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北京地區(qū)池塘底泥中重金屬分布及其污染評(píng)價(jià)

文檔作者：宗超，張瑩+，李英，高峰，呂芳，姚麗燕，趙春暉，孫煊，隋福順 ( 文檔來(lái)源：北京市水產(chǎn)技術(shù)推廣站，農(nóng)業(yè)部漁業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)測(cè)試中		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年06月28日
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第7卷第3期食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)、，01．7 NO．3
2016年3月Journal ofFood Safety and Quality Mar．，2016
北京地區(qū)池塘底泥中重金屬分布及其污染評(píng)價(jià)
宗超，張瑩+，李英，高峰，呂芳，姚麗燕，趙春暉，孫煊，隋福順
(北京市水產(chǎn)技術(shù)推廣站，農(nóng)業(yè)部漁業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)測(cè)試中一G(：IL京)，北京100021)
摘要：目的針對(duì)北京地區(qū)17家養(yǎng)殖池塘底泥中重金屬污染狀況進(jìn)行調(diào)查及評(píng)價(jià)重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，為水產(chǎn)
養(yǎng)殖環(huán)境提供理論依據(jù)并指導(dǎo)生產(chǎn)。方法使用原子吸收分光光度法測(cè)定底泥中Cu、Zn、Cr、Pb、Cd含量，用
原子熒光分光光度法測(cè)定底泥中Hg、As含量；采用單項(xiàng)污染指數(shù)、綜合污染指數(shù)法及Hakanson潛在生態(tài)風(fēng)
險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法對(duì)養(yǎng)殖池塘底泥中重金屬的污染狀況分別進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果17家池塘底泥中重金屬Cu、Zn、Cr、
Pb、cd、As的平均含量分別為17．85、50．27、33．09、14．50、0．06和1．98 mg／kg(均以濕基計(jì))，Hg未檢出；Zn、
Pb、cd、Hg和As處于安全等級(jí)，cu污染處于警戒線，Cr污染處于輕度污染；底泥中重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)順
序依次Cd>Cu>Pb>As>Cr>Zn，潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)危害程度輕微。結(jié)論北京地區(qū)17家養(yǎng)殖場(chǎng)池塘底泥中重金屬含
量的蓄積對(duì)養(yǎng)殖水產(chǎn)品質(zhì)量影響較小，適宜水產(chǎn)養(yǎng)殖。
關(guān)鍵詞：底泥；重金屬；養(yǎng)殖池塘；污染評(píng)價(jià)
Distribution and pollution assessment of heavy metals in sediments of
aquaculture ponds in Beij ing area
ZONG Chao，ZHANG Ying+，LI Ying，GAO Feng，LV Fang，YAO Li—Yan，
ZHAO Chun—Hui，SUN Xuan，SUI Fu—Shun
∽quatic Product Technology Promotion Department ofBeijing，F(xiàn)ishery Product Quality Inspection Center of
MOA(Beijing)，Beijing 1 0002 1，China)
ABSTRACT：Objeetive To investigate 7 kinds of representative heavy metals distribution and analyze the
potential ecological risk of heavy metals in the sediments of aquaculture ponds in Beij ing area in order to
provide references for aquaculture environment rationally．Methods The contents of Cu，Zn，Cr，Pb，and Cd
were determined by atomic absorption spectroscopy in sediments，and the contents of Hg and As were
determined by atomic fluorescence spectrum．The ecological risk assessment was evaluated using single
pollution index，Nemerow integrated index and Hakanson potential ecological risk analysis．Results The
average content results of Cu，Zn，Cr,Pb，Cd，and As were 17．85，50．27，33．09，14．50，0．06 and 1．98 mg／kg，
respectively，and Hg was not detected．Zn，Pb，Cd，Hg，and As in the sediments of aquaculture ponds were at
the safe and clean level，while Cu was at alert level and Cr was at slightly polluted level．The potential
ecological risk of heavy metals ranked as Cd>Cu>Pb>As>Cr>Zn，and all of the heavy metals in sediments
indicated a mild polluting level．Conclusion The accumulation of heavy metals content have little impact on
the quality of aquaculture products in the 1 7 representative sediments of aquaculture ponds and they are
suitable for aquaculture．
KEY WORDS：sediments；heavy metal；aquaculture ponds；pollution assessment
+通訊作者：張瑩，碩士，助理工程師，主要研究方向?yàn)樗a(chǎn)品質(zhì)量安全。E-mail：yingzhan97875@163．com
+Corresponding author：ZHANG Ying，Assistant Engineer，Aquatic Product Technology Promotion Department of Beijing，South Building，48A
Huawei Road West，Panjiayuan Road East，Chaoyang District，Bering 100021，China．E—mail：yingzhan97875@163 com
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
第3期宗超，等：北京地區(qū)池塘底泥中重金屬分布及其污染評(píng)價(jià)1057
1 引言
水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘中水環(huán)境質(zhì)量直接關(guān)系到水產(chǎn)品
的安全，也是水生動(dòng)物賴以生存的介質(zhì)。池塘中的底
泥是水環(huán)境的重要組成部分，底泥中的物質(zhì)可以在
水與底泥界面相互交換。通過(guò)各種途徑進(jìn)入水體的污
染物，絕大部分通過(guò)吸附、絡(luò)合、沉淀等作用沉積到
底泥中。因此，底泥的污染狀況是全面衡量水環(huán)境質(zhì)
量的重要因素【1’2]。池塘中污染物主要包括各種重金
屬元素及藥物殘留。重金屬元素可以通過(guò)食物鏈不斷
轉(zhuǎn)移，且很難降解排出體外，最終通過(guò)沉降、埋藏等
過(guò)程進(jìn)入到底泥中。重金屬在底泥中的大量積累會(huì)形
成巨大的潛在危害和風(fēng)險(xiǎn)【3。7】。趙漢取等【81對(duì)浙北地
區(qū)養(yǎng)殖池塘表層沉積物進(jìn)行重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)
價(jià)，發(fā)現(xiàn)重金屬Cd處于中等生態(tài)危害等級(jí)；余世清
等【9】研究發(fā)現(xiàn)杭州地區(qū)河道底泥重金屬存在不同程
度的超標(biāo)現(xiàn)象，其中Hg和Cd是主要的潛在生態(tài)風(fēng)
險(xiǎn)因子；國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者檢測(cè)出重金屬有存在部分
河流、湖泊及養(yǎng)殖水體底泥中的現(xiàn)象【10,111。目前，北
京地區(qū)養(yǎng)殖池塘中的污染物多數(shù)未進(jìn)行清淤，底泥
中的重金屬污染不容忽視。為此，本研究針對(duì)北京地
區(qū)進(jìn)行池塘底泥中重金屬含量及污染特征調(diào)查，進(jìn)
一步評(píng)價(jià)重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，分析重金屬含量蓄積對(duì)
養(yǎng)殖環(huán)境的影響，并用以指導(dǎo)生產(chǎn)。
2材料與方法
2．1樣品采集與處理
項(xiàng)目針對(duì)北京市除豐臺(tái)區(qū)和門頭溝區(qū)其余共11
個(gè)水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)縣。從中選定17家養(yǎng)殖基地對(duì)其進(jìn)行
養(yǎng)殖具體情況調(diào)查，標(biāo)號(hào)為1～17。采集17家養(yǎng)殖場(chǎng)
的池塘底泥樣本，底泥樣品不少于300 g，采集后裝
入樣品袋中混合均勻并封存粘貼樣品標(biāo)簽。運(yùn)至實(shí)驗(yàn)
室后底泥自然風(fēng)干。取約10 g底泥在105℃烘至質(zhì)
量恒等測(cè)定含水率。
2．2主要檢測(cè)儀器
Zeenit 700原子吸收分光光度計(jì)(德國(guó)耶拿公司)；
s4原子吸收分光光度計(jì)(美國(guó)Thermo公司)；AFS．830
原子熒光光度計(jì)(北京吉天公司)；SH420石墨消解儀
(深圳海能儀器有限公司)；WX．8000微波消解儀(上
海屹堯儀器科技公司)。
2．3樣品測(cè)定
稱取0．1 g的底泥樣品置于微波消解罐內(nèi)罐中，
分別加入5 mL硝酸、1 mL氫氟酸、1 mL鹽酸，搖
勻蓋蓋浸泡過(guò)夜，然后放入微波消解儀內(nèi)進(jìn)行微波
加熱消解，設(shè)定功率為2000 W'溫度為120℃，趕酸
后用50 mL容量瓶定容，同程制備樣品空白，待測(cè)。
元素標(biāo)樣(Cu、Zn、Cr、Pb、Cd、Hg、As)購(gòu)自國(guó)家
有色金屬及電子材料測(cè)試中心。重金屬用Zeenit 700
原子吸收分光光度計(jì)以及AFS．830原子熒光光度計(jì)
測(cè)定。
2．4數(shù)據(jù)處理
相關(guān)數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel 2007錄入和整理
制表，用SPSS 19．0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
2．5評(píng)價(jià)方法
2．5．1 單項(xiàng)污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)
采用中國(guó)綠色食品發(fā)展中心推薦的單項(xiàng)污染指
數(shù)法和綜合污染指數(shù)法‘12】。土壤評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用GB／T
18407．4—2001《無(wú)公害水產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境要求》[1 31。
單項(xiàng)污染指數(shù)法：?jiǎn)蝹€(gè)重金屬元素的污染程度
采用單項(xiàng)污染指數(shù)法評(píng)價(jià)。計(jì)算公式為：
Pf：一Ci
Si
上式中：Pi一污染物i的環(huán)境質(zhì)量指數(shù)；
Cf一污染物i的實(shí)測(cè)濃度(mg／kg)；
＆一無(wú)公害質(zhì)量安全限量(mg／kg)。
評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下：Pi≥1——表示污染；Pi≤
l——表示未污染；且Pf值越大，則污染越嚴(yán)重。
綜合污染指數(shù)法：多種重金屬的綜合污染指數(shù)
采用內(nèi)梅羅(Nemerow)指數(shù)法，計(jì)算公式為：
緣2
上式中：暑一——各單因子環(huán)境質(zhì)量污染指數(shù)中最
大值；
Pf——所有單因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù)平均值；
P綜——綜合污染指數(shù)。
評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下：％≤0．7——污染等級(jí)為安全；
o．7<曝≤1——污染等級(jí)為警戒線；1><喙≤2——>3——污染等級(jí)為重污染。
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
1058 食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)第7卷
2．5．2潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法
用Hakanson的潛在生態(tài)危害指數(shù)法評(píng)價(jià)重金屬
污染對(duì)養(yǎng)殖水產(chǎn)品質(zhì)量的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)該方法，
重金屬潛在生態(tài)危害系數(shù)E(ecological harm
coefficient)和重金屬潛在生態(tài)危害指RI(ecological
risk index)的計(jì)算公式分別為
E=r'r·c；=F·C／q
n n H
RI=ΣE；=Σ衫·c；=Σ衫·《／C：
扛1 l_l 仨l
式中：E為重金屬i的潛在生態(tài)危害系數(shù)；
貯為重金屬i的毒性響應(yīng)系數(shù)(見(jiàn)表1)；
Cj為第i種重金屬元素的污染系數(shù)；
c：為沉積物中第i種重金屬含量的實(shí)測(cè)值
(mg／kg)；
c：為重金屬i的背景參比值(采用全國(guó)土壤背景
值，見(jiàn)表1)。
并且，參照Hakanson方法，根據(jù)重金屬生態(tài)危
害系數(shù)(E)和生態(tài)危害指數(shù)(RI)對(duì)沉積物中重金屬
污染程度進(jìn)行分級(jí)(見(jiàn)表2)。
表1 重金屬的參比值(c：)和毒性系數(shù)(衫)1141
Table 1 Reference values(c：)and toxicity factor(F)
of heavy metals
表2生態(tài)危害系數(shù)、指數(shù)與危害程度分級(jí)‘151
Table 2 Logical risk degrees corresponding to the
potential ecological risk index and factor
3結(jié)果與分析
3．1 養(yǎng)殖場(chǎng)沉積物中重金屬含量
17家池塘底泥中重金屬含量檢測(cè)分析結(jié)果如表
3。Cu、Zn、Cr、Pb、Cd、Hg、As的平均值含量分
別為1 7．85(8．57-30．30)、50．27(26．73-78．69)、33．09
(4．50～80．02)、14．50(8．41-36．02)、0．06(0．008-0．137)、
未檢出、1．98(0．92～3．15)mg／kg(濕)。北京地區(qū)池塘底
泥中重金屬的平均含量從大到小依次為Zn>Cr>Cu
>Pb>As>Cd>Hg，表明在北京地區(qū)池塘底泥中重
金屬zn和Cr的含量較高，cd和Hg的含量較低。依
據(jù)《無(wú)公害水產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境要求》要求養(yǎng)殖池塘底泥
中Cu、zn、Cr、Pb、Cd、Hg和As的含量應(yīng)分別≤
30、150、50、50、0．5、0．2、20 mg／kg(濕1。司知17
家池塘底泥中各重金屬平均含量均未超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限制
值要求。
從標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，北京
地區(qū)池塘底泥中7種重金屬的標(biāo)準(zhǔn)差順序依次為Cr
>Zn>Pb>Cu>As>Cd>Hg，其中，重金屬Cr和
zn的標(biāo)準(zhǔn)差較大，重金屬As、Cd及Hg的標(biāo)準(zhǔn)差較
??；7種重金屬的變異系數(shù)從大到小依次為Cd>Cr>
Pb>Cu>As>Zn>Hg，其中，重金屬Cd和Cr的變
異系數(shù)較大，重金屬As、zn及Hg的變異系數(shù)較小。
說(shuō)明，北京地區(qū)池塘底泥中各元素間的標(biāo)準(zhǔn)差和變
異系數(shù)均相差較大，反映了池塘底泥中各采樣點(diǎn)7種
重金屬污染狀況有較大差異【16]。
3．2養(yǎng)殖池塘底泥中重金屬污染狀況評(píng)價(jià)
北京地區(qū)養(yǎng)殖池塘重金屬單項(xiàng)污染指數(shù)和綜合
污染指數(shù)見(jiàn)表4。計(jì)算可知，北京地區(qū)池塘底泥中除
重金屬Cr出現(xiàn)單項(xiàng)污染指數(shù)用≥1，受到重金屬Cr
污染，其余重金屬單項(xiàng)污染指數(shù)均R≤1未受到污
染，說(shuō)明北京地區(qū)個(gè)別養(yǎng)殖場(chǎng)池塘底泥受到Cr污染；
從綜合污染指數(shù)來(lái)看，Cu的綜合污染指數(shù)P。>0．7，
說(shuō)明Cu的污染處于警戒線，需要引起重視；Cr綜合
污染指數(shù)I<2，說(shuō)明北京地區(qū)養(yǎng)殖池塘底泥中cr>Cu>Pb>As>Cr>Zn。各
采樣點(diǎn)重金屬潛在生態(tài)危害指數(shù)均小于1 50，屬于低
潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平，如表5所示。因此，池塘底泥中
重金屬含量蓄積對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境影響較小。
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
第3期宗超，等：北京地區(qū)池塘底泥中重金屬分布及其污染評(píng)價(jià)1059
表3池塘底泥污染物含量(濕重)
Table 3 Concentrations of contaminants in sediments of aquaculture ponds(wet matter)
Cu(mg／kg) Zn(mg／kg) Cr(mg／kg)Pb(mg／kg) Cd(mg／kg)Hg(mg&amp;amp;g) As(mg&amp;amp;g)
注：——表示未檢出
表4池塘底泥重金屬污染指數(shù)
Table 4 Pollution index of heavy metals in the aquaculture sediment
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
1060 食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)第7卷
注：汞含量值以土壤檢出限值的一半計(jì)算
表5沉積物中重金屬潛在生態(tài)危害系數(shù)和危害指數(shù)
Table 5 Potential ecological risk factor and index of heavy metals in the sediment
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
第3期宗超，等：北京地區(qū)池塘底泥中重金屬分布及其污染評(píng)價(jià)1061
4結(jié)論
水產(chǎn)養(yǎng)殖中的重金屬污染分為外源性和內(nèi)源性，
外源性通常指工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重金屬污染物通過(guò)大
氣沉降、雨水沖刷、隨廢水排放等途徑進(jìn)入水體引起
污染；內(nèi)源性指在養(yǎng)殖過(guò)程中，由于飼料的投放、漁
藥的施用等養(yǎng)殖行為所導(dǎo)致的重金屬污染。重金屬由
于具有持久性、生物富集和放大作用而一直受國(guó)內(nèi)外
環(huán)境學(xué)家的關(guān)注。然而重金屬含量的升高，將嚴(yán)重影
響著人類及其他生物的健康與生存，如Hg、As、cr
能引起神經(jīng)系統(tǒng)疾病和有致痛作用。
本次通過(guò)使用原子吸收分光光度法和原子熒光
分光光度法測(cè)定底泥中Cu、zn、Cr、Pb、Cd、Hg、
As含量，并對(duì)其污染特征進(jìn)行研究。北京地區(qū)17家
池塘底泥中所有養(yǎng)殖場(chǎng)7種重金屬的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差
及變異系數(shù)的結(jié)果可知池塘底泥中各污染物含量均
為未超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限制值；從標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)的統(tǒng)
計(jì)結(jié)果來(lái)看，池塘底泥在7種重金屬污染情況下污染
程度不同，這可能與飼料等投人品中攜帶的重金屬、
人類活動(dòng)影響的大小及方式等有關(guān)。單項(xiàng)污染指數(shù)和
綜合污染指數(shù)結(jié)果表明，北京地區(qū)個(gè)別養(yǎng)殖場(chǎng)池塘
底泥受到Cr污染，Cu處于輕度污染，亟需進(jìn)行污染
控制和底泥疏浚治理?？傮w而言，北京地區(qū)17家養(yǎng)
殖場(chǎng)池塘底泥中重金屬含量的蓄積對(duì)養(yǎng)殖水產(chǎn)品質(zhì)
量影響較小，適宜水產(chǎn)養(yǎng)殖。
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(責(zé)任編輯：金延秋)
宗超，碩士，工程師，主要研究方向
為水產(chǎn)品質(zhì)量安全。
E—mail：zongcha02000@163．com
張瑩，碩士，助理工程師，主要研究
方向?yàn)樗a(chǎn)品質(zhì)量安全。
E—mail：yingzhan97875@163．com

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