三峽水庫(kù)蓄水初期魚(yú)類(lèi)中重金屬污染研究.pdf

1、三峽庫(kù)區(qū)的水生態(tài)環(huán)境問(wèn)題引入矚目。三峽水庫(kù)地處長(zhǎng)江中上游山地與下游平原區(qū)過(guò)渡的關(guān)鍵生態(tài)節(jié)點(diǎn)上，庫(kù)區(qū)水生態(tài)環(huán)境的演化發(fā)育狀況，不僅關(guān)系到庫(kù)區(qū)水生態(tài)安全，也關(guān)系到下游廣大沿江地區(qū)及河口的生態(tài)環(huán)境健康。同時(shí)，三峽水庫(kù)庫(kù)容巨大，是我國(guó)最重要的淡水資源儲(chǔ)庫(kù)，關(guān)系到我國(guó)供水安全。
　　 三峽庫(kù)區(qū)潛在的重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)一直以來(lái)都是受到高度關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。由于長(zhǎng)江中上游流域處于我國(guó)主要的重金屬成礦帶（如，庫(kù)區(qū)毗鄰武陵汞礦成礦亞區(qū)），三峽庫(kù)區(qū)位于重

2、金屬高背景值區(qū)域。此外，國(guó)內(nèi)外最新的研究證據(jù)表明，水庫(kù)蓄水后，水文水動(dòng)力從天然河流的“動(dòng)水”狀態(tài)轉(zhuǎn)化為人工湖泊的“靜水”狀態(tài)，湖沼作用可能加強(qiáng)水環(huán)境中重金屬（如汞）的活化，水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)有可能成為有利于重金屬在魚(yú)類(lèi)中累積放大的“熱點(diǎn)”，蓄水運(yùn)行后可能出現(xiàn)庫(kù)區(qū)魚(yú)類(lèi)肌體中重金屬含量顯著增加的“水庫(kù)效應(yīng)”。
　　 針對(duì)三峽水庫(kù)蓄水后可能存在的重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，本研究首次系統(tǒng)調(diào)查了蓄水后庫(kù)區(qū)魚(yú)類(lèi)食物鏈（關(guān)鍵種）中重金屬（汞Hg、鉻Cr、

3、鎘Cd、鉛Pb、砷As、銅Cu、鋅Zn和鎳Ni）的含量水平，初步分析了庫(kù)區(qū)內(nèi)魚(yú)體中重金屬的水平現(xiàn)狀及影響因素、不同魚(yú)種間的差異以及空間分布特征，從總體上掌握了蓄水以來(lái)三峽庫(kù)區(qū)魚(yú)類(lèi)中重金屬污染特征。根據(jù)水庫(kù)水體類(lèi)型分區(qū)狀況，在庫(kù)區(qū)中挑選有代表性的典型水域，利用穩(wěn)定同位素技術(shù)對(duì)魚(yú)類(lèi)食物網(wǎng)特征進(jìn)行了分析，探索了重金屬在水生食物網(wǎng)上的遷移轉(zhuǎn)化和富集放大規(guī)律及庫(kù)區(qū)魚(yú)類(lèi)中重金屬水平分布，分析其變化趨勢(shì)及潛在風(fēng)險(xiǎn)。最后，再對(duì)庫(kù)區(qū)居民食用魚(yú)類(lèi)的健康風(fēng)險(xiǎn)

4、進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
　　 本論文針對(duì)三峽水庫(kù)蓄水運(yùn)行近10年后庫(kù)區(qū)魚(yú)類(lèi)中重金屬含量及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，其研究成果如下:
　　 1.2011～2012年對(duì)庫(kù)區(qū)12種常見(jiàn)魚(yú)類(lèi)研究表明，三峽水庫(kù)自2003年蓄水運(yùn)用以來(lái)，魚(yú)體中重金屬含量與蓄水之前相比沒(méi)有顯著升高，魚(yú)體中Hg、Cr、Cu、Pb、Ni、Zn、As和Cd的平均濃度分別為0.56mg/kg，0.28mg/kg，0.23mg/kg，0.19mg/kg，0.60mg/kg

5、，6.1 mg/kg，0.46 mg/kg和5.6μg/kg，總絕對(duì)濃度水平變化看，三峽水庫(kù)的重金屬“水庫(kù)效應(yīng)”并不十分顯著。
　　 2.庫(kù)區(qū)魚(yú)體中重金屬含量表現(xiàn)出較明顯的空間異質(zhì)性特征，這可能與蓄水引起的魚(yú)類(lèi)棲息地環(huán)境特征變化有較大關(guān)系。在干流中Hg、Zn、Pb和Cr等重金屬在魚(yú)體中的濃度表現(xiàn)出從上游的庫(kù)尾向下游的庫(kù)中遞減的趨勢(shì)，庫(kù)區(qū)泥沙沉積作用沿程加強(qiáng)的“凈化作用”一定程度降低了三峽庫(kù)區(qū)重金屬的暴露風(fēng)險(xiǎn)。在庫(kù)區(qū)典型支流（大寧

6、河）的回水區(qū)和河口分別采集的11種魚(yú)類(lèi)中，中上層魚(yú)類(lèi)體內(nèi)重金屬含量無(wú)明顯區(qū)別，但支流回水區(qū)的底層魚(yú)類(lèi)體內(nèi)Ni、Cu、Zn、As含量顯著高于采自支流河口的底層魚(yú)類(lèi)含量。
　　 3.采用穩(wěn)定同位素分析技術(shù)對(duì)庫(kù)區(qū)魚(yú)類(lèi)食物鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行了細(xì)致分析，結(jié)果表明，庫(kù)區(qū)干、支流間魚(yú)類(lèi)δ13C和δ15N差異顯著，支流中魚(yú)體的δ13C和δ15N明顯低于干流，同種魚(yú)類(lèi)在庫(kù)區(qū)干流、支流的攝食途徑可能有較大差異。以大寧河為典型支流的調(diào)查結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)，支流回

7、水區(qū)（如大昌斷面）與毗鄰長(zhǎng)江干流河口水域（如巫山斷面）魚(yú)類(lèi)的食物來(lái)源迥異，大昌斷面水域魚(yú)類(lèi)食物譜可能包括了浮游生物、沉積碎屑和底棲動(dòng)物等在內(nèi)的多種食源（魚(yú)體的δ13C范圍:-28.8‰～-22.5‰），表現(xiàn)出較為典型湖沼型特點(diǎn);與之形成鮮明對(duì)比的是，巫山斷面由于受長(zhǎng)江干流庫(kù)區(qū)的影響，魚(yú)類(lèi)的食物來(lái)源比較單一（δ13C范圍:-26.2‰～-23.1‰），主要以來(lái)自江水中的顆粒有機(jī)物為主，表現(xiàn)為典型的河流生態(tài)類(lèi)型。
　　 4.庫(kù)區(qū)不同

8、水域魚(yú)類(lèi)食物來(lái)源的差異可能造成了重金屬暴露途徑的不同，并導(dǎo)致了重金屬在底層魚(yú)類(lèi)體內(nèi)與沉積物中分布趨勢(shì)的差異。庫(kù)區(qū)的干、支流水體中均存在Hg的食物鏈生物放大現(xiàn)象，但不同水域間的放大效率存在顯著差別，其中支流魚(yú)類(lèi)食物鏈上汞的放大效率顯著高于干流水域。而在典型支流的回水區(qū)和河口中，回水區(qū)中汞的放大效率高于河口水域。支流回水區(qū)和河口的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)存在明顯差別，回水區(qū)食物網(wǎng)偏向于湖泊型，河口食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)偏向于河流型。在回水區(qū)食物網(wǎng)中，汞通過(guò)浮游食物鏈

9、傳遞放人的效率顯著高于通過(guò)底棲食物鏈傳遞的放大效率，但汞在浮游食物鏈中傳遞時(shí)的初始濃度低于通過(guò)底棲食物鏈傳遞時(shí)的初始濃度。隨著水庫(kù)環(huán)境條件的不斷變化，魚(yú)體的汞暴露存在一定的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
　　 5.三峽庫(kù)區(qū)16種魚(yú)類(lèi)中重金屬含量與氮穩(wěn)定同位素δ15N回歸分析結(jié)果顯示，魚(yú)體中的Cr、Zn、Pb、Cd、As和Hg濃度隨營(yíng)養(yǎng)等級(jí)的升高而增加，Ni和Cu則表現(xiàn)出隨營(yíng)養(yǎng)等級(jí)的升高而降低的趨勢(shì)，但其濃度與δ15N的相關(guān)性均不顯著。所有重金屬中只