污染,将对湖泊整体环境治理与水体质量改善具有重大意义[7]。重金属污染风险评价的主要方法有地累积指数法[8]、富集系数法[8][9]、生物效应浓度法、潜在生态风险指数法[9][10]等。本研究将在分析不同湖泊区域重金属空间分布规律的基础上,运用潜在生态风险指数法[10]评价沉积物与水体中重金属的污染现状和潜在生态风险程度,旨在为东平湖重金属的污染防治及水源地的水质安全提供科学依据.

二、拟研究或解决的问题

本研究针对东平湖全湖,通过布点采样及实验室分析,进行水样、沉积物的重金属赋存量调查,掌握水体及沉积物重金属的空间分布特征,探明污染程度高的重金属种类。通过相关性分析,探明水体和沉积物中重金属含量的相互关系。结合流域基础资料及历史数据,分析东平湖重金属污染趋势和健康风险。本课题可为东平湖水污染防治及安全供水提供数据支持。

三、研究方法

1、研究点位布设方法

根据湖泊进出湖水系分布、湖岸形态及水体实际利用类型,于东平湖设置水样采集点位20个,沉积物采样点位10个,如图所示。

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