辽河流域底泥重金属分布及其对大型底栖动物的影响

来源 :辽宁大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zx20060522
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辽河流域承担着为区域经济发展提供丰富水资源的任务,其水生态健康影响着辽宁省城市发展及经济水平。对辽河流域底泥中重金属进行监测分析和风险评估,有助于全面了解掌握河流中重金属污染特征及其问题,为辽河流域重金属污染治理提供基础数据与技术支持;同时,河流底泥作为大型底栖动物的直接生境,研究辽河流域大型底栖动物与沉积物重金属含量之间的响应关系,可以为辽河流域水生态系统的科学管理和政策制定提供依据,对推动生态环境建设和社会和谐发展具有重要作用。本研究对辽河流域底泥铜、铅、锌、镉、镍和铬六种重金属监测及评价,并利用地积累指数法、内梅罗污染指数法和潜在生态风险指数法进行分析评价,综合分析重金属污染现状及其生态风险性,全面掌握辽河流域底泥重金属分布情况;对辽河流域内大型底栖动物进行监测分析和生物评价,利用多样性指数法和BI指数对大型底栖动物进行评估分析,掌握辽河流域大型底栖动物分布和种类组成的现状;利用Pearson相关性分析、典范对应分析(CCA)探究辽河流域底泥重金属对大型底栖动物的影响,寻找对沉积物重金属有显著指示作用的物种或参数。主要研究结果如下:(1)辽河流域三期底泥6种重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Ni和Cr的含量的平均值大小为Zn>Cr>Ni>Cu>Pb>Cd,Cu、Zn、Ni和Cr四种金属均有不同程度的富集,从空间分布上分析,离散程度较小,但Pb和Ni在枯水期空间分布的差异性高于平水期和丰水期;地积累指数法三期重金属的Igeo平均值从大到小为Zn>Cu>Cr>Ni>Pb>Cd,绝大多数点位都处于清洁-轻度污染等级;内梅罗综合污染指数法评价结果与地积累指数法评价结果相似;潜在生态危害指数法显示最高污染的重金属元素为Cd,可能是因为前两种评价方法未考虑到重金属的毒性水平,Zn毒性水平为1,Cd毒性水平为30,两种金属Ti值较大,导致评价结果有所差异,综合平水期、丰水期和枯水期辽河流域底泥重金属Igeo值、PN值和RI值,结果均表明污染程度较高的点位是三合屯(6),该点位上Ni金属贡献程度最高,应加强对该点位的生态环境管理;综上辽河全流域底泥重金属污染等级较低。(2)全流域共定性监测到底栖动物5门8纲21目62科109属146种,其中,节肢动物约占81.5%、软体动物约占8.9%、环节动物门约占8.2%、线形动物门约占0.7%和扁形动物门约占0.7%;在辽河干流及支流底栖动物4门7纲17目45科76属94种,主要由摇蚊科和纹石蚕科组成;优势种为短线短脉纹石蚕和蚋,物种多样性指数评价辽河段水质污染程度为轻-偏中污染;BI指数水质状态为清洁-偏轻度污染;在浑河流域共采集到底栖动物4门7纲15目32科51属63种,生物种类主要以摇蚊科为主,纹石蚕科次之;优势种为基弗摇蚊和克拉伯水丝蚓,其中克拉伯水丝蚓为耐污物种,生物多样性指数综合评价水质状态为大型底栖动物;BI指数各点位平均值评价水质状态为轻-偏中度污染;太子河流域共监测到底栖动物3门6纲15目31科39属46种,摇蚊科占比最大;优势种为水丝蚓和溪流摇蚊,生物多样性指数综合评价水质状态为轻-偏中度污染;BI指数评价有5个点位水质处于重污染状况,三种生物多样性指数和BI指数均表明42(刘家台)处水质存在污染。(3)相关性分析结果表明辽河流域底泥Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr 6种重金属相互间均存在显著正相关性(P<0.01),其中Ni与其余5种重金属其相关性较弱,可能因为Ni主要来源于自然背景,其他5种重金属元素的含量可能受人为源的控制,具有同源性,有共同的变化趋势;CCA排序分析结果显示重金属对大型底栖动物影响的强度排序为Pb>Cr>Zn>Cd>Ni>Cu;辽河干流及支流CCA排序分析显示Ni与Her oct、Pol nub和Pal sin 3种底栖动物有较大的正相关性,与Zn与Chi ant与Zn存在正相关关系,敏感物种类群的Che bre、Hyd sp.等均与重金属呈负相关;浑河流域CCA排序分析Pol nub、Bel pur、Mic gut、Par str 4个物种与重金属具有正相关性,可能因其具有相对较高的耐污值,故对重金属存在一定耐受性;Bae等4个物种与浑河流域重金属分布存在负相关性;太子河流域CCA排序分析表明Chi ant与6种重金属均存在较大正相关关系,Lim hof呈负相关,其余物种与重金属相关性较小。
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