鄱阳湖沉积物重金属污染影响因素分析——基于STIRPAT模型

为探究人类活动对鄱阳湖沉积物重金属污染的影响,于2017年10月在鄱阳湖入口、出口及湖区布设20个采样点位,开展鄱阳湖沉积物重金属表层及垂向分布特征调查,评价其潜在生态风险.利用¹³⁷Cs和²¹⁰Pb计年法推算出鄱阳湖沉积物的平均沉积速率,并结合柱状分层样品重金属含量,得出具体年代的重金属蓄积特性.基于STIRPAT模型,通过偏最小二乘回归分析得到鄱阳湖沉积物重金属演变与总人口数量、城镇化率、实际人均GDP、绿色专利申请数、第二产业占比、第三产业占比6种社会经济指标的多元非线性模型.结果表明：（1）鄱阳湖表层沉积物重金属Cu污染最为严重且生态风险程度最高, 地累积指数为“强”或“中-强”污染范畴,单因子潜在生态风险指数平均值为47.25,属于“中等”生态风险.整个湖区的总潜在生态风险指数RI平均值为107.07,表明鄱阳湖表层沉积物重金属总体处于低生态危害水平.（2）1988~2017年总人口数量是影响鄱阳湖沉积物重金属Cd和Cu污染的最主要正向因素,其他正向因素为第二产业占比、第三产业占比、城镇化率及实际人均GDP,绿色专利申请数所反映出的区域绿色技术创新能力及环保研发投入对鄱阳湖沉积物重金属Cd、Cu污染具有负相关关系.     

沉积物重金属累积特征与区域经济发展的响应关系

为阐明社会经济发展对沉积物重金属浓度变化的驱动作用,研究基于洞庭湖流域2003—2017年的主要社会经济指标和沉积物重金属数据,采用潜在生态风险评价指数法对沉积物重金属污染风险进行评价,结合EKC模型反映目前经济发展与洞庭湖沉积物重金属之间的宏观关系,并建立洞庭湖流域主要社会经济指标与重金属污染的响应关系。结果表明:随着洞庭湖经济的增长,洞庭湖沉积物重金属污染问题突出,其中Cd污染最严重,均值为3. 83 mg/kg,其次是Hg,均值为0. 20 mg/kg;潜在生态风险评价结果表明:Cd、Hg的风险最高,2种金属风险贡献率高达92. 25%,为主要污染元素;基于EKC模型拟合结果可知,沉积物重金属整体污染程度及其生态风险将持续加剧;而工业发展、有色矿产资源的开发利用和旅游业等第二、三产业发展对Cd、Hg的影响显著。因此,严格控制第二、三产业发展过程中入湖污染物的重金属含量是减少洞庭湖沉积物重金属污染的关键。     

永定河怀来段水质污染特征及污染源解析

通过对永定河怀来段枯水期支干流进行4次采样,对11个指标进行监测,采用单因子水质标识指数和综合水质标识指数评价法对水质污染特征进行了综合评价,运用主成分分析法和聚类分析法,确定了流域主要污染因子及区域水质空间变化特征,对不同支干流污染源进行解析。结果表明:永定河怀来段12个监测断面均未达到Ⅲ类水体标准限值,仅p H、DO指标达标,且氮磷超标最为严重,干流综合水质标识指数最高为5.554,支流ZL8最高为7.254。COD、TN和NO_3~--N为第一主成分,TP、PO_4~(3-)-P和NO_2~--N为第二主成分,DO和TOC为第三主成分。永定河干流水质优于东沙河水质。对各监测断面聚类分析后,将永定河怀来段水域根据水质大致划分为2个区域,其中干流监测断面都在同一类,湿地水质与干流水质有明显差异。在二级支流中,冬季农田退水依次进入鱼塘湿地、芦苇湿地和芦苇沟后,TN、NO_3~--N和NO_2~--N的去除效率分别为51.11%、42.27%和72.88%,而NH_3-N、TP有所增加。永定河流域污染主要来自于农业面源污染、污水处理厂出水点源污染和农村生活污水排放等。