南河底泥监测评估报告.docx

1、南河底泥监测评估报告底泥环境质量评估4.1 南河淤泥分布及常规指标分析4.1.1南河淤泥厚度分布从表4-1中南河各断面淤泥分布情况可知，南河淤泥分布不均匀，由于沿程排污及水流的作用，上游河段淤泥深度较浅（3090 cm），而下游淤泥深度较大，最深达180 cm（7断面）。表4-1 南河淤泥厚度分布断面1234567891011淤泥深度（cm）30259065701801601201151204.1.2南河表层淤泥常规指标分析南河沿程表层底泥中总氮和总磷含量总体都较高（图4-1和图4-2）， 8#断和11#断面尤其明显，其中8#断面分别高出太湖表层底泥23倍和1213倍。11#断面总氮总磷含量最

2、高，分别高出太湖表层底泥3.5倍和14倍。由此可见，南河表层底泥长期积累了大量的氮磷营养物质，对南河水体及下游秦淮河水质具有较大的潜在威胁，特别是夏季高温时大量的营养盐将会释放进入水体引起二次污染。图4-1 南河沿程各断面表层底泥TN含量图4-2 南河沿程各断面表层底泥TP含量图4-3 南河沿程各断面表层底泥硫化物含量图4-4 南河沿程各断面表层底泥有机质含量南河断面表层底泥为深黑色淤泥，泥质疏松，有臭味。硫化物、有机质、氨氮、总氮、总磷都非常高，说明有机污染严重，蓄积了大量有机质和营养元素，有机物分解生成大量硫化物和氨氮，造成底泥黑臭。其中7#、8#及11#断面有机质和硫化物含量很高，11#

3、断面有机质高达12%，为太湖表层底泥的7.7倍；7#断面硫化物高达691.5 mg/kg，为太湖底泥的76.3倍。4.2 南河表层底泥重金属指标分析4.2.1表层底泥重金属指标分析在一定条件下，如底泥上覆水缺氧、风浪扰动或夏季升温，底泥中的污染物会释放到上覆水中。重金属由于具有环境持久性，难被微生物分解，能破坏生物体正常生理代谢活动，会对生态环境造成极大危害，因此，成为河流水环境治理中需要控制的重要污染。南河表层底泥中Fe、Mn、Cr、Ni、Cu、As、Cd、Hg、Pb和Zn的分布情况如下。铁和锰是河道淤泥致黑的主要元素。在监测的南河10个断面中，Fe和Mn含量都很高（图4-5和4-6）。断面

4、中Mn含量最低的是11#断面，为804.9 mg/kg，最高的是2#断面，达4234.2 mg/kg，南河各断面Mn含量均高于土壤背景值（594 mg/kg）。各断面中Fe含量都较高，含量最低的10#断面为215802.4 mg/kg，最高为8#断面331467.1 mg/kg。太湖表层底泥平均含铁量为27960 mg/kg，而南河底泥中总铁平均值约为太湖表层底泥平均值的10倍。图4-5 南河沿程各断面表层底泥Mn含量图4-6 南河沿程各断面表层底泥Fe含量南河各断面底泥重金属Cr含量差异较大（图4-7），根据分析，4#、7#、8#、10#和11#断面Cr污染严重，均超出土壤二级标准，超标倍数

5、分别为6.6、1.1、4.9、1.7和6.7。2#、5#、6#和9#断面Cr含量达到二级标准，其中，1#、3#断面为一级标准，南河淤泥受Cr污染程度相对较小。图4-7 南河沿程各断面表层底泥Cr含量南河表泥中Ni的监测状况如图4-8，4# 、5#、7#、8#、10#和11#断面Ni含量很高，超过了土壤环境质量标准的二级标准，其中4#断面表层底泥Ni含量最高，超出二级标准64.2倍，并超过三级标准，浓度较高。2#、6#、9#断面表层底泥Ni含量符合二级标准，1#和3#断面表层底泥Ni含量符合一级标准。图4-8 南河沿程各断面表层底泥Ni含量图4-9为南河各断面底泥中Cu含量分布，多数断面达到土壤

6、环境质量标准的二级标准。7#、8#和11#三个断面超出二级标准，超出倍数分别为0.16、0.66和0.54，污染程度相对较轻。图4-9 南河沿程各断面表层底泥Cu含量整条河道各个断面的表层底泥中As含量相对较低，多数断面都达到土壤环境质量标准的二级标准，仅8#断面略超出二级标准， 2#、3#、5#和7#断面达一级标准，7#断面表层底泥As含量最低。图4-10 南河沿程各断面表层底泥As含量南河表层底泥受Cd污染严重，所有断面均超出二级标准，1#、2#、3#、5#、4#、6#、7#、8#、9#、10#和11#的超标倍数分别达38.2、47.8、5.2、11.5、1.7、6.4、22.4、4.9、

7、2.6、1.2和6.7；2#、3#、4#、6#、7#、8#、9#和11#断面Cd含量超过了土壤环境质量标准的三级标准值，2#断面含量最高。图4-11南河沿程各断面表层底泥Cd含量南河表层底泥重金属Hg含量状况如图4-12，污染也比较严重，所有断面表层底泥均超出土壤环境质量标准的二级标准值。2#-4#、7#、8#和11#断面甚至超出三级标准值，最大值出现在11#断面位置。图4-12 南河沿程各断面表层底泥Hg含量如图4-13，南河表泥中Zn含量很高，污染极严重，所有断面均超土壤环境质量标准的二级标准值。1#11#断面超出标准（二级）倍数分别达11.10、12.4、17.1、21.1、19.5、2

8、.9、7.8、4.1、2.4、7.1和16.3，并且全部断面超出三级标准值。图4-13 南河沿程各断面表层底泥Zn含量南河底泥重金属Pb的含量状况如图4-14，除7#断面外，其他所有断面表层底泥Pb含量均达到土壤环境质量标准的二级标准值；最大值出现在7#断面，略超出二级标准1.17倍。图4-14 南河沿程各断面表层底泥Pb含量综上，南河底泥主要的重金属污染因子为Cd、Hg和Zn，10个断面均未达土壤环境质量标准的二级标准（农田适用）；2#断面Cd含量最高，超二级标准47.8倍。Zn含量普遍超标严重。而2#和11#断面的Hg超出二级标准12.27和15.88倍。南河表层底泥10个断面中，有5个断

9、面的Cr超出二级标准，污染较重；4#断面的Ni含量超出标准（二级）64.2倍，Pb尽在7#断面超出二级标准（和三级标准）。总体上南河表层底泥重金属污染较严重。4.2.2表层底泥重金属指标综合评价对南河的底泥中重金属的评价采用的是综合污染指数法，各断面重金属单项污染指数计算结果见表4-2，最终评价结果见表4-3。从各断面表层底泥的单项污染指数中可以发现各断面Hg、Cd和Zn的超标倍数最高，Hg在各个断面超标倍数都较大，在11#断面超标（二级标准）倍数达32.8，全程最高；Zn在各个断面超标倍数都比较大，最大值出现在4#断面；Cd在各个断面超标比较严重，最大超标倍数为47.8，出现在2#断面。其余

10、值得注意的是4#断面的Ni，单项污染指数高达65.2。由综合污染指数法对南河各断面重金属污染的评价，1#，2#，3#，4#，5#，7#和11#断面处于重度污染，6#，8#、9#和10#断面属于重金属中度污染。4#断面的重金属污染最为严重，P值高达46.2，其次是2#断面，P值为35.2。2#断面的超标因子为Cd（48.8）、Hg（26.5）和Zn（13.4），4#断面的超标因子为Cr（7.6）、Ni（65.2）、Cd（12.5）、Hg（8.2）和Zn（22.1）。表4-2 各断面表层底泥单项污染指数计算结果断面CrNiCu As Cd Hg Pb Zn1#0.44 0.76 0.48 0.35

11、 39.07 25.36 0.92 12.10 2#0.46 0.86 0.67 0.44 48.80 26.54 1.00 13.35 3#0.39 0.73 0.34 0.42 6.17 5.52 0.26 18.08 4#7.57 65.17 0.77 0.56 12.47 8.20 0.47 22.11 5#0.52 1.39 0.42 0.37 2.67 1.70 0.20 20.48 6#0.53 0.86 0.65 0.54 7.37 1.12 0.34 3.87 7#2.09 1.33 1.16 0.16 23.40 5.54 2.17 8.82 8#5.90 1.38 1.6

12、6 0.91 5.90 1.26 0.50 5.11 9#0.57 0.83 0.57 0.64 3.60 4.14 0.24 3.39 10#2.71 4.03 0.46 0.66 2.20 1.58 0.16 8.13 11#7.73 1.93 1.54 0.56 7.67 33.76 0.54 17.31 表4-3 各断面表层底泥综合污染指数评价结果断面PaPmP污染程度1#8.88 39.07 28.33 重污染2#9.93 48.835.21 重污染3#11.51 18.0815.16 重污染4#3.99 65.1746.17 重污染5#14.67 20.4817.81 重污染6#3

13、.47 7.375.76 中污染7#1.91 23.416.60 重污染8#5.59 5.95.74 中污染9#2.83 4.143.54 中污染10#1.75 8.135.88 中污染11#2.49 33.7623.94 重污染1#8.88 39.0728.33 重污染4.2.3南河表层底泥生态风险评价表层底泥中Cd的污染最为严重，72.7%的采样点达到很高潜在生态风险，18.2%的采样点处于高潜在生态风险，9.1%的采样点处于较高潜在生态风险。Hg的污染也较为严重，54.5%的采样点达到很高潜在生态风险，9.1%的采样点处于高潜在生态风险，27.3%的采样点处于较高潜在生态风险。其余重金属

14、污染情况相对较轻，仅有4#断面的Ni达到很高潜在生态风险，4#和5#断面的Zn达到较高潜在生态风险。表层底泥中检测的8种重金属的潜在生态风险大小顺序为：CdHgNiZnPbCuAsCr。从重金属的总体污染程度来看，河道的底泥污染基本属于高潜在生态风险，11个采样点中高潜在生态风险占81.8%，较高潜在生态风险占18.2%。其中2#断面采样点重金属污染最为严重，RI值达到5357，1#断面次之，RI值为4585，4#、7#和11#断面的潜在生态风险也较高。评价结果表明河道底泥重金属污染较严重，主要污染物是Cd和Hg。图4-15南河沿程各断面表层底泥重金属含量表4-5表层底泥重金属的潜在生态风险采

15、样点RICrNiCuAsCdHgPbZn1#27111127051749534845852#28151333771831575353573#2781342738015729244#396101717862566278822265#313101118511811824336#3815165107819156647#111226516193811243522148#301337274098729206539#381319250285141460510#1438102015210993238411#40183517531232831693069均值146718151003719354819204.3

16、 南河表层底泥污染释放分析4.3.1试验设计一般来说，静态释放试验与河流自然状态下底泥的释放情况有所不同，这主要是因为河流本身的水动力条件和水化学条件所造成，但是静态释放试验可以为底泥自然释放摸清情况，为有条件下的释放提供基础平台，同时静置试验也可以尽量避免试验中人为因素的影响，而获得比较可靠的数据资料。为了更加真实的模拟南河河流底泥的真实情况，试验中全部采用纯净水做释放水体，对南河11个断面的底泥进行了实验，控制纯净水：底泥体积比平均约为3:1。实验持续进行15天，每5天取烧杯中的上覆水，尽量不扰动水体。取样后立即进行固定，测定总氮、氨氮、硝态氮、总磷及高猛酸盐指数；同时，每5天测定水体的D

17、O、T及pH。4.3.2水质影响分析各断面表层底泥静态释放过程中（持续15天），上覆水pH在7.1-7.8之间，水体温度保持在22oC左右。（1）表层底泥中氮释放规律南河沿程11个监测断面表层底泥总氮的释放规律具有一致性（图4-16），即初期05天内，上覆水中总氮浓度急剧上升，平均浓度达到10.6 mg/L；610天内，各断面上覆水平均浓度达到13.4 mg/L，平均增量为2.8 mg/L；1115天内，各断面上覆水平均浓度达到14.6 mg/L，平均增量为1.2 mg/L。所有断面表层底泥在短期内（05天）的静态释放引起的上覆水总氮浓度都较高，大大超过了V类水质标准（2 mg/L）。沿程11

18、个监测断面表层底泥氨氮的释放规律（图4-17）与总氮的释放规律基本一致。05天内，各断面上覆水中氨氮平均浓度急剧上升至6.9 mg/L；610天内，上覆水平均浓度达到9.5 mg/L，平均增量为2.7 mg/L；1115天内，各断面上覆水平均浓度达到10.3 mg/L，平均增量下降为0.8 mg/L。同样，各断面表层底泥在短期内静态释放的氨氮仍然造成上覆水体中氨氮浓度严重超标。3#断面表层底泥中硝态氮的释放较为显着（图4-18），引起上覆水中硝态氮浓度达到8.2 mg/L，其他断面上覆水中硝态氮浓度比较接近，平均为1.5 mg/L。图4-16表层底泥释放总氮浓度图图4-17表层底泥释放上覆水中

19、氨氮浓度图4-18表层底泥释放上覆水中硝态氮浓度（2）表层底泥中CODMn释放规律沿程11个监测断面表层底泥中CODMn的释放规律具有一致性（图4-19），第5天、第10天及第15天的CODMn的平均浓度为8.7 mg/L、12.2 mg/L及15.1 mg/L；610天的CODMn的平均浓度增量为3.5 mg/L，1115天的CODMn的平均浓度增量为2.9 mg/L。由此可见，CODMn的平均浓度增量趋于平缓，且第10天后平均浓度增量逐渐下降，这与有机污染物质随着时间自然降解有关。另外，表层底泥在纯净水中的释放会加大释放速率和释放量，所以实验中上覆水中CODMn可能出现超过V类水质标准的现

20、象。而在实际河道中，受南河污染水体与底泥间浓度差较小的制约，表层底泥孔隙水中的污染物质释放速率和总体释放量相对较小。图4-19表层底泥释放上覆水中CODMn浓度（3）表层底泥中总磷释放规律沿程表层底泥中磷在静态释放的情况下（图4-20），05天、610天及1115天内各断面上覆水中总磷的平均浓度分别达到0.4、0.5和0.9 mg/L。各断面总磷释放量增量明显，持续释放15天均超过V类水质标准。特别是2#、5#、8#及9#断面超标严重，其中5#断面表层底泥总磷释放速率最快，释放量也最大。图4-20表层底泥释放上覆水中总磷浓度（4）上覆水溶解氧浓度变化情况表层底泥污染物释放导致水体中溶解氧浓度降

21、低（图4-21），严重影响水质，特别是1#、2#、4#、5#、8#、9#、10#及11#断面溶解氧含量均小于2 mg/L，超过V类水质标准。图4-21表层底泥释放上覆水中DO浓度综合以上情况来看，南河沿程各断面表层底泥静态释放污染物后造成了上覆水体（纯净水）中的氮、磷、COD等严重超标，溶解氧含量下降。各个断面由于底泥特性及污染物质含量等不同，污染物释放的速率和释放量也不同。静态释放实验不能全面反映自然河道中的实际情况，由于上覆水和表层底泥间污染物浓度差的不同造成实验结果会偏大。但静态释放实验能很好的反映表层底泥的释放特征，更能反映河道经过治理换水（假设不清淤）后可能会引起表层底泥中污染物质的

22、加速释放，从而再次恶化水质。因此，建议清除淤泥。4.4 南河沉积物柱状样分析本次监测南河沿程取了4个沉积物柱状样进行分析，分别是4#、6#、9#和11#断面，能够较好反映南河的沉积物分布特征。从柱状样分层特征，沉积物中各层氮磷含量都明显偏高，氮磷含量在各深度层的分布特征相似，南河下游河段淤泥中污染含量分布明显高于上游河段，11#断面各层淤泥污染最严重。总体上各深度层沉积物中氮磷含量均高于太湖表层底泥含量。图4-22和4-23显示，4#断面2040 cm深度淤泥氮磷含量均略高于表层（020 cm）；6#断面氮磷含量最高值分布在2040 cm深度；9#断面氮磷含量最高值分布在4060 cm深度；1

23、1#断面氮磷含量最高值则分布在80100 cm深度。由此可见，南河表层底泥及深层底泥污染都非常严重，沿程从2#11#污染越来越严重，11#断面最为严重。图4-22南河4个断面柱状样底泥总氮含量图4-23南河4个断面柱状样底泥总磷含量4个柱状样中各层深度有机质和硫化物含量也明显偏高（图4-24和4-25）。有机质含量平均值分别为8.03%、4.26%、4.6%及8.15%，分别为太湖表层底泥平均值的5.1、2.7倍、2.9倍及5.2倍；硫化物含量平均值分别为370.3、148.5、303.3和301.3 mg/kg，为太湖表层底泥平均值（9.07 mg/kg）的40.9、16.4、33.5和31

24、.4倍。6#断面的硫化物与其他断面差别较大。图4-24柱状样不同深度有机质含量有机质和硫化物的分布规律基本一致，有机物丰富，且厌氧分解产生大量的硫化物。从6#和9#的有机质及硫化物柱状样分析可见，底泥060 cm深度的硫化物及有机质含量逐渐升高，60100 cm有机质及硫化物含量逐渐降低；11#柱状样0100 cm有机质及硫化物含量均较高，100120 cm含量降低。总体上4个断面各层沉积物均积累了大量的有机污染物和营养物质，并且有机质和硫化物含量高，处于厌氧还原状态。图4-25柱状样不同深度硫化物含量图4-26 柱状样不同深度Cr含量图4-26为4#、6#、9#和11#断面柱状样不同深度Cr

25、含量分布。4#柱状样040 cm中Cr含量均超过土壤环境质量的二级标准；6#断面柱状样060 cm中Cr含量均超过土壤的二级标准，最大值出现在4060 cm深度；9#柱状样060 cm中Cr含量均超过二级标准，最大值出现在4060 cm深度；11#柱状样060cm中Cr含量相对较低，达到二级标准，而60100cm中Cr含量超过二级标准，最大值出现在6080 cm深度。总体而言，4个断面柱状样中Cr污染均较严重，4#、6#和9#断面Cr主要分布在060 cm深度，而11#断面则主要分布在60100 cm深度。图4-27为4#、6#、9#、11#柱状样不同深度Ni含量情况。4#柱状样，040cm中

26、Ni含量很高，远超出土壤环境质量标准的三级标准值，且超出倍数很高；6#样中，080cm底泥中Ni含量均超出三级标准，80100 cm符合二级标准，最大值出现在4060 cm深度；9#柱状样，060 cm中Ni含量均超出三级标准，6080 cm中Ni含量超出二级标准值，最大值出现在4060 cm深度；11#柱状样，总体上各层Ni含量较低，略超二级标准，仅6080 cm深度处超出三级标准值。由此可知，南河底泥中Ni的污染聚集在中上层，即060 cm深度部分，11#断面则主要分布在6080 cm深度部分。图4-27 柱状样不同深度Ni含量四个断面柱状样不同深度Cu含量总体情况较好（图4-28），大多

27、能达到土壤环境质量标准的二级标准值。4#、6#断面柱状样污染较轻，均能达到二级标准值；9#断面的2060 cm深度Cu含量较高，超过了二级标准值，最大值出现在2040 cm深度；11#断面Cu污染相对更严重，0100 cm深度Cu含量均超过了二级标准值，最大值出现在6080 cm深度（略超三级标准值）。图4-28 柱状样不同深度Cu含量图4-29为4#、6#、9#、11#柱状样不同深度As含量情况，总体上各层深度底泥受As污染相对较轻，所有断面所有深度均能达到土壤环境质量标准的二级标准值。4#断面As含量相对较高，040 cm达20 mg/kg以上；6#断面表层含As最高，随深度增加逐渐减小；

28、9#和11#断面各层As含量基本接近，最高值都出现在6080 cm深度。图4-29 柱状样不同深度As含量南河四个断面柱状样中Cd污染较严重，所有断面所有深度全部超过土壤环境质量标准的二级标准值，且大多数都超过三级标准值（图4-30）。4#断面040 cm底泥受Cd污染最为严重，超标达60 倍以上；其次是6#断面，2040 cm和6080 cm分别超出二级标准值15.8倍和29.7倍。 图4-30 柱状样不同深度Cd含量图4-31 柱状样不同深度Hg含量图4-31为4#、6#、9#和11#断面沉积物柱状样不同深度Hg含量分布情况。总体上底泥受Hg污染极其严重，四个断面几乎所有深度底泥中Hg含量

29、均远超过土壤环境质量标准的二级标准值（0.5 mg/L）和三级标准值（1.5 mg/L）。其中，6#断面的020 cm和80100 cm深度Hg含量均较高，最大值出现在80100 cm深度，超过二级标准值335倍；9#断面最大值出现在80100 cm深度，超过二级标准值211倍；11#断面柱状样中Hg含量最大值出现在80100 cm深度，超出二级标准976倍。图4-32 柱状样不同深度Pb含量图4-32为4#、6#、9#和11#断面沉积物柱状样不同深度Pb含量分不情况。总体上，南河下游段9#和11#断面各层底泥Pb含量较低，均达到土壤环境质量标准的二级标准（300 mg/kg），优于上游河段4#和6#断面。其中4#断面020 cm底泥Pb含量最高，平均超过二级标准值15倍，并均超过三级标准值（500 mg/kg）；6#断面则在深度方向分布不均，020 cm、4060 cm和80100 cm深度均符合二级标准值要求，而2040 cm和6080 cm深度则平均超过二级标准值1.1倍，并超过三级标准。图4-33 柱状样不同深度Zn含量图4-33显示南河四个断面不同深度底泥Zn含量普遍污染较重，均远超过土壤环境质量标准的二级标准（250 mg/kg）和三级标准（500 mg/kg）。其中4#断面040 cm的Zn含量平均超过二级标准13倍；6#断面060 cm的Zn含量