【流域治理】水体中重金属污染实例

Mn和Fe是氧化还原敏感性的元素，相较而言，Mn比Fe更容易还原.义乌江柱样Mn/Fe比值自表层向下，呈轻微下降趋势，说明随深度增加，沉积环境的还原性增强.Ti和Al元素对沉积物次生变化不敏感，其比值可以用来指示沉积物物源.义乌江柱样Ti/Al比值垂向变化不大，指示了相对稳定的沉积物来源.

图5 义乌江柱样金属元素与TOC垂向变化

3.3.2 重金属元素富集特征

富集因子(Enrichment Factor，EF)可用于重金属污染程度评价，计算公式为：

式中，Ci表示元素i的测试值，Cn表示参考元素的测试值.鉴于Al与重金属有相似的变化趋势(图  5)，本文选取Al作为参考元素，sample和background分别表示样品和背景，本文选取金华市土壤作为背景，Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb背景值分别为33.0  mg ˙ kg-1、9.36 mg ˙ kg-1、15.9 mg ˙ kg-1、65.6 mg ˙ kg-1、0.17 mg ˙ kg-1、31.9 mg ˙  kg-1.

一般认为富集因子<2时为无污染或弱污染，2～5时存在中度污染，≥5时存在显著污染(Sutherl and ，2000).如图  6所示，义乌江柱样中Pb元素存在轻微富集，属于弱污染;而Cr、Cd、Zn、Cu、Ni  5种重金属元素存在不同程度的富集，属于中度或显著污染，Cu与Cd两种元素污染最严重.Ni元素柱样上部富集较下部弱，而其他元素富集因子除底部外自下而上呈现增加趋势，指示了柱样上部重金属存在人为污染来源.

图6 义乌江柱样重金属的富集因子垂向变化

4 讨论

4.1 沉积物磁性特征的影响因素

前人研究发现，沉积物的磁性特征受到物源、粒度、次生变化及污染的影响.常量元素组成分析表明义乌江具有稳定的沉积物源，野外调研结果发现近几十年来义乌江河道稳定，且无拦水建坝等大型水利工程，总体上除社会经济快速发展外，流域环境没有重大变化，进一步说明了沉积物天然来源的相对稳定，因此沉积物来源不是义乌江柱样磁性特征的垂向变化主要原因.磁性特征与粒度的相关分析结果(表  1)表明，磁性参数χ、χARM、SIRM、HIRM与4~16 μm与16~32  μm粒级含量存在显著正相关，说明义乌江柱样中亚铁磁性矿物和不完整反铁磁性矿物主要赋存于中细粉砂粒级中.沉积物中有机质降解驱动的早期成岩作用对磁性特征的影响，通常表现为随着还原程度加强，细颗粒的亚铁磁性矿物优先溶解，导致磁性矿物含量下降.义乌江柱样底部和上部较低的χfd%、χARM/χ和χARM/SIRM，指示其受到成岩作用的影响，其较低的Mn/Fe也指示了这一点，这与义乌江下游五百滩地区的研究结果一致.

表1 粒度与磁学参数、金属含量和TOC的相关分析结果