（环境科学专业论文）淮河流域典型污染物多介质累积特征与生态风险评价.pdf

年东师范文学约卯届硕士学位论文 捕姜 映了，寡毛纲的底栖动物比敏感种更能忍受沉积环境中的c r 污染。 对淮河流域沉积物中p a h s 累积特征的分析显示：淮河各支流段的p a h s 含 量要高于淮河干流段。由于受到河流闸坝、沿岸污染物排放以及沉积物中有机碳 含量的综合影响，沉积物颗粒对p a h s 的控制并不显著，这揭示了沿岸污染物排 放、船舶运输等人类活动及沉积物自身理化性质都对p a h s 的分布具有重要作用。 本次研究发现3 环多环芳烃的浓度与底栖动物的生物量之间存在着显著的负相 关关系，表明3 环多环芳烃对底栖动物有一定的毒性作用。 淮河流域水生生物群落构成特征显示出明显的富营养化群落特征：流域中的 浮游植物以硅藻、蓝藻和绿藻为主要的浮游植物构成部分；底栖动物中又以耐污 种寡毛纲底栖动物为绝对优势种群。可见，淮河流域整体水质污染情况较严重。 通过运用环境质量评价，结合生物多样性指数，对淮河流域进行了生态风险 评价。从评价结果可以推断出，h d 2 所在的颍河中下游区、t p z 、w z z 所在的 沭河中下游区以及m c 所在的涡河中下游的河流生态系统遭受破坏最严重。淮河 干流水生态与水环境优劣最为显著的突变点在l h g ：l h g 以上的淮河段水体水 生态质量整体较好；l h g 以下的淮河水生态质量整体变差。 关键词：氮；磷；重金属；多环芳烃；浮游生物；淮河；生物响应；多介质分布； 生态风险评价 卑东师范文学嬲届硕士学位论文崩鼬 a b s t r a c t w 油t h eh u a i h er i v e rv a l l e y s r a p i du r b a n i z a t i o n ，as u b s t a n t i a li n c r e a s ei n n o n 。a g r i c u l t u r a lp o p u l a t i o nm a k e st h el i v e so fu r b a np o l l u t i o ng r e a t l yi n c r e a s e di nt h e p a s t10y e a r s t h ec o n t i n u o u sd e v e l o p m e n to fi n d u s t r ya n da g r i c u l t u r ep r o d u c t i o nh a s b e e ne x p a n d i n gi nt h ep r o c e s so fd e a l i n gw i t hp o o re c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n d e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n m a s sp r o d u c t i o na n dn o n - t r e a t e ds e w a g ew e r ed i r e c t l yt o t h en v e rm e m i s s i o n s ，a n dt h ew a s t e sw e r ed u m p i n gt ot h ef i v e r i np a r t i c u l a r ，i ti s i n a p p r o p r i a t et od e v e l o pan u m b e ro fs m a l lp a p e rm i l l ，s m a l ll e a t h e rm i l l ，s m a l l c h e m i c a lp l a n t ，a n do t h e ri n d u s t r i a le n t e r p r i s e sw h i c h h a v eh u g es e w a g ec a p a c i t y 、斩t 1 1 p o o rs o c i a lb e n e f i t s t h e s ea 1 1m a k et h eh u a i h er i v e rb ee x t r e m e l ys e r i o u sp o l l u t i o n ag r e a td e a lo ft h ev i c i o u si n c i d e n t so fp o l l u t i o nh a s 丘e q u e n t l yh a p p e n e di nt h e h u a i h er i v e ra r e ai nr e c e n ty e a r s t h ep o l l u t i o nm a d ea b o u t2 3o ft h ef i v e rl o s ti t s v a l u e a n dt h ep o o rw a t e rq u a l i t yh a sa l r e a d yc a u s e dd r i n k i n gw a t e rp r o b l e m si n s o m ea r e a s a l o n gt h el a r g e s tt r i b u t a r yo ft h eh u a ir i v e r t h es h a y i n gr i v e r ，h e n a n p r o v i n c e s h e n q i uc o u n t ye v e nh a s ”c a n c e rv i l l a g e s t h el o c a lv i l l a g e r sw e r e s u f f e r i n gf r o mc a n c e rm o r t a l i t yr a t e sw h i c hw e r es i g n i f i c a n t l yh i g h e rt h a nt h e c o u n t r y sr u r a la r e a s i nv i e wo ft h e s e ，w et a k et h eh u a ir i v e rm a i ns t r e a m ( i n c l u d i n gt h eu p p e ra n d s o u t hr e a c h e so ft h eh u a ir i v e r ) ，t h es h a y i n gr i v e r ，t h eh o n g r ur i v e r ，t h ew h o r i v e r a n dt h es h ur i v e rf o u rt r i b u t a r i e sa sar e s e a r c ho b j e c t c o n d u c t e do nt h eh u a ir i v e r ，s m a i np o l l u t a n t s ( i n c l u d i n g n i t r o g e n ，p h o s p h o r u s ，h e a v ym e t a l sa n dp e r s i s t e n t o r g a n i cp o l l u t a n t s ) ，m u l t i m e d i ad i s t r i b u t i o no ft h e m ，d i s t r i b u t i o no fm i c r o b i a l p o p u l a t i o n sa n dt h ee c o l o g i c a lr i s ka s s e s s m e n th a v eb e e nd i s c u s s e di nt h i sw o r k t 1 1 e m a i nf i n d i n g sa r ea sf o l l o w i n g ： b a s e do na n a l y z i n gt h e s p a t i a l d i s t r i b u t i o no fn i t r o g e na n dp h o s p h o r u si n o v e r l y i n gw a t e r s ，t h ep r e s e n tw o r kr e v e a l e d ：t h ew h o l eh u a ir i v e rw a t e rw a s e u t r o p h i c a t i o n n i t r o g e nm a d eag r e a t e rc o n t r i b u t i o nt ot h ee u t r o p h i c a t i o n ，a m m o n i a a sam a j o rp o l l u t a n t ，b u tt h er e g i o nh a sal a r g e r d i f f e r e n c e p h o s p h o r u sm a d ea r e l a t i v e l ys m a l lc o n t r i b u t i o nt o t h ee u t r o p h i c a t i o no ft h eh u a ir i v e r ，t h e r e f o r e ， p h o s p h o r u sm a yb e c o m et h er e s t r i c t i v ef a c t o rw h i c hw o u l di m p a c tt h eg r o w t ho f p h y t o p l a n k t o n n l ep o l l u t i o nh a sg o t 廿1 eb i o l o g i c a lr e s p o n s eo fp l a n k t o n ，c a u s i n g d i a t o m s ，g r e e na l g a ea n dc y a n o b a c t e r i aa sam a i nc o m p o n e n to fp h y t o p l a n k t o r b c l e a r l ys h o w t h a tt h ee u t r o p h i c a t i o no fc o m m u n i t yc h a r a c t e r i s t i c s t h r o u g ht h ed i s c u s s i o no ft h ep o l l u t i o no fn i t r o g e na n dp h o s p h o r u si nt h e s e d i m e n t so ft h eh u a ir i v e r ，t h er e s u l t sd e m o n s t r a t e dt h a tt h ed i s t r i b u t i o no f n i t r o g e n i nt h es e d i m e n t so ft h eh u a ir i v e rh a da l a r g e rd i f f e r e n c e ：t h es h a y i n gr i v e ra n dt h e m a i ns t r e a mo ft h eh u a ir i v e rw e r el e s sp o l l u t e db y n i t r o g e n ，w h i l et h eh o n g r ur i v e r w a sw o r s ep o l l u t e d o r g a n i cn i t r o g e nc o n t e n ti nt h es e d i m e n t sw e r em o r et h a n9 5 ， i 年东师范土学黝矿届硕士学位论文 ，锄可 w h i l em a a m o n i aw a st h em a j o ri n o r g a n i cn i t r o g e nc o n t e n t t h ew o 慰v e ra n dt h e h o n g r ur i v e rw e r ew o r s ep o l l u t e db yp h o s p h o r u si nt h es e d i m e n t s ，w h i l et h em a i n s t r e a mw a sr e l a t i v e l yl e s sp o l l u t e d t h r o u g ht h ec l u s t e ra n a l y s i so ft h ec o n t e n to ft h eh e a v ym e t a l si nt h es u r f a c e s e d i m e n t so ft h eh u a ir i v e ra r e a , t h er e s u l t sd e m o n s t r a t e dt h a tt h ez n ，c ua n dc di n t h es u r f a c es e d i m e n t sh a dap o l l u t i o ni d e n t i t y t 1 1 i sr e v e a l e dt h ec l o s er e l a t i o n s h i p b e t w e e nt h ee n t r a n c eo ft h eh e a v ym e t a l sa n dt h ee m i s s i o nf r o mt h em e t a l l u r g i c a l ， c h e m i c a l ，c o k i n g ，e l e c t r o p l a t i n ga n dl e a t h e ri n d u s t r i e so nb o t hs i d e so ft h eh u a ir i v e r i ti sw o r t hn o t i n gt h a t c de x i s t e dm a i n l yi ne x c h a n g e a b l e a l t h o u g ht h ev o l u m ew a s v e r yl o w ，w en e e dt ob ea w a r e n e s sa n dv i g i l a n c e ，b e c a u s en o to n l yt h ee x c h a n g e a b l e c dw o u l de a s i l yb er e l e a s e d ，b u ta l s oc dh a ss t r o n gb i o l o g i c a lt o x i c i t y t h es t u d y f o u n dt h a to n l yu s e st h eb i o l o g i c a li n d i c a t o r so fb e n t h i cf a u n ac a nn o tr e f l e c tt h e c o n t a m i n a t i o no fh e a v ym e t a li nt h es t u d ya r e a 删l et h ec o n t e n t so fc rw o u l d i m p a c tt h ep r o p o r t i o no ft o l e r a n c es p e c i e s ( o l i g o c h a e t a ) i nz o o b e n t h o s t h i ss h o w s m a to l i g o c h a e t ac o u l de n d u r ew o r s ec rp o l l u t i o nt h a ns e n s i t i v es p e c i e si nt h e d e p o s i t i o ne n v i r o n m e n t b a s e do na n a l y z i n gt h es p a t i a ld i s t r i b u t i o no fp a h si nt h es e d i m e n t so ft h eh u a i r i v e r t h ep r e s e n tw o r kr e v e a l e dt h a tt h ec o n t e n t so fp a h si nt h es e d i m e n t so ft h e t r i b u t a r i e so ft h eh u a ir i v e rw e r eh i g h e rt h a nt h em a i ns t r e a m b e c a u s eo ft h e x o m p l e xh y d r o d y n a m i cc o n d i t i o no f t h eg a t ed a m ，c o a s t a lp o l l u t i o nd i s c h a r g ea n dt h e c o n t e n t so fo r g a n i cc a r b o ni nt h es e d i m e n t s t h ee f f e c to fs e d i m e n tg r a i ns i z eo np a h s d i s t r i b u t i o nw a sn o ts i g n i f i c a n t i na d d i t i o n ，h u m a na c t i v i t i e s ，s u c ha s t h es e w a g e d i s c h a r g e ，c o m m e r c i a ls h i p p i n g ，a n dp h y s i c a la n dc h e m i c a lc h a r a c t e r so fs e d i m e n t s p l a ya ni m p o r t a n tr o l eo np a h sm u l t i m e d i ad i s t r i b u t i o n 3 - r i n gp a h si sal o w - r i n g p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n ；i th a s c e r t a i nt o x i c i t y 1 1 1 es t u d yf o u n dt h a tt h e r ei s as i g n i f i c a n tn e g a t i v ec o r r e l a t i o nb e t w e e nt h ec o n t e n t so f3 - r i n gp a h sa n dt h e b i o m a s so fz o o b e n t h o s w h i c hr e v e a l e d3 - r i n gp a h sh a dc e r t a i nt o x i ce f f e c t st o z o o b e n t h o s t 1 1 r o u g ht h es t u d yo fa q u a t i cb i o l o g i c a lc o m m u n i t i e sc o n s t i t u t ec h a r a c t e r i s t i e si n t h eh u a ir i v e r ，t h er e s u l t ss h o w e dt h a td i a t o m s g r e e na l g a ea n dc y a n o b a c t e r i ae x i s t e d a sam a i nc o m p o n e n to fp h y t o p l a n k t o n , w h i c hc l e a r l ys h o w nt h ec o m m u n i t y c h a r a c t e r i s t i c so ft h ee u t r o p h i c a t i o n m 1 i l et h et o l e r a n c es p e c i e s o l i g o c h a e t ab e n t h i c f a u n aw a st h ea b s o l u t ed o m i n a n ts p e c i e si nz o o b e n t h o s v i s i b l y ，w a t e rp o l l u t i o ni nt h e h u a ir i v e rw a sm o r es e r i o u sa saw h o l es i t u a t i o n b a s e do ne n v i r o n m e n t a lq u a l i t ye v a l u a t i o na n db i o l o g i c a ld i v e r s i t yi n d e xo ft h e h u a ir i v e rs y s t e m ，t h ee c o l o g i c a lr i s ka s s e s s m e n ts h o w e d ：t h ee c o s y s t e r mo ft h e m i d d l ea n dl o w e rr e a c h e so ft h ey i n gr i v e rw h e r eh d 2 l i e s ；o ft h em i d d l ea n dl o w e r r e a c h e so ft h es h ur i v e rw h e r et p za n dw z zl i e s ；a n do ft h em i d d l ea n dl o w e r r e a c h e so ft h ew or i v e rw h e r em cl i e sw e r eb a d l yd a m a g e d t h em u t a t i o np o i n to f i v 年东师范史学黝r 届硕士学位论文，圣墩露 t h ew a t e re c o l o g i c a le n v i r o n m e n ta n dw a t e rq u a l i t yi nt h em a i ns t r e a mo ft h eh u a i r i v e ri sl h g t h ew a t e rq u a l i t ya n dt h eo v e r a l le c o l o g i c a le n v i r o n m e n to ft h em a i n s t r e a mu p r i v e rl h gw e r ep r e t t yw e l lw h i l et h el o w e rr e a c h e sw e r ed e t e r i o r a t i o n k e yw o r d s ：n i t r o g e n ，p h o s p h o r u s ，h e a v ym e t a l s ，p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n s ； p l a n k t o n ；t h eh u a ir i v e r ；b i o l o g i c a lr e s p o n s e ；m u l t i - m e d i ad i s t r i b u t i o n ，e c o l o g i c a l r i s ka s s e s s m e n t v 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究2 - 作及 取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文 不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：盎磊日期：巡垒旦f 3j 】l 本人完全了解华东师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学 校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电 子版和纸质版。有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论 文进入学校图书馆被查阅。有权将学位论文的内容编入有关数据库进 行检索。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在 张高磊撇名：麦。j 文 日期：丝皇里垦立堕日日期：型基，受! 垒 i 华东师范大学黝矿届硕士学位论文第一幸绪论 第一章绪论 1 1 问题的提出及研究意义 淮河流域地处中国东部，介于长江和黄河两流域之间。淮河发源于河南省桐 柏山，大体自西向东流，途径湖北、河南、安徽、山东、江苏5 省3 5 个地( 市) ， 1 8 9 个县( 市) ，流域面积达2 7 万k m 2 。2 0 0 0 年人口为1 6 5 亿，平均人口密度 是全国平均人口密度的4 8 倍，居各大河流域人口密度之首。由于黄河改道后夺 了淮河的入海口，淮河的水大都从高邮湖经京杭大运河注入长江。淮河流域的面 积占到国土面积的3 5 ，水资源占全国的3 4 ，耕地却占到全国的1 5 2 ，人 口占全国的1 6 2 ，水资源的利用率超过6 0 ，大大超过了国际上河流合理开发 利用程度4 0 的平均水平。 近1 0 多年来，随着淮河流域的快速城市化，快速增长的非农业人口使得城镇 的生活污染大大加剧。淮河流域的非农业人口从1 9 9 7 年的2 9 8 1 万人增加至2 0 0 3 年的4 5 4 4 万人，增长了5 2 4 ，城镇生活污水排放量从1 9 9 7 年的1 8 4 亿吨增加至 2 0 0 3 年的2 6 2 亿吨，增长了4 2 4 ，城镇生活化学需氧量排放量从1 9 9 7 年的6 6 0 万吨增；加n 2 0 0 3 年的8 8 6 万吨，增长了3 4 2 ( 董广霞，2 0 0 5 ) 。同时，由于在流域 内工农生产不断发展及其规模不断扩大的过程中没有很好地处理经济发展与环 境保护的关系，大量生产和生活污水不经处理直接向河中排放，各种废物向河边 倾卸，尤其是不适当地发展了一批小造纸、小制革、小化工等排污量大而社会效 益差的工业企业，使淮河水受到极其严重污染。至19 9 4 年全流域城镇和企业每天 排放的工业废水、生活污水约7 0 0 万吨，化学耗氧量超标几十到几百倍，集中性 恶性污染事故频繁出现，约2 3 的河段已失去使用价值，一些地区因水质恶劣， 已造成了饮水困难。 虽然，1 9 9 7 年的淮河“零点行动”和2 0 0 0 年的“一控双达标”行动均取得了明显 成效，淮河干流的水质有所改善。但是，自2 0 0 2 年起淮河干流水质污染又有加重 的趋势。在近年完成的全国河流水质评价中，淮河1 3 ，7 0 6 k m 评价河长中符合i i i i 类水体的比例仅为2 6 3 ，水质排位在全国七大江河中为末。由于严重的水质污 染，2 0 0 4 年7 月淮河干流两岸居民又见到了可怕的“污水团”：面积达数十万平方 米的黑水形成不规则的带状物，顺流而下。所到之处，水中为数不多的小生物躁 动逃生( 光明日报，2 0 0 4 ) 。污水团所到之处，干流水呈劣v 类，丧失水功能。 2 0 0 5 年7 月，淮河干流再次形成了超过1 4 0 k m 的黑色污染团带，创下淮河水污染 的历史之最。污水所到之处，有生之物遇毒皆亡，洪泽湖水产养殖业全军覆没。 由于淮河水质污染严重，不仅影响到河水中的生物的生存，甚至影响到了淮 河两岸人民的生存。在0 4 年的全国人大环资委“中华环保世纪行”调查中发现：淮 华东师范文学助，届硕士学位论文第一幸绪论 河水污染严重反弹，主要水质污染指标均已达到或超过历史最高水平，流域约 6 0 为劣v 类水质，污染由地上波及地下，直接影响1 3 亿居民生活。淮河两岸居 民罹患癌症的几率要比一般人高出1 0 0 0 倍! 据淮河流域重点地区人群恶性肿瘤 和相关危险因素研究报告( 以下简称报告) 研究结果显示：在淮河最大支 流沙颍河沿岸的河南省沈丘县，出现了多个“癌症高发村”，而且恶性肿瘤死亡率 明显高于全国农村，同时恶性肿瘤死亡存在村落聚集的现象。而且从1 9 7 3 年至今， 在河南省沈丘县研究区，男性和女性肺癌死亡率分别上升了1 4 和2 0 倍，肝癌死亡 率上升了5 2 3 和4 8 0 倍，大大高于全国平均的上升幅度。报告指出，沈丘恶 性肿瘤死亡存在村落聚集现象。根据报告对沙颍河流域的环境因素的调查发 现，可能产生污染的企业主要分布在研究区，并且其中工业企业污染物的排放量 十分可观，同时含有明确的导致肿瘤发生的物质，如苯并芘、艾氏剂、三氯甲苯 世 号手o 淮河严重的水污染问题不仅引起了党和政府的高度重视和关注，采取了一系 列果断有力的措施对淮河污染进行治理；而且也引起了学术界的广泛关注，以往 众多学者的研究表明，淮河的主要污染物是氨氮污染( 朱余等，2 0 0 5 ；王晖，2 0 0 4 ) ， 其次是有机物污染( h u a n gh e ta 1 ，2 0 0 4 ；郁亚娟等，2 0 0 4 ) 。郁亚娟( 2 0 0 5 ) 还 对淮河有机物污染进行了风险评价。郁亚娟( 2 0 0 3 ) 和黄宏( 2 0 0 4 ) 等还对淮河 江苏段沉积物中重金属污染进行了研究并且评价了其污染危害。但是，对淮河流 域的几种典型污染物进行系统分析并且综合评价其生态风险的研究还较少。 有鉴于此，本文选择淮河干流( 包括淮河上游及以南) 、淮北沙颖河、洪汝 河、涡河三条支流以及沂沭泗水系的沭河为研究对象，进行有关淮河典型污染物 ( 主要包括氮磷、重金属及持久性有机污染物) 的多介质空间分布研究，并且结 合淮河微生物种群分布特征进行初步环境风险评价，这不仅对控制淮河流域发生 富营养化、重金属污染及p o p s 污染等综合性水污染，保护淮河流域水源和生物 资源安全，避免重金属及p o p s 污染物通过河流环境食物链途径最终进入人体而 对流域周边居民身体造成伤害或潜在伤害，具有重要的现实意义，也为我国未来 能够系统地研究淮河流域的生态环境提供基础研究资料及数据支持。 1 2 国内外研究进展 1 2 1 氮磷营养盐的环境污染风险评价 氮和磷是引起水体富营养化最重要的两种污染物，它们通过各种途径进入水 体，并在沉积物上积累。在某些自然条件下，它们会从沉积物中释放到上覆水体 中，从而影响水体的持续富营养化。水中的氮磷营养盐过多就会引起水中藻类和 2 华东师范文学9 0 0 9 届硕士学位论文第一幸锗论 大型植物的大量生长，由于大量水藻覆盖在水体表面使得大气中的氧气无法与水 体进行交换，从而导致水体溶解氧含量下降，危害水生生物的生存，破坏水体生 态系统的生态平衡。近年来的许多研究已经表明，近岸沉积物中氮和磷的存在形 态和空间分布特征受多种环境因素和人为活动的影响，表现出一定的变化规律 和特性( 何清溪等，1 9 9 2 ；v a i t h i y a n n a t h a n ，1 9 9 3 ；c o n l e y e ta 1 ，1 9 9 7 ) 。 1 2 1 1 水环境中氮磷的污染研究 在我国近年研究表明，黄河、长江和珠江的氮、磷含量有升高的趋势( 金传 良，1 9 9 6 ；陈静生，1 9 9 8 ) 。梁常德等( 2 0 0 7 ) 以s l u r p 水文模型和输出系数法 为基础，建立了长江重庆寸滩断面以上流域的非点源污染负荷模型，并模拟计算 了1 9 9 6 2 0 0 2 年寸滩断面入库非点源t n 和t p 的年负荷，取得了较好的模拟计算 效果。胡雪峰等( 2 0 0 1 ) 对上海市郊中小河流氮磷污染的研究发现，上海市郊中 小河流氮磷污染严重，氨氮和总磷有突发性暴增的现象，同时n 、p 污染还受河 流季节性生态环境演变的影响。m a i n s t o n e ( 2 0 0 2 ) 认为水体富营养化引起的藻 类在供水水库中的过度繁殖会显著增加水处理的运营成本，同时过多的植物根系 可能增加洪涝危险；而失去有根植物又意味着富营养化会造成生物多样性的减 少。j o h nh i l t o n ( 2 0 0 6 ) 认为水体富营养化不仅对人体健康会造成影响( 蓝绿藻 的爆发会在水体中释放有毒物质，污染水体) ，而且会严重影响经济发展。r e d f i e l d 就已经提出，满足浮游植物对营养物质生理需求的碳、氮、磷的原子比为1 0 6 ：6 ： 1 。此后，众多对水体中磷的研究表明，磷是限制富营养化的一个关键因子( h e c k y e ta l ，1 9 8 8 ；g r o b b e l a a re ta l ，1 9 9 5 ；m a i n s t o n ee ta l ，2 0 0 2 ；r e y n o l d se ta l ，2 0 0 1 ) ，同 时，磷会使河道中的浮游植物( 比如附生植物和藻类) 加快繁殖( m a i n s t o n ee ta 1 2 0 0 2 ；j a r v i ee ta 1 ，2 0 0 4 ) 尽管众多研究表明，氮和磷是影响水体富营养化的关键性因子，但是j o h n h i l t o n 等( 2 0 0 6 ) 认为，也有证据表明在短保持力的河流里植物( 大型或微型) 的生物量是由营养物质、水力条件和光的局限性等交互作用的局限条件所控制 的。 1 2 1 2 氮磷营养盐环境风险评价的研究 在过去的众多研究中，国内外的研究人员建立了一批可信的模型进行氮磷污 染程度的评价：李任伟等( 2 0 0 1 ) 采用单一因子的标准指数法对黄河三角洲的沉 积环境进行氮磷营养盐的环境风险评价。岳维忠等( 2 0 0 7 ) 运用单项指标标准指 数法对珠江口表层沉积环境氮磷的污染程度进行了风险评价，结果表明珠江口沉 毕东师范太学z o o s 届硕士学位论文 第一幸绪论 积物环境质量受氮的污染相对严重。标准指数法被广泛应用于沉积环境的环境风 险评价。金相灿( 1 9 8 7 ) 运用特征法来评价湖泊的营养状况，该方法主要是根据 湖泊富营养化的生态环境因子特征来对湖泊的营养状况进行评价。王明翠等 ( 2 0 0 2 ) 对比了综合营养指数( t l i ) 、评分指数( m ) 和主成分分析营养度法 ( a h p p c a ) 对太湖水质进行了评价，并且认为综合营养指数( t l i ) 法是一种 可行的方法。也有研究通过生物指标参数对水体的富营养化进行评价，例如，藻 类污染指示种及综合指数法。在水体富营养化的评价中，氮、磷浓度，藻类现存 量和种类多样性指数均是重要的评价指标。如果作为富营养指示种的蓝藻和绿球 藻大量存在，可以表明水体水质营养水平很高。况琪军( 1 9 9 9 ) 运用藻类综合指 数法并结合水体的理化参数以及水中浮游植物的多样性指数对韩国南汉河的水 体富营养程度进行了综合的评价。 1 2 2 重金属的环境污染风险评价 近年来随着工农业的发展，各种工业废液排入水体，使水体中重金属的含量越 来越高，严重影响着人类及其它生物的健康与生存。重金属污染物具有较为复杂 的化学性质和极强的毒性。由重金属引起的污染事件时有发生，最为著名的是2 0 世纪5 0 年代日本发生的由汞污染引起的“水俣病”事件和由镉污染引起的“骨痛 病”事件。1 1 1 2 0 世纪7 0 年代以来，针对重金属污染的研究与防治工作备受关注( 陈 静生，1 9 9 2 ) 。目前，重金属污染物已被众多国家列为环境优先污染物。我国列 入环境优先污染物黑名单的重金属有a s 、b e 、c d 、c r 、c u 、p b 、h g 、n i 和t i ( 奚 旦立，1 9 9 5 ) 。 1 2 2 1 水环境中重金属的污染研究 重金属是重要环境污染物，在整个自然生态系统中不易被分解，易成为持久 污染物，并且能够在生物体内富集。贾振邦( 2 0 0 0 ) 等人的研究表明沉积物中重 金属浓度总量可以反映一定时间内自然或人为引起的元素输入量，并在一定程 度上能够反映环境污染程度。近年来，国内对湖泊水体中重金属的研究较多( 范 成新，2 0 0 2 ；刘文新，2 0 0 3 ) ，对湖泊沉积物中重金属含量的研究主要集中于重 金属在各介质上的分布特征及赋存形态：崔慧敏( 2 0 0 0 ) 对拒马河悬浮颗粒物中 重金属的吸附解吸行为进行了研究；吴雨华( 2 0 0 6 ) 等人在以往研究的基础上，对 同一水环境中的沉积物、悬浮颗粒物及生物膜中重金属的分布特征及污染情况进 行了研究。结果显示，沉积物、生物膜和悬浮颗粒物中元素间的相关性趋势存在 着一定差异，并且生物膜和悬浮颗粒物富集重金属的能力远大于沉积物的富集能 4 卑东师范大学绷届硕士学位论文 第一幸绪论 力；陈志澄( 1 9 9 4 ) 等人对稀土矿山水系中的重金属元素的化学形态进行研究， 认为重金属在水环境中的迁移能力和生物效应与其含量和化学形态有关，水体中 的重金属可以通过溶解态随水流动或通过吸附于悬浮颗粒物而迁移。最后悬浮颗 粒物沉积于水底将重金属带入沉积物中。国外近年来的研究表明，沉积物中重金 属的主要结合相是酸可挥发性硫化物( a v s ) ，颗粒有机碳( p o c ) 和铁与锰的羟 氧化物( d it o r o ，1 9 9 2 ；a l l e nhe ，e ta 1 ，1 9 9 3 ：c h a p m a npm ，e ta 1 ，1 9 9 9 ) 。 1 2 2 2 重金属的环境风险评价的研究 仅分析重金属的赋存形态不能很好的反映水体受污染的程度，c h o uht 等 ( 1 9 9 8 ) 和j u n gmc ( 2 0 0 1 ) 运用综合污染指数p i 来反映污染水体总的污染程度。 孙丽娜等( 2 0 0 6 ) 运用模糊评价模型对卧龙泉河流域土壤植物重金属污染现状 进行了评价。结果表明同一地区不同植物的污染因子不同，不同地区植物的污染 因子也不同。沉积物中重金属的生物毒性与其在水体沉积物中的形态有关，与其 在沉积物相和间隙水相间的平衡过程有关。1 9 7 0 之后，在沉积物的重金属污染毒 性评价中使用的非深海的水生物种已经包括细菌、浮游植物、大型植物、浮游动 物、鱼和两栖动物( 范文宏，2 0 0 2 ) 。b e n s o n 等人( 1 9 9 2 ) 将生物指标( b i o m a r k e r ) 引入沉积物毒理学研究中。生物指标( b i o m a r k e r ) 是指在有机体个体上测得的生 物化学、生理学或病理学响应，它提供了暴露在污染环境中或暴露在一些低于致 死量的污染环境中的影响。生物指标( b i o m a r k e r ) 曾被用于污染沉积物的危险识 别和风险评价( d e c a p r i o ，1 9 9 7 ) 。d it o r o 等人推荐了一个s e m a v s 模型，它可 以解释影响厌氧沉积物中重金属产生生物毒性的原因，但是它不能评价规定以外 的二价金属离子的毒性，并且s e m 的测定与文献中有助于识别颗粒态金属的人文 因素起源的元素方法也是有矛盾的。 1 2 3 持久性有机污染物的环境污染风险评价 持久性有机污染物( p e r s i s t e n to r g a n i cp o l l u t a n t s ，p o p s ) 是指具有长期残留 性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性，并通过各种环境介质( 大气、水、生物体 等) 能够长距离迁移并对人类健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机 污染物( 余刚，2 0 0 5 ) 。持久性有机物对生态系统的危害是全球面临的重大环境 问题之一。近几十年来，由于p o p s 的大量使用和无意识排放，导致了它们在全 球范围内广泛存在，并严重富集在生物体以及人体内( k a u p p ，2 0 0 0 ) 。研究表 明，多数p o p s 会导致生物体内分泌紊乱、生殖及免疫机能失调、神经行为和发 育紊乱，能够引起“三致”效应。p o p s 的污染已经引起了全世界的广泛关注，并日 年东师范文学肋f 届硕士学位论文第一幸谙论 益发展成为一个新的全球性问题。 1 2 3 1 水环境中持久性有机污染物的污染研究 通常，p o p s 属于憎水性物质，进入水环境后，p o p s 可与水体中的悬浮颗粒 物、沉积物中的有机质、矿物质等发生一系列的物理化学反应，如分配、物理吸 附和化学吸附等，进而转移到固相中，导致水中p o p s 的浓度出现下降。然而， 在一定的条件下，吸附到水中悬浮颗粒物和沉积物中的p o p s 又会发生各种迁移 和转化，重新进入到水相中，p o p s 在水环境中的不断迁移和转化导致了它们在 水环境中的广泛分布( 余刚，2 0 0 5 ) 。因此，研究p o p s 在滨岸带水环境中的迁 移转化及其生态效应，对掌握p o p s 的行为，控$ i j p o p s 污染具有重大的意义( 杨 毅等，2 0 0 3 ) 。近年来，国内对p o p s 的研究表明我国一些地区也检出了相当浓 度的p a h s 在珠江河口表层沉积物中监测出1 0 2 种p a h s ( 麦碧娴等，2 0 0 0 ) ， 长江河口区、渤海海