[发明专利]一种河流、湖泊沉积物重金属生态毒性风险的综合评价方法

说明书

本发明涉及一种河流、湖泊沉积物重金属生态毒性风险的综合评价方法，主要针对河流、湖泊等底泥环境进行污染风险评估。本发明步骤如下：确定河湖底泥中重金属污染物含量，同时获取对应样品氮磷营养指标；根据底泥重金属含量使用公式计算样品环境污染富集指数和毒理熵，初价底泥重金属毒性特征；利用氮磷营养数据集，计算有机污染负荷指数，结合样品重金属毒理熵，构建结构方程模型；拟合有机污染对重金属毒理的叠加指数，计算样品重金属生态毒性综合风险指数，对比风险级别标准综合评价重金属毒性风险。本发明基于生态学统计方法，克服重金属单一评价局限性，充分考虑有机污染对重金属生态毒性的影响，可综合评价河湖底泥重金属生态毒性风险。

技术领域

本发明属于环境污染评价技术领域，特别涉及一种河流、湖泊沉积物重金属生态毒性风险的综合评价方法。

背景技术

河流、湖泊等地表水不仅为人类生产生活提供必需的水源，也在人类社会生态文明建设中扮演着重要的角色。来自于河湖沉积物的内源污染是影响水体水质的主要因素，当上覆水体污染物浓度发生变化或湖泊底泥受到扰动时，积累在底泥中的污染物又会再次向水体释放，造成“二次污染”。重金属在水中不能被分解，且易与其它物质结合，在悬浮物和表层沉积物的吸附作用下沉积到水体底泥中，通过食物链危害人类健康。因此，综合评价河流、湖泊底泥重金属污染，评估底泥重金属对生物的生态毒性风险特征，有利于针对性地提出底泥重金属防范措施和处理处置方案。

美国国家环保署年提出海洋和河口湾沉积物中污染物的风险评价参考值法，主要是根据北美海岸和河口沉积物的大量数据确定了风险评价低值(Effects range-low)和风险评价中值(Effects range-median)，但因存在地域差异，该指标适用性往往较差。我国在河流湖泊沉积物重金属生态风险识别主要参考使用Hankanson潜在生态危害指数法，通过重金属在底泥中的浓度与背景值相比，进行生态风险估算。现有的沉积物重金属评价方法主要有单项污染指数法、内梅罗指数法、地累积指数法、富集因子法、物元分析法、灰色聚类法、健康风险评价法等，但这些方法均用重金属含量进行单一因素评价，在估计重金属污染或重金属毒性时并未考虑环境介质中其他关键因素对重金属生态毒性的综合影响，不能反映沉积物中重金属的实际生态毒性情况。由于河湖底泥环境介质中普遍存在较多的碳氮磷营养组分，不同有机物质会通过吸附、络合等效应对重金属毒性产生不同的影响，而有机营养组分的差异又会间接限制或促进重金属与有机分子间的结合。到目前为止，国内外尚无有效的基于有机污染修正的河流、湖泊沉积物重金属生态毒性风险综合评价方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种河流、湖泊沉积物重金属生态毒性风险的综合评价方法，在河湖底泥重金属污染负荷和毒理熵评价的基础上，对中度及以上重金属污染的样品进一步进行有机污染评价，结合结构方程模型，获得营养组分、氮磷含量、有机污染等对重金属生态毒性的贡献系数，与已有多种底泥重金属评价方法相比，可基于有机污染矫正的重金属生态毒性风险指数，准确评估底泥环境生态系统重金属污染风险，可为河湖水体污染防治和水生态管理服务。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种河流、湖泊沉积物重金属生态毒性风险的综合评价方法，包括以下步骤：

1)取河湖底泥沉积物为环境样品，确定底泥沉积物中重金属污染物含量基础数据，同时获取相应的氮磷营养指标；

2)根据底泥重金属含量使用公式计算样品环境污染富集指数(PLI)和毒理熵(TQ)，初步评价底泥重金属毒性分布特征；

3)利用氮磷营养浓度和组分数据集，计算有机污染负荷指数(OPI)，结合样品重金属毒理熵，构建结构方程模型；

4)拟合有机污染对重金属毒理的叠加指数，计算样品重金属生态毒性综合风险指数，对比风险级别标准进行重金属综合危害评价。

所述环境样品为江、河、湖等底泥沉积物中的一种或者多种。