三峽水庫蓄水初期魚類中重金屬污染研究.pdf

1、三峽庫區(qū)的水生態(tài)環(huán)境問題引入矚目。三峽水庫地處長江中上游山地與下游平原區(qū)過渡的關(guān)鍵生態(tài)節(jié)點(diǎn)上，庫區(qū)水生態(tài)環(huán)境的演化發(fā)育狀況，不僅關(guān)系到庫區(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，三峽水庫庫容巨大，是我國最重要的淡水資源儲庫，關(guān)系到我國供水安全。
　　 三峽庫區(qū)潛在的重金屬生態(tài)風(fēng)險一直以來都是受到高度關(guān)注的熱點(diǎn)問題。由于長江中上游流域處于我國主要的重金屬成礦帶（如，庫區(qū)毗鄰武陵汞礦成礦亞區(qū)），三峽庫區(qū)位于重

2、金屬高背景值區(qū)域。此外，國內(nèi)外最新的研究證據(jù)表明，水庫蓄水后，水文水動力從天然河流的“動水”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，水庫生態(tài)系統(tǒng)有可能成為有利于重金屬在魚類中累積放大的“熱點(diǎn)”，蓄水運(yùn)行后可能出現(xiàn)庫區(qū)魚類肌體中重金屬含量顯著增加的“水庫效應(yīng)”。
　　 針對三峽水庫蓄水后可能存在的重金屬生態(tài)風(fēng)險問題，本研究首次系統(tǒng)調(diào)查了蓄水后庫區(qū)魚類食物鏈（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，初步分析了庫區(qū)內(nèi)魚體中重金屬的水平現(xiàn)狀及影響因素、不同魚種間的差異以及空間分布特征，從總體上掌握了蓄水以來三峽庫區(qū)魚類中重金屬污染特征。根據(jù)水庫水體類型分區(qū)狀況，在庫區(qū)中挑選有代表性的典型水域，利用穩(wěn)定同位素技術(shù)對魚類食物網(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)律及庫區(qū)魚類中重金屬水平分布，分析其變化趨勢及潛在風(fēng)險。最后，再對庫區(qū)居民食用魚類的健康風(fēng)險

4、進(jìn)行了評價。
　　 本論文針對三峽水庫蓄水運(yùn)行近10年后庫區(qū)魚類中重金屬含量及生態(tài)風(fēng)險進(jìn)行了系統(tǒng)研究，其研究成果如下:
　　 1.2011～2012年對庫區(qū)12種常見魚類研究表明，三峽水庫自2003年蓄水運(yùn)用以來，魚體中重金屬含量與蓄水之前相比沒有顯著升高，魚體中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，總絕對濃度水平變化看，三峽水庫的重金屬“水庫效應(yīng)”并不十分顯著。
　　 2.庫區(qū)魚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類棲息地環(huán)境特征變化有較大關(guān)系。在干流中Hg、Zn、Pb和Cr等重金屬在魚體中的濃度表現(xiàn)出從上游的庫尾向下游的庫中遞減的趨勢，庫區(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區(qū)重金屬的暴露風(fēng)險。在庫區(qū)典型支流（大寧

6、河）的回水區(qū)和河口分別采集的11種魚類中，中上層魚類體內(nèi)重金屬含量無明顯區(qū)別，但支流回水區(qū)的底層魚類體內(nèi)Ni、Cu、Zn、As含量顯著高于采自支流河口的底層魚類含量。
　　 3.采用穩(wěn)定同位素分析技術(shù)對庫區(qū)魚類食物鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行了細(xì)致分析，結(jié)果表明，庫區(qū)干、支流間魚類δ13C和δ15N差異顯著，支流中魚體的δ13C和δ15N明顯低于干流，同種魚類在庫區(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）與毗鄰長江干流河口水域（如巫山斷面）魚類的食物來源迥異，大昌斷面水域魚類食物譜可能包括了浮游生物、沉積碎屑和底棲動物等在內(nèi)的多種食源（魚體的δ13C范圍:-28.8‰～-22.5‰），表現(xiàn)出較為典型湖沼型特點(diǎn);與之形成鮮明對比的是，巫山斷面由于受長江干流庫區(qū)的影響，魚類的食物來源比較單一（δ13C范圍:-26.2‰～-23.1‰），主要以來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)類型。
　　 4.庫區(qū)不同

8、水域魚類食物來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類體內(nèi)與沉積物中分布趨勢的差異。庫區(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，其中支流魚類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，汞通過浮游食物鏈

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