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北京地区池塘底泥中重金属分布及其污染评价

文档作者：宗超，张莹+，李英，高峰，吕芳，姚丽燕，赵春晖，孙煊，隋福顺 ( 文档来源：北京市水产技术推广站，农业部渔业产品质量监督检测测试中		点击数：	更新时间： 2025年06月28日
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第7卷第3期食品安全质量检测学报、，01．7 NO．3
2016年3月Journal ofFood Safety and Quality Mar．，2016
北京地区池塘底泥中重金属分布及其污染评价
宗超，张莹+，李英，高峰，吕芳，姚丽燕，赵春晖，孙煊，隋福顺
(北京市水产技术推广站，农业部渔业产品质量监督检测测试中一G(：IL京)，北京100021)
摘要：目的针对北京地区17家养殖池塘底泥中重金属污染状况进行调查及评价重金属生态风险，为水产
养殖环境提供理论依据并指导生产。方法使用原子吸收分光光度法测定底泥中Cu、Zn、Cr、Pb、Cd含量，用
原子荧光分光光度法测定底泥中Hg、As含量；采用单项污染指数、综合污染指数法及Hakanson潜在生态风
险评价方法对养殖池塘底泥中重金属的污染状况分别进行评价。结果17家池塘底泥中重金属Cu、Zn、Cr、
Pb、cd、As的平均含量分别为17．85、50．27、33．09、14．50、0．06和1．98 mg／kg(均以湿基计)，Hg未检出；Zn、
Pb、cd、Hg和As处于安全等级，cu污染处于警戒线，Cr污染处于轻度污染；底泥中重金属的潜在生态风险顺
序依次Cd>Cu>Pb>As>Cr>Zn，潜在生态风险危害程度轻微。结论北京地区17家养殖场池塘底泥中重金属含
量的蓄积对养殖水产品质量影响较小，适宜水产养殖。
关键词：底泥；重金属；养殖池塘；污染评价
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，Fishery 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
+通讯作者：张莹，硕士，助理工程师，主要研究方向为水产品质量安全。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
万方数据
第3期宗超，等：北京地区池塘底泥中重金属分布及其污染评价1057
1 引言
水产养殖池塘中水环境质量直接关系到水产品
的安全，也是水生动物赖以生存的介质。池塘中的底
泥是水环境的重要组成部分，底泥中的物质可以在
水与底泥界面相互交换。通过各种途径进入水体的污
染物，绝大部分通过吸附、络合、沉淀等作用沉积到
底泥中。因此，底泥的污染状况是全面衡量水环境质
量的重要因素【1’2]。池塘中污染物主要包括各种重金
属元素及药物残留。重金属元素可以通过食物链不断
转移，且很难降解排出体外，最终通过沉降、埋藏等
过程进入到底泥中。重金属在底泥中的大量积累会形
成巨大的潜在危害和风险【3。7】。赵汉取等【81对浙北地
区养殖池塘表层沉积物进行重金属潜在生态风险评
价，发现重金属Cd处于中等生态危害等级；余世清
等【9】研究发现杭州地区河道底泥重金属存在不同程
度的超标现象，其中Hg和Cd是主要的潜在生态风
险因子；国内外许多学者检测出重金属有存在部分
河流、湖泊及养殖水体底泥中的现象【10,111。目前，北
京地区养殖池塘中的污染物多数未进行清淤，底泥
中的重金属污染不容忽视。为此，本研究针对北京地
区进行池塘底泥中重金属含量及污染特征调查，进
一步评价重金属生态风险，分析重金属含量蓄积对
养殖环境的影响，并用以指导生产。
2材料与方法
2．1样品采集与处理
项目针对北京市除丰台区和门头沟区其余共11
个水产养殖区县。从中选定17家养殖基地对其进行
养殖具体情况调查，标号为1～17。采集17家养殖场
的池塘底泥样本，底泥样品不少于300 g，采集后装
入样品袋中混合均匀并封存粘贴样品标签。运至实验
室后底泥自然风干。取约10 g底泥在105℃烘至质
量恒等测定含水率。
2．2主要检测仪器
Zeenit 700原子吸收分光光度计(德国耶拿公司)；
s4原子吸收分光光度计(美国Thermo公司)；AFS．830
原子荧光光度计(北京吉天公司)；SH420石墨消解仪
(深圳海能仪器有限公司)；WX．8000微波消解仪(上
海屹尧仪器科技公司)。
2．3样品测定
称取0．1 g的底泥样品置于微波消解罐内罐中，
分别加入5 mL硝酸、1 mL氢氟酸、1 mL盐酸，摇
匀盖盖浸泡过夜，然后放入微波消解仪内进行微波
加热消解，设定功率为2000 W'温度为120℃，赶酸
后用50 mL容量瓶定容，同程制备样品空白，待测。
元素标样(Cu、Zn、Cr、Pb、Cd、Hg、As)购自国家
有色金属及电子材料测试中心。重金属用Zeenit 700
原子吸收分光光度计以及AFS．830原子荧光光度计
测定。
2．4数据处理
相关数据使用Microsoft Excel 2007录入和整理
制表，用SPSS 19．0软件进行数据分析。
2．5评价方法
2．5．1 单项污染指数和综合污染指数
采用中国绿色食品发展中心推荐的单项污染指
数法和综合污染指数法‘12】。土壤评价标准采用GB／T
18407．4—2001《无公害水产品产地环境要求》[1 31。
单项污染指数法：单个重金属元素的污染程度
采用单项污染指数法评价。计算公式为：
Pf：一Ci
Si
上式中：Pi一污染物i的环境质量指数；
Cf一污染物i的实测浓度(mg／kg)；
＆一无公害质量安全限量(mg／kg)。
评价标准如下：Pi≥1——表示污染；Pi≤
l——表示未污染；且Pf值越大，则污染越严重。
综合污染指数法：多种重金属的综合污染指数
采用内梅罗(Nemerow)指数法，计算公式为：
缘2
上式中：暑一——各单因子环境质量污染指数中最
大值；
Pf——所有单因子环境质量指数平均值；
P综——综合污染指数。
评价标准如下：％≤0．7——污染等级为安全；
o．7<曝≤1——污染等级为警戒线；1><喙≤2——>3——污染等级为重污染。
万方数据
1058 食品安全质量检测学报第7卷
2．5．2潜在生态风险评价方法
用Hakanson的潜在生态危害指数法评价重金属
污染对养殖水产品质量的潜在生态风险。根据该方法，
重金属潜在生态危害系数E(ecological harm
coefficient)和重金属潜在生态危害指RI(ecological
risk index)的计算公式分别为
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为重金属i的潜在生态危害系数；
贮为重金属i的毒性响应系数(见表1)；
Cj为第i种重金属元素的污染系数；
c：为沉积物中第i种重金属含量的实测值
(mg／kg)；
c：为重金属i的背景参比值(采用全国土壤背景
值，见表1)。
并且，参照Hakanson方法，根据重金属生态危
害系数(E)和生态危害指数(RI)对沉积物中重金属
污染程度进行分级(见表2)。
表1 重金属的参比值(c：)和毒性系数(衫)1141
Table 1 Reference values(c：)and toxicity factor(F)
of heavy metals
表2生态危害系数、指数与危害程度分级‘151
Table 2 Logical risk degrees corresponding to the
potential ecological risk index and factor
3结果与分析
3．1 养殖场沉积物中重金属含量
17家池塘底泥中重金属含量检测分析结果如表
3。Cu、Zn、Cr、Pb、Cd、Hg、As的平均值含量分
别为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)、
未检出、1．98(0．92～3．15)mg／kg(湿)。北京地区池塘底
泥中重金属的平均含量从大到小依次为Zn>Cr>Cu
>Pb>As>Cd>Hg，表明在北京地区池塘底泥中重
金属zn和Cr的含量较高，cd和Hg的含量较低。依
据《无公害水产品产地环境要求》要求养殖池塘底泥
中Cu、zn、Cr、Pb、Cd、Hg和As的含量应分别≤
30、150、50、50、0．5、0．2、20 mg／kg(湿1。司知17
家池塘底泥中各重金属平均含量均未超过标准限制
值要求。
从标准偏差和变异系数的统计结果来看，北京
地区池塘底泥中7种重金属的标准差顺序依次为Cr
>Zn>Pb>Cu>As>Cd>Hg，其中，重金属Cr和
zn的标准差较大，重金属As、Cd及Hg的标准差较
小；7种重金属的变异系数从大到小依次为Cd>Cr>
Pb>Cu>As>Zn>Hg，其中，重金属Cd和Cr的变
异系数较大，重金属As、zn及Hg的变异系数较小。
说明，北京地区池塘底泥中各元素间的标准差和变
异系数均相差较大，反映了池塘底泥中各采样点7种
重金属污染状况有较大差异【16]。
3．2养殖池塘底泥中重金属污染状况评价
北京地区养殖池塘重金属单项污染指数和综合
污染指数见表4。计算可知，北京地区池塘底泥中除
重金属Cr出现单项污染指数用≥1，受到重金属Cr
污染，其余重金属单项污染指数均R≤1未受到污
染，说明北京地区个别养殖场池塘底泥受到Cr污染；
从综合污染指数来看，Cu的综合污染指数P。>0．7，
说明Cu的污染处于警戒线，需要引起重视；Cr综合
污染指数I<2，说明北京地区养殖池塘底泥中cr>Cu>Pb>As>Cr>Zn。各
采样点重金属潜在生态危害指数均小于1 50，属于低
潜在生态风险水平，如表5所示。因此，池塘底泥中
重金属含量蓄积对养殖环境影响较小。
万方数据
第3期宗超，等：北京地区池塘底泥中重金属分布及其污染评价1059
表3池塘底泥污染物含量(湿重)
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：——表示未检出
表4池塘底泥重金属污染指数
Table 4 Pollution index of heavy metals in the aquaculture sediment
万方数据
1060 食品安全质量检测学报第7卷
注：汞含量值以土壤检出限值的一半计算
表5沉积物中重金属潜在生态危害系数和危害指数
Table 5 Potential ecological risk factor and index of heavy metals in the sediment
万方数据
第3期宗超，等：北京地区池塘底泥中重金属分布及其污染评价1061
4结论
水产养殖中的重金属污染分为外源性和内源性，
外源性通常指工农业生产中的重金属污染物通过大
气沉降、雨水冲刷、随废水排放等途径进入水体引起
污染；内源性指在养殖过程中，由于饲料的投放、渔
药的施用等养殖行为所导致的重金属污染。重金属由
于具有持久性、生物富集和放大作用而一直受国内外
环境学家的关注。然而重金属含量的升高，将严重影
响着人类及其他生物的健康与生存，如Hg、As、cr
能引起神经系统疾病和有致痛作用。
本次通过使用原子吸收分光光度法和原子荧光
分光光度法测定底泥中Cu、zn、Cr、Pb、Cd、Hg、
As含量，并对其污染特征进行研究。北京地区17家
池塘底泥中所有养殖场7种重金属的平均值、标准差
及变异系数的结果可知池塘底泥中各污染物含量均
为未超过标准限制值；从标准偏差和变异系数的统
计结果来看，池塘底泥在7种重金属污染情况下污染
程度不同，这可能与饲料等投人品中携带的重金属、
人类活动影响的大小及方式等有关。单项污染指数和
综合污染指数结果表明，北京地区个别养殖场池塘
底泥受到Cr污染，Cu处于轻度污染，亟需进行污染
控制和底泥疏浚治理。总体而言，北京地区17家养
殖场池塘底泥中重金属含量的蓄积对养殖水产品质
量影响较小，适宜水产养殖。
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(责任编辑：金延秋)
宗超，硕士，工程师，主要研究方向
为水产品质量安全。
E—mail：zongcha02000@163．com
张莹，硕士，助理工程师，主要研究
方向为水产品质量安全。
E—mail：yingzhan97875@163．com

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