长江上游珍稀鱼类自然保护区代表性测站的镉生态风险评估.docx

1、第47卷第3期2021年6月Vol.47No.3Jun.2021江西水利科技JIANGXIHYDRAULICSCIENCE&TECHNOLOGYDOI：10.3969/j.issn.1004-4701.2021.03-09长江上游珍稀鱼类自然保护区代表性测站的镉生态风险评估马翔宇I,鲁建婷I,麻林2,钱宝3,闫峰I(1.南昌大学建筑工程学院，江西南昌，330031；2.湖南省水利厅，湖南长沙，410007；3.水利部长江水利委员会水文局，湖北武汉，430010)摘要：基于生态环境部最新颁布的淡水水生生物水质基准一锚(2020年版)建立风险商模型,对长江上游珍稀鱼类自然保护区内5个代表性

2、测站的镉生态风险进行评价.结果表明：(1)屏山站、宜宾站、泸州站、高场站、富顺站的短期水质基准(short-termwaterqualitycriteria,SWQC)年均值分别为6.89吗/1、6.68g/l、6.51pLg/l、6.26jxg/l、10.49pug/l;长期水质基准(long-termwaterqualitycriteria*LWQC)年均值分别为0.30ag/l、0.30|£g/l、0.29|xg/l、0.28pig/l、0.38ag/l.泸州站短期风险商(short-termriskquotient,SRQ)年均值为0.05,厦于*低”级别，屏山站、宜宾站、高

3、场站、富顺站的SRQ分别为0.31、0.35、0.37、0.23,均为中级别.屏山站、宜宾站、泸州站、高场站、富顺站的长期风险商(long-termriskquotient,LRQ)年均值分别为7.14、7.56、1.06、7.99、6.34,均属群高”级别.通过本次研究发现:长江上游珍稀鱼类自然保护区中，存在多个测站SRQ>1的高风险情况，需有关部门对川西南、川南的采矿、冶炼企业的开采、运输和污水排放进行必要的整治.同时，加强对铜含最和水体总硬度的监测和预警应作为今后保护区水资源管理的重点之一.关键词：镉;风险商;水质基准;生态风险;长江中图分类号:S932.4文献标识码:A文章编号:

4、1004-4701(2021)03-0206-08收稿0:2020-12-04项目来源：国家自然科学基金(51709142).作者简介:马翔宇(1996-)，男，在读硕士.长江上游珍稀鱼类自然保护区主要包括金沙江、岷江、赤水河等长江上游干流及部分支流，涉及云南、贵州、四川、重庆三省一市。主要保护对象为白鳄、达氏鳄、胭脂鱼等。近年来，随着社会和经济的迅速发展，长江上游部分河段水环境持续恶化，严重影响了鱼类的生存和繁衍。镉(Cd2为主)是一种有毒重金属元素，也是长江上游沉积物污染最严重的重金属元素之一山。具有高毒性、难降解、易残留等特点，其在水生生物体内的半衰期可达1035年也大量研究证明，镉会影

5、响鱼类胚胎的发育和仔鱼的存活，还可以作用于细胞的抗氧化酶系统、降低细胞对氧自由基的清除，影响水生生物胚胎的发育、幼体的存活以及成体的繁殖。气同时,镉由于能使蛋白质变性且无法通过水体的自净作用去除，是一种会对环境、水生生物和人体健康造成潜在危害的重金属的淡水中的镉主要来源于工业污水直接排放、信矿渣、粉尘坠于地表水和铜渣废物的随意倾倒。此外，水体中的重金属主要被沉积物吸附，许多外在环境因素均可使沉积物中的重金属再次释放，造成“二次污染”31。早在1972年，世界卫生组织就将镉列为第3位优先研究的食品污染物，美国国家环境保护局(USEPA)于1986年将镉列为制定水质基准时的优先控制污染物。目前，许

6、多国家都相继颁布了镉的淡水水生生物水质基准咯但我国水质基准的研究相对滞后，缺少适合国情的镉水生生态风险基准。长期以来，都未能对长江上游珍稀鱼类保护区进行准确的生态风险评估。水生生物基准是保护水生生物水质基准的简称，,是指水环境中的污染物对水生生物及其使用功能不产生长期和短期巧曲蟠有暮晚应御最须允诛浓度它富是床麋描®瞧棒螂成懿波之质20源曲2痢照通生耕螂"了做网醐碱薜毗财斯研究将基于该生态风险基准，结合风险商模型和长江水利委员会水文局的监测资料，对长江上游珍稀鱼类保护区镉的生态风险进行评估，从而为长江流域的生恣保护提供科学依据。11研究区域长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区

7、跨越网川、云南、贵州、重庆亘省=市，地理坐标为泰轻他。9M函。泌0北纬瘁。沙沏部前低江顺碰孜都务度流，赛度为角河流1地年瑚源）膏晚泡娥、坏下晦永城神瀚海。毓区洲滴除怅度曰鲍.制蜘，根而秋331饷.必琳援掘扮区林赫有傍授h盼种z其申包括日粉>返路嘲辎筒燹神I网"保蛔物。如图iJ标，在故枷遍幌域为金沙注段（靡山-登宾段八根注畏商场-宜襄段），澄涅段（富顺-泸州段），共设置金沙江段的屏M神赛、岷噂倾幡站、澄汪段龄翱麟闹蔺明期再帝翩晾混评价指标为水侏格硬麽赧镉色勘:神瞬为永利阙箕江水利蓼烫套妃硫2睥年前痍局瞄顺神k&辐的年念段除基准期购作，仍可喊国鬼撕礴渺胸而了广媲泌盛生生物水

8、质基准f和澳水水生生物束成蹇赚郴报告二徽H如在上述规婀IK镉的笙悠城幽S腰蒯粉为短期水质基准:（.4hbortrtrmivwnterqpdltcmritera»SWQC）和长期欢臆塾准:（娴临四囹n'Wr伸!湖fty曲照寤,上顺妙,-益剿槽手评帽翻明昶fe笙粉瓣鼬础轴藤桂毒的瞬袭翩娜网刮龈永朱圭塑物豪其笙愈瑚精狩维锻崎磁脸缺审础撮欢W能袭就P酗附制豳林乘生塑物芨真奎态粹笙岫翩娜邮惭蠕魏度。泓勰睡峻蟀窟岫醐梢微喉御就阳同软醐融星曜遍曲搬麴浦目衅辨散笙御鼬胸夫鼬鲜雄姗:输附圈笙星朝獭堡廊昧谖蹒蛾坦南美关索8如表卬所制坐恣弗魄徽璘灿睡绑球腰基淮二轴籍茁孑物鞭材础蜘搬技啊鞭螭风险墓淮

9、M永耕免湘擎扫诵睥湖即制袖钾弟数逐Oft；从而得到其他来体忠硬度卞瓣的生毒挑险赛OoJ33凤险蔺模塑用技列产翊'阳鞭钺锻牌宿横盟一期物携为：RWEg伽（D式申MQ为凤险商值,剧鸵制峻淑度硕呢咿为生您枫险幽ft,辟心大啊'熨袤咖风险商值可刿剔映险瓠吧当'04圣停倒I】时为低风险荷J1曼*1为中风检浓牌I为嵩吸险6需要指出附是，构恸何里顺魅凰雌蝴妫溯QC福做姆I相应的眼脚物基准的枷潮的风*0淡水水生坐"质5E鬲水体硬度短期水赢着湖i长期虫质减睢麻502.10,15m4.20.23m6.50.292008.70.35250110.39300130.44350160.

10、48450200.55险商愤俄襦fefcartHiHmirisk(QuotientsSRQ)和长期风险商QongHtemiriskqpgidntbtUIHjA分删W于评倘砌瑙湖毒柱府幔牲莓性1"xi豚体的特征水的碘度K也刎硕化癫)期皤解在水中的册就制镁旅含量敏觎M、含窗侈剽硬就5反耘须帕Z大信研究表明，当水体硬度例摭葡时,唳离子可以与镉离子等重金属离子产生拮抗作用，减少水生生物对金属离子的吸收，从而降低镉离子的毒性附，提高水体的SWQP和心骐3，根据长江"1委唉会水效渊的监婀资料，洛测站的水体硬度的时室分布如圈卫爆谕如各测站的水体硬度范围和均值加益瓶示。0080604020

11、8806040200032222211111弱察姓*rS思也.瞒谿稀幽附区务洲鞘前水佚碘物都粉晚由表2i祁知，海崛蜒琳俩硬/度撮商的测踽,其水体硬度的前揖闻182.7二299.2mg/L,收值为2859通n/L。高场站是旅雅硬度制假的测站，J其购f顾度岫围为117.3刁7&»g/L，腆为j14§盼福以屏山帖、宜宾站部州站输姗顿瀛围伽蹦内昵杵蜘醐111,126,眼博§£仲132.卜明她他，顼值渤却姓11辟蜘眺，lS4Jfflg/L?IfOJng/Lo廉2各制81腐冰!俺理鹰菊围染均值碱1测站名称水体硬度范圈1水体硬度均值屏山130494,2158.

12、93宜宾眼E成154.39泸御僵.X170.41§0：39高场1WA76145.07富顺1827-2992239,68根据蜃料可知''富顺站位手有W都”'之称的四州自而蒯髀削融*。该幡盐稀罅弄布剽哧侏申溶有大量的钙盐和镁盐&这直接导致该测站水体硬度透高于其他四帆测站。琪抱四型测骼的次袱硬服相近球观现由明确的季惟性糊地域悝规律这逐室要踏锈镁离的的愀度受寇园困囊的影酮舞致。Z22生态风脸基曲的物征征根据僦冰冰生生物水质基准二镉噂挪遇的部分有限离散水体总硬度下的镉生态风险基准，使用MATLAB，顺rime妙函散数进播插值得御到抚江滥源珍稀鱼探保龄区'

13、将测砌&8感Q和WQ的时穿分布如图、图4J膈。各测站的JSWQGL网偷0扬和'均值如我3、我4晰示。曲表3.栽4麻示,富顺站是长江上游珍稀鱼类保护区中基准值最高的的测短曲'fifcSW购匣M迎的前圈弱别是.9漫32网伽卵UfO.OOr岫袍粉：阕均值拷别为的.49涉叫砌jD攻Ip妙翊站别玲*础1姗稀鱼捷保族网屯弱唯值扇部的前测蹒8它的SWg和LWQCBMIA别是6.始7.64皿和0.3（卜0.32岫如年均值分别为J6.26福II.和（0冽M/Lq诞跳,，JBiilnM的SWQ和LWW料偶澄别健558职跑何闻IL和10勿70.34蜘L年均偷分别豹0醐碘湘10.30岫1Q值疾

14、站的SWQC和LW嬷渔通细）腿S4弟8.08仲L和0.26-解山I宜宾*画刎制姬咛贸州图图孑春山滋珍祢鱼类保航区桐蜥的膏邸知舛轴布8月份癖m值宾*制豹r词邸用御掠图即普知H游咳籁鱼类保护区咨测站仙WQ网例时咐分布表取各测站也顾Gi苑圈和功值|哽表4wmwQc/ga®和均值l岬测站名称S顶噢娜屏山5.87-«.456.89宜真5.41-&086.68泸州5.68-7.406.51高场6.94-7.646.26鬻顺7.妇攻10.49测姑名标WQ?范围L顺江物值0新商照0）酒睇照泸州0：弱都商物御融微獭新4O033Mg/L年均值分刑为血6邸毗掘侦蹄砂U）渺州站的SWQCW

15、H鹿顾范揖鼬I是至妙7,40豚4和侦匹Q割妙盘翎值涝姗&剧魅砂和姓2卵善L。由腋制睡里蹒倾酬诚瞰I;桐的渎永米生笙物吸质塾榷制棚儡碘做轴英关彖由手'富顺站的水体硬度相对较高、其制咿和对照II粕较其柩帆船制如恂勉雁碑畅姻嘛禅膜翊曲氐,其WQC福WM钩物低厅典他测蜻。233生态风睑评伽、根据风险蔺模式；靖会善洌站福的旅度和生态基准数据，评伯检Lt龄稀鱼类侏护区翎剧制§晌和叫笏领I如图方、图妁所示。各测站的SWQ稀LRR0啊隆商范围JftrtB种风险等缱册成公褰0所诋如表袄袭磷禄,阔璐携皱江里般稀堡奏候护国申锹例睡蜘硝删蛤卜瀚K娜部建渺瞻商着剧分别蜘!1心和制犯1遛:沂地膨

16、磁I例0初籽捋9。琪醐撇龄J"“甲'”零级，娜脚隆为*濒蜡附伽踽姝，它附啊潮就挑险勰浦券封灿。狗引辅m英2弟身做锄为岫相P爆T、澳趣期魇隘为他氏W，垠嘶风俺为W蜜纵厕瞄,.'噫宾站，浦解蒯腺炉庇俺商跑前刿羯为材R6务30枳付倦4。岫.刊珈3物啮值分别为©纳，阴乳皿短期疯顾瑚却#铲御象LSQ凤俺商的弛枝分别为玄期习.琢4$4捋物，招4哗命地rtf券荆翔伊1幻7。祐346.3聆艰情风险I艘t避西.溯鄢呻蹒区备部祐根姬州丽钠淼图自峪r上游玲稀筑美保炒区各湖站的ii®q的时空分布表五各测站iSRQj隘险砌范围和构值J值表曰各测站*4dWW商的范围翻划值J值

17、测站名称S碰泌险商范围S碰洪检商均值风险等级溜站名称口8皿险献源!IlfliQ网险商奶尴风险等级屏由0.11-0.430.31中辟山2.5(X1137.14高宜宾0.19-0.460.35中宜宾434-9537.76高泸州0.034U0.05低泸州0.79-2231.06商场0.14-0.500.37中高壕3.3M伽7.99高富顺0,11-010.23中3.34-7396.34高均为”制”等级。通过It境雄5制表阁巾御测抽獭曜薛皴岫&，各测站均存在短期风险等级和长期风险等级不同的问题，这主夔倒困籽BB0I和晌横卦SW的L和啊褒沸种郡同的基淮导致。由瑚您:神IBWQ01的定必可舰:swq

18、p利nw®g硼瘢赤对翎的的由国淡水冰生恍物及其生态功能不产签御岫*'应的冰体岫翎的眺大浓度和对蛔曲申厕淡火水生生物及其生态功能不声生慢性有害效应的水体中镉的最大法度这表明:研究区域内各代表性测站水体的镉含量均具有相对较低的急性而制&'应，畿观做挡低'”“中风穆篇缀;但各代表性测站水伽IW镉禽蜜球有料对较高御嫩性有害!效应,|毗堀表现削高烦险舞级»总的来看，本次研窕的各测站均春在镉风险较高的问题°这主要是因为川南和川西南各类金属资源集中分布，矿产的开采和冶炼企业比较集中，有大量含辍废水排放至金沙江、岷江和沱江导致。同时，铜渣废物的随意

19、倾倒，镉离子会随着地表径流汇入河流中'，同样会导致长江上游珍稀鱼类保护区的镉含量增加，进而导致镉的生态风险升高。纬会式（说秣,生物安全基淮商,意味着同等暴露浓翩艰生态映险商豳低低位使沱汪TFB的僮J«站的§WQP#UWQf嫩瞒40岫鲫娜脸浏中'砌,长期风瞳斯高S等级，途表明垓甜痂商您S瞰水体锦念量通太予海.他I四彻站。因峋园金沙波1岷泣和岫中I山游咐和冶炼行业的综合治理己是刻不容缓。其中，对沱江的综合治理更应是重中之重。3结论屏山站、宜宾站、高场站、泸州站、富顺站的SWQC年均值分别为6.89jig/l、6.68以、6.26jig/l、6.51jig/1、1

20、0.49ag/l;LWQC年均值分别为0.30|ig/l、0.30ag/l、0.28jig/l、0.29pig/l、0.38ag/l。其中岷江的生态风险基准值低于金沙江段、川江段和沱江段，这是因为它的水体总硬度相对其他三者较低所致。高场站是所有测站中镉风险最高的测站，它的SRQ为0.37,属于“中”风险级，LRQ为7.99,属于“高”风险级。镉风险最低的测站为泸州，它的SRQ为0.05,属于“低”风险级,LRQ为1.06，为'高”风险级。屏山站、宜宾站、富顺站的SRQ分别为0.31、0.35、0.23,均为“中”风险级;LRQ为7.14、7.78、6.34,均为'高”风险级。长

21、江上游珍稀鱼类保护区中，各测站普遍存在镉风险较高的问题。加强对川西南、川南采矿和冶炼行业的治理应作为金沙江、岷江和沱江中上游各级环保部门的重点工作之一。同时,加强对长江上游珍稀鱼类保护区镉含量和水体总硬度的监测和预警应当作为保护区今后水资源管理的重点之一。参考文献：1 刘朋超，麻泽浩，等.长江流域重金属污染特征及综合防治研究进展J.三峡生态环境监测.2018(3):33-37.2 高云峰，徐友宁，张江华.泰岭某钥矿区开发对东川河流域Cd的影响J.地质通报,2018,37(12):2241-2250.3 洪亚军，冯承莲,徐祖信，等.重金属对水生生物的毒性效应机制研究进展J.环境工程,2019,3

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29、ityCriteria(2020Edition)issuedbytheMinistryofEcologyandEnvironment.Theresultsshowthat：(1)theannualaveragevaluesofshort-termwaterqualitycriteria(SWQC)atPingShanStation,YibinStation,LuzhouStation,GaochangStationandFushunStationwere6.89pug/l»6.68pLg/l>6.51ji/g/l»6.26p,g/land10.49pig/l»

30、;respectively;and(2)theannualaveragevaluesoflong-termwaterqualitycriteria(SWQC)atPingShanStation>YibinStation>LuzhouStation,GaochangStationandFushunStationwere6.89p.g/l»6.68jig/l»6.51|ig/l>6.26pLg/land10.49pLg/l»respectively.Theannualaveragevaluesofthelong-termwaterqualitycriteria(LWQC)are0.30pbg/l>0.30p,g/l»0.29|ig/l»0.28ig/l>and0.38吨/I.(2)Short-termriskatLuzhoustationis0.30p,g/l»0.30|ig/l»0.29|ig/l,0.28|ig/l>and0.38jig/l,resp