胡春华
1,2
法国足球甲级联赛，周文斌
1,2
，肖化云
1,2,3
，王毛兰
1,2
，郭春晶
1,2
(1.南昌大学鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室，江西南昌
330029;2.南昌大学环境与化学工程学院，江西南昌330031;3.中国科学院贵阳地球化学研究所，贵州贵阳550002)
摘要 [目的]了解鄱阳湖区水产养殖水域受重金属污染情况及其潜在风险程度。[方法]在分析鄱阳湖区水产养殖水域污染现状的基础上，利用单项污染指数法和Hakans on 生态风险指数法对鄱阳湖水产养殖水体和沉积物中的重金属污染进行综合评价分析。[结果]从采样点总污染的污染程度值来看，鄱阳湖区水产养殖的底泥污染属于低度污染；总的潜在风险R I 分析表明，除蚌类部分区域外，鱼类和蟹类养殖水域的潜在生态风险指数均<150，说明该水域的底泥重金属污染潜在风险为低度生态风险；各污染物对该水域构成的生态风险影响程度排序为:Cu >Cd >Pb >Zn；不同类型水产养殖水域总的潜在风险程度排序为：蚌类>鱼类>蟹类。[结论]鄱阳湖区水产养殖水中重金属含量较低，污染等级属于安全级。关键词 鄱阳湖区；水产养殖；重金属中图分类号 X 17 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2010)07-03697-04Study on Heavy M et a l Polluti on i n W a ters of Aquaculture i n Poyang Lake Reg ion
HU Chun 2hua et a l (Key Lab of Envir onment and B io 2res ource U tilization of Poyang Lake,M inistry of Education,Nanchang University,Nanchang,J iangxi 330029)
Abstract [Objective ]The study ai med t o understand the pollution statue of heavy metal in aquaculture waters in Poyang Lake and its risk degree.[Method ]Based on the analysis of the p resent situati on of aquaculture water pollution in Poyang Lake district,a comp rehensive evalu 2ation analysis was made on the polluti on of heavy metal in the water body and the deposit of Poyang Lake aquaculture by using single item pol 2lution exponent method and the ecology risk exponent method of Hakans on .[Result]Looking from the pollution degree in samp led sites,the sedi m ent pollution in the aquaculture of Poyang Lake region bel onged to the l ow 2pollution .The analysis on the t otal potential risk of R I showed that the potential risk exponents of fish and crabs aquaculture waters were higher than 150,excep t of part mussels area,indicating that the po 2tential risk of the heavy metal polluti on in the deposit of Poyang Lake waters was at low level of ecology risk .The i mpact degree of the various pollutants on the ecol ogical risk of this waters was in order of Cu >Cd >Pb >Zn .The total potential risk degree of the aquaculture waters with different types was in order of mussels >fish >crabs .[Conclusi on ]The heavy metal content in the aquaculture waters of Poyang Lake region was lower and its pollution belonged t o the security level Key words Poyang Lake region;Aquiculture;Heavy metal
基金项目 国家水体污染控制与治理科技重大专项(2008zx0752620082
03)；国际科技合作资助项目(2006DF B91920);“十一五”国
家科技支撑计划重点项目(2007BAB23CO2)；国家自然科学
基金(40672159)；江西省教育厅科学技术研究项目(赣教技字[2005]05号)；全国创新性实验资助项目(071040306)；南昌大学分析测试中心测试基金联合资助项目。
作者简介 胡春华(1976-)，男，湖南永州人，博士研究生，研究方向:
水环境化学。
收稿日期 2009212214
重金属是对生态环境造成极大危害的污染物，一般不能被生物降解，而往往是参与食物链循环并在生物体内积累，最终危害人体健康。在受纳水体中，重金属污染物不易降解，主要在沉积物中蓄积
[1]
。
有关重金属污染国内外的报道很多，对鄱阳湖重金属污染的研究也不少，但有关鄱阳湖区水产养殖水
体的重金属研究尚没有发现。鄱阳湖区水产资源丰富，水产养殖业发达，是江西乃至全国重要的水产养殖区域
[2]
，但是近年来经济的
不断发展尤其是工业的发展，各种工业废水和生活污水汇入鄱阳湖，湖水质量受到越来越大的威胁
[3]
。笔者将在单项污
染指数和Hakans on 生态风险指数法的基础上，根据测定养殖水体和沉积物的重金属指标，评价鄱阳湖区水产养殖水域水体及其沉积物中污染物的综合污染程度，定量剖析各种重金属的污染物潜在的生态风险状况。
1 研究对象与方法
1.1 鄱阳湖区水产养殖水域简介 军山湖(大闸蟹养殖区
域)：军山湖位于江西省进贤县北部，鄱阳湖南岸，面积2.13万h m 2
，与鄱阳湖一堤之隔。军山湖原是鄱阳湖的一个湖汊,1958年人工修建一条4k m 的抗洪大堤后与鄱阳湖主湖
体隔开，主要养殖河蟹。
都昌(蚌类养殖区域)：都昌县位于鄱阳湖北岸，有内湖水面1.07万h m 2
，主要发展珍珠贝养殖产业，都昌县周溪乡被誉为中国“淡水珍珠之乡”。
湖州旅游景点攻略余干(鱼类养殖区域)：余干县位于鄱阳湖南岸，渔业资源十分丰富，全县共有水域资源6.33万h m 2
，圩堤外鄱阳湖捕捞面积3.07万h m 2
，圩堤内陆可利用养殖水域面积2.33万h m 2
，是全国内陆渔业重点县和商品渔基地县之一。
1.2 样品的采集与测定 根据环鄱阳湖水产业情况选取具
有代表性的水域为研究对象，共设定9个点，具体的采样点布置见图1。采样前制定好采样方案，并准备好采样袋、保鲜袋、纸箱、标签、记录纸等采样用具，保证用具洁净、干燥无异味，不会对样本造成污染。用圆柱形玻璃采样器进行采集，取底泥0～5c m 深度的表层泥样，在水下取样时，应保持小心，避免搅动沉积物的顶层。置于聚乙烯保鲜袋中，编号。密封包扎好后带回实验室备用。详细记录底泥的采集情况、采样时间、编号等。因为鄱阳湖的主要重金属污染物为Pb 、
Cu 、Zn 、Cd，且这4种重金属在鄱阳湖的底泥中污染等级都在
中度污染以上
[3]
，所以笔者将Pb 、Cu 、Zn 、Cd 作为评价参数。
在实验室按流程图(图2)所示对底泥进行前处理，然后测定
Pb 、Cu 、Zn 、Cd，水样可以直接测定。用到的方法为《G B /T747521987水质铜、锌、铅、镉的测定原子吸收光谱法》，测定
的仪器为PE AAS800型原子吸收分光光度仪。
1.3 评价方法
1.3.1 水体重金属评价。分析出各不同类型水产养殖水体
中的Pb 、Cu 、Zn 、Cd 的含量，采用单项污染指数法
[4]
对污染
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri .Sci .2010,38(7):3697-3700责任编辑 李菲菲 责任校对 张士敏
注:A 代表珍珠贝养殖区域;B 代表鱼类养殖区域;C 代表蟹类养殖区域。
Note:A stands f or pearl oyster far m ing area;B stands f or fish
far m ing
area;C stands f or crab breeding area .
图1 鄱阳湖水产养殖样品采集分布
F i g 1 Poyang Lake aquaculture s ample ga ther i n g distr i buti on
图2 底泥样品前处理流程
F i g .2 The pretreat ment process of botto m mud
水平进行评价。具体计算公式如下:
A i =C i /C i
s (1)
P =
1
n
ρn
i =1
A i =1
n
ρn
i =1
C i C i
s
(2)
式中,A i 为第i 种重金属的相对污染指数;P 为重金属的综合污染指数;C i 为第i 种重金属的实测浓度值;C i
s
为第i 种重
金属的标准值。水质分级[5]
按以下数据来定:P <0.2，清洁;
0.2≤P <0.4，尚清洁;0.4≤P <0.7，轻污染;0.7≤P <1.0,
中等污染;1.0≤P <2.0，重污染;P ≥2.0，严重污染。
1.3.2 底泥重金属生态潜在危险评价。分析出各不同类型
水产养殖的底泥中的Pb 、Cu 、Zn 、Cd 的含量，采用潜在风险指数(R I )对底泥重金属生态潜在危险进行评价。具体计算公式如下:
R I =ρm
i =1E i r
=ρm
i
T i r
×c
i
c i
n
(3)
式中,R I 为沉积物中多种重金属潜在生态危害指数;c i
f =
c i
/c i
n 为单因子污染物污染参数:c i
为实测值(×10
-6
),c i
n 为
参比值，参比值采用工业化以前沉积物中重金属的最高背景值;T i
r 为第i 种重金属的毒性系数，反映其毒性水平和生物对其污染的敏感程度;E i
r 为第i 种重金属的潜在生态危害系数,
m 为重金属的种类数
[6-8]
。笔者采用鄱阳湖实际地球化学
背景值[9]
作为参照标准，各种重金属的参比值c i
n 和毒性系数T i
r 的值见表1。
表1 鄱阳湖重金属元素背景值和毒性系数
[10]
Table 1 Heavy met a l ele ment background value and toxi c coeff i ci en t
of Poyang Lake
元素
Ele ment 背景值∥mg/kg
Backgr ound value
毒性系数
T oxicity fact or
Cu 4.755Pb 12.505Zn 45.751Cd
0.75
30
2 结果与分析
2.1 鄱阳湖水产养殖水体重金属污染评价 将测定的数据(表2)代入(1)和(2)式中计算出单项污染指数A i 和综合污
染指数P (表3)。采用的标准为渔业水质标准(G B116072
89)，适用于鱼、虾类的产卵场、索饵场、越冬场、洄游通道和
表2 水样重金属数据
Table 2 The heavy met al dat a of water s ample
μg/L
重金属
The heavy mental 蚌类Mussels
A 1A 2A 3鱼类Fish
B 1B 2B 3蟹类Crab
C 1C 2C 3标准值
Standard value
Pb 1.46836.4002.8980.2540.6420.6570.9131.7331.190≤50
Cu 5.6512.1901.3641.6651.5291.8451.0780.9561.812≤10Zn 23.12019.89019.29021.00021.51020.3806.5128.92012.400≤100Cd
0.080
0.049
0.072
0.100
0.061
0.073
0.024
0.029
0.047
≤5
表3 水样污染指数评价
Table 3 The polluti on i n dex appra is al of water s ample
相对污染指数
Relative polluti on index
蚌类Mussels
A 1A 2A 3鱼类Fish
B 1B 2B 3蟹类Crab
C 1C 2C 3A i (Pb )
0.0290.7280.0580.0050.0130.0130.0180.0350.024A i (Cu )0.5650.2190.1360.1670.1530.1850.1080.0960.181A i (Zn )0.2310.1990.1930.2100.2150.2040.0650.0890.124A i (Cd )0.0160.0100.0140.0200.0120.0150.0050.
0060.009P
0.210
0.289
0.100
0.101
0.098
0.104
0.049
0.057
0.085
等级Level 尚清洁尚清洁清洁清洁清洁清洁清洁清洁清洁
水产增养殖区等海、淡水的渔业水域。
调查期间，鄱阳湖区水产养殖水中重金属含量较低，低于国家渔业水质标准(表2)。鄱阳湖区水产养殖水单项污
染指数均<0.800(表3)，污染等级属于安全级。表明调查期间鄱阳湖区水产养殖水中重金属的含量较低，没有受到重金属污染，各水产养殖的水体重金属综合污染指数大部分<
8963 安徽农业科学 2010年
01200，只有2个点≥0.200。所以可以判定蚌类属于清洁～尚清洁级，鱼类和蟹类属于清洁级。
2.2 沉积物重金属潜在生态危害评价
2.2.1 参数的计算。将表4数据代入(3)式中可得各采样点的潜在风险参数和风险指数以及各单因子污染参数(表5)；多因子污染物程度c d、单因子污染物污染参数c i f、潜在风险参数E i
r
和潜在生态风险指数R I相对应的污染程度以及总潜在生态风险程度见表6。
表4 底泥重金属数据
Table4 The heavy met a l da t a of botto m mud mg/kg
合肥好玩的景点推荐重金属
The heavy mental
蚌类Mussels
A1A2A3
鱼类Fish
B1B2B3
蟹类Crab
C1C2C3
Pb60.5645.2266.2258.3348.6745.3322.3321.3323.33 Cu66.3363.6766.0058.1745.8346.5014.3312.
3312.67 Zn192.30125.00223.00457.50320.50105.5083.7069.3073.33 Cd1.1100.7801.4401.1701.1700.8300.6700.6700.33
表5 各采样点的潜在风险指数及单因子污染参数
Table5 The potenti a l r isk i n dex and si n gle factor polluti on parameter of vari ous s ampli n g poi n ts
采样点
Sa mpling point
Pb
E i r c i f
Cu
E i r c i f
Zn
E i r c i f
Cd
E i r c i f
大连纯玩一日游
R I c d
蚌类Mussels A124.220.11769.821.1904.200.50544.400.107142.651.919 A218.092.91267.020.4612.730.43531.070.065118.911.079
A326.490.23269.470.2874.870.42257.730.096158.570.922鱼类Fish A123.330.02061.230.35110.000.45946.670.133141.231.060 A219.470.05148.250.3227.010.47046.670.081121.380.991
A318.130.05348.950.3882.310.44533.330.097102.721.049蟹类Crab A18.930.07315.090.2271.830.14226.670.03252.520.519 A28.530.13912.980.2011.520.19526.670.03949.700.552
A39.330.09513.330.3811.600.27113.330.06337.600.833
表6 c
d 、c i
f
、E i
r
和R I值相对应的污染程度以及潜在生态风险程度[11]
Table6 The polluti on degree and l atent ecology risk degree correspond the value of c d、c i f、E r i and R I 污染参数C
f
i
范围
Polluti on para me2
ters
C
i f scope
单因子污染
程度
Single2fact or
polluti on levels
多因子污染(c
d
范围)
Multi2fact or
polluti on(c
d
scope)
海陵岛大角湾景区
总体污染程度
Overall
polluti on
levels
潜在生态风险参数E i
r
Potential ecol ogical wind
risk para meters potential E i
r
ecol ogicalW ind Risk
Para meters
单因子生态
风险程度
Single2fact or
ecol ogical risk
潜在生态风险
指数R I范围
The scope of potential
ecol ogical risk index R I
总潜在生态
风险程度
The t otal
potential
ecol ogical risk
C
f i<1低度c
d
<8低度E i
r
<40低 R I<150低度
1≤C f i<3中度8≤c d<16中度40≤E i r<80中 150≤R I<300中度3≤C f i<6重度16≤c d<32重度80≤E i r<160较重300≤R I<600重度
C
f i≥6严重c
d
≥32严重160≤E i r<320
E i
r
≥320
重
严重
R I≥600严重
2.2.2 潜在风险评价结果。从采样点总污染的污染程度c d 值来看(图3)，鄱阳湖区水产养殖水域的底泥污染程度都< 8，说明鄱阳湖区水产养殖的底泥污染属于低度污染。具体分析单因子c i
f
，鄱阳湖区水产养殖水域的底泥的Zn、Cd的污染程度属于低度污染,Pb污染在鱼类养殖水域和蟹类养殖水域的底泥中属于低度污染，在蚌类养殖水域中大部分水域的底泥中属于低度污染，有部分水域的底泥达到了中度污染接近重度污染。Cu污染在鄱阳湖区水产养殖水域的底泥中属于低度污染，其中蚌类部分养殖水域的底泥中Cu污染属于中度污染。
分析总的潜在风险R I，可以认为鄱阳湖水产养殖水域的底泥重金属潜在风险为低度生态风险。3种典型养殖类型，只有蚌类部分区域>150，达到中度污染，其余的养殖水域均<150，属于低度生态风险。具体分析各重金属污染的潜在生态危害，可以发现Pb、Zn单项重金属的潜在生态危害在鄱阳湖水产养殖水域的底泥中属于低度生态风险，蚌类大部分水域的底泥中Cd单项重金属的潜在生态危害属于低度生态风险，部分水域的底泥Cd的潜在生态危害属于中等生态风险；鱼类养殖水域的底泥属于中等生态危害；蟹类养殖水域的底泥属于轻微生态污染。蚌类和鱼类水产养殖水域的Cu 单项重金属的潜在生态危害属于中等生态风险，而蟹类水产养殖水域的底泥属于低度生态风险。
对鄱阳湖水产养殖区域各采样点总体污染程度分析得出，各污染物对鄱阳湖水产养殖水域构成的生态
风险的影响程度排列次序为:Cu>Cd>Pb>Zn，不同类型水产养殖水域总的潜在风险程度排列次序为：蚌类>鱼类>蟹类。
2.3 原因分析 由于鄱阳湖水产养殖区主要分布在乡村，离城镇工业发展区域较远，所以鄱阳湖水产养殖水域并无直接污染来源，它的来源主要是截留的地表径流以及和鄱阳湖的非水产养殖水域。由于在受纳水体中，重金属污染物不易降解，能迅速由水相转入固相(悬浮物和沉积物)最终进入沉积物中蓄积，所以鄱阳湖水产养殖水中的重金属含量很低，属于安全级。
鄱阳湖水产养殖水域的底泥重金属污染不如鄱阳湖的
9963
38卷7期 胡春华等 鄱阳湖区水产养殖水体重金属污染研究
图3 水产养殖水域的底泥污染程度和潜在生态风险程度评价
F i g.3 The appra is a l of aquaculture waters botto m mud polluti on degree and l a ten t ecology r isk degree
非养殖水域重，主要是由于鄱阳湖水产养殖水域并不是和鄱阳湖主湖体直接相连，蚌类养殖水域的水
通过定期的排注水和鄱阳湖的水发生交换，而蟹类和鱼类养殖水域的水停留周期长，每年与鄱阳湖发生交换次数只有几次，所以鄱阳湖的重金属污染对水产养殖水域影响并不大。
3 结论
(1)鄱阳湖区水产养殖水中重金属含量较低，污染等级属于安全级。
(2)从采样点总污染的污染程度c
d
值来看，鄱阳湖区水产养殖的底泥污染属于低度污染。通过分析总的潜在风险R I，可以认为鄱阳湖水产养殖水域的底泥重金属潜在风险为低度生态风险。
(3)各污染物对鄱阳湖水产养殖水域构成的生态风险的影响程度排列次序为:Cu>Cd>Pb>Zn。
(4)不同类型水产养殖水域总的潜在风险程度排列次序为：蚌类>鱼类>蟹类。
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0073 安徽农业科学 2010年
