在中国,湖泊底泥重金属的污染程度是非常不均匀的,大体上靠近工矿企业和人类活动频繁区域的湖泊底泥重金属污染情况是比较严重的,没有受到重金属污染的大多是远离人类居住和那些经济活动区的湖泊底泥,水体环境保持的比较洁净。污染情况比较严重的是太湖、松花湖滇池、这3个湖的底泥,其中尤其是滇池更是严重【2】。南京的玄武湖虽属于污染较轻的湖泊,但又因为属于风景区,位于南京市内的繁华区,湖泊底泥中金属的污染也相对较严重【3】。云南的洱海、山东荣城湾的月湖以及黑龙江的镜泊湖都是远离繁华区域, 底泥中的重金属含量分布都比较符合自然规律,溶解氧的含量较高,水体的自净能力比较强,是极少数少受污染的湖泊【4】【5】【6】。在湖泊底泥重金属中,首先污染比较严重的是Hg、Cd、Ni 3种重金属元素,平均值均超过全国土壤质量标准II级,其次是Zn、Cu、Pb等重金属元素,污染程度最轻的是Cr、As,目前基本未构成污染,没有超出全国土壤质量标准I级【7】。在湖泊底泥中重金属出现频次的统计中,Cu、Pb出现的频次是最高的,湖泊底泥中基本上都会出现Cu、Pb的污染,其次是Cd>Cr>Zn>Hg>Ni>As,As出现的频次最少,尚未对湖泊底泥构成重金属污染。
1。2 湖泊重金属污染危害
湖泊是重要的具有多功能的水资源,具有防洪、航运、灌溉、养殖等多种功能,同事对调节气候、维持生态平衡也有着重要的生态功能【8】。而底泥作为湖泊生态环境的重要组成部分,在湖泊水体环境中有着极大的重要性。这主要是因为,一方面,底泥可以吸附水体中的污染物,降低水质污染程度,而一旦当环境条件发生变化,被底泥重新释放出来的污染物,就会影响上覆水体的水质;另一方面,底泥又是底栖生物的主要活动场所和食物来源,其中的污染物质可直接或间接地对水生生物产生致毒致害作用,并最终通过生物富集、食物链放大等过程进一步囤积在高等生物和人类体内,影响陆地生物和人类【9】。随着工业经济的不断发展,湖泊底泥的重金属污染已严重妨碍了湖泊功能在生态系统中的正常发挥。文献综述
据报道,目前我国受Cd、As、Cr、Pb等重金属元素污染的耕地面积近20。0xl03km2,约占总耕地面积的1/5。某省曾对47个县和郊区的。259x l03km2耕地(占全省耕地面积的五分之二)进行过调查。而调查结果表明,75%的县已受到不同程度的重金属污染的潜在威胁,而且污染趋势仍在加重【10】。
1。3 重金属在湖泊底泥中的形态及提取方法
重金属在底泥中主要的存在形式:重金属通过各种途径进入水体资源,绝大部分随物理、化学、生物及物理化学作用的进行,然后迅速转移到沉积物中。沉积物中的重金属存在状态及特征为:Pb主要趋向于同Fe/Mn水氧化合物、碳酸盐相结合,Zn易同Fe/Mn结合成水氧化合物、碳酸盐,Cu主要形成残渣和有机质相,Cu主要要以残渣相为主;Pb、Zn非残渣相为其主要成分,【11】。
重金属在底泥中主要有5种形态,分别为可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态和残渣,针对此我们采取TCLP,SBET及BCR提取法,将底泥中的各形态重金属提取并分析【12】。
2 湖泊底泥重金属及生物扰动
2。1 生物扰动
生物扰动(bioturbation)是指沉积物的原始胶结和构造被生活在其中的生物的活动所破坏的过程,即动物对其周围沉积颗粒所进行的搅动、混合和破坏,这其中包括可以鉴定和无法鉴定的各种潜穴、足迹和移迹【14】。