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安徽庐江钟山尾矿区河流沉积物重金属污染及生态风险评价

周芬琦  
【摘要】:金属尾矿中的硫化物在空气、水和微生物作用下发生氧化,经雨水径流作用形成含有重金属离子的酸性矿山废水,流入周边河流,导致水体酸化并存在潜在的重金属污染风险。本论文以安徽省庐江县钟山铁尾矿区周边的失曹河与黄屯河为研究对象,在两条河流布点、采集具有代表性的表层沉积物样品,分析沉积物的粒度组成、含水率和Mn、Ni、Cu、Zn、Pb和Cd 6种重金属含量以及BCR形态含量,研究河流沉积物重金属总量及其形态的分布特征;运用地累积指数法、潜在生态风险法、风险评价准则法、次生相与原生相比值法和健康风险评价法对河流沉积物重金属污染水平、生态风险和健康风险开展评价。本研究获得以下主要结论:失曹河与黄屯河河水总体呈酸性,水的pH变化较大,范围分别在2.70-6.94和2.24-7.43之间。失曹河与黄屯河沉积物颗粒组成均以粉砂粒级为主。失曹河沉积物含水率变化范围为38.97%-92.92%,平均值为63.16%;黄屯河沉积物含水率变化范围为43.08%-77.38%,平均值为62.74%。失曹河与黄屯河沉积物中Cu、Cd、Zn和Pb的含量均超过长江水系沉积物背景值,Ni和Mn含量则低于背景值。两条河流沉积物中Ni、Zn和Pb均以残渣态为主,对环境危害小;Cu以可氧化态为主,Mn和Cd以可还原态和残渣态为主,Cu、Mn和Cd的潜在风险高。与安徽铜陵受硫铁矿酸性矿山废水影响的新桥河对比表明,庐江地区受酸性矿山废水影响的河沉积物重金属的含量相对较低,污染程度较小,主要与本地区矿物重金属含量低有关。地累积指数法评价结果表明,失曹河沉积物Cu为中度污染,Cd为偏中污染,Zn为轻度污染;黄屯河沉积物Cu为中度污染,Cd和Pb为轻度污染。次生相与原生相比值法评价结果显示,两条河流沉积物Cu和Cd均为严重污染水平。潜在生态风险指数法结果表明,两条河流沉积物Cd和Cu分别为强、中等生态风险,其余元素为轻微生态风险。风险评价准则法研究表明,失曹河沉积物Ni、Cu、Zn和Pb的RAC风险指数小于10%,处于低风险或无风险水平;Mn和Cd处于中等风险水平,存在一定的迁移风险。黄屯河沉积物Pb的RAC指数小于1%,处于无风险水平;Mn、Ni、Cu、Zn和Cd处于中等风险水平。健康风险评价结果表明,两条河流沉积物6种重金属的HQ和HI指数均小于1,非致癌健康风险可忽略不计。两条河流沉积物Ni和Pb的总致癌风险指数均小于10~(-6),无致癌风险;而Cd存在人体可耐受的致癌风险,是主要的致癌因子。


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