河流底泥DOM、营养盐与重金属空间分异特征及响应关系

来源：环境科学杂志2022年第1期北京时间：

作者：肖艳春,于会彬,宋永会

单位：福建省农业科学院农业工程技术研究所, 福州 350003,中国环境科学研究院流域水环境污染综合治理研究中心, 北京 100012,中国环境科学研究院流域水环境污染综合治理研究中心, 北京 100012

摘要：为探究河流底泥中的溶解性有机物（DOM）和营养盐对重金属迁移转化的影响，以沈阳市新穆河、南小河和老背河为研究对象，利用三维荧光光谱，结合平行因子（PARAFAC）、主成分分析（PCA）和结构方程模型（SEM）研究了底泥中的DOM、营养盐与重金属的空间分异特征及DOM与营养盐对重金属的响应关系.结果表明，3条河流底泥中的总氮（TN）和总磷（TP）呈重度污染状态.南小河底泥中的ω（Zn）、ω（As）、ω（Cu）、ω（Ni）和ω（Cd）分别是辽宁省土壤背景值的2.48、1.02、3.45、3.00和39.05倍，老背河的ω（Zn）、ω（Cu）和ω（Cd）分别是背景值的2.56、1.92和8.00倍，新穆河的ω（Zn）和ω（Cu）分别是背景值的1.40和1.10倍，总体上3条河流均存在重金属累积现象，累积严重程度为：南小河>老背河>新穆河，其中南小河和老背河Cd污染严重.应用PARAFAC共解析出5类DOM组分，分别为类色氨酸、酚类络合物、微生物代谢产物、类富里酸和类胡敏酸，其中类富里酸和类胡敏酸丰度较高；基于PCA分析，新穆河底泥污染的主控因子为TN、TP、类富里酸和类胡敏酸等，主要来源于农业面源污染和农村生活污水；南小河的主控因子为TP、Zn、Cu、As和类胡敏酸等，主要来源于工业废水和城市生活污水；老背河的主控因子为TN、TP、Zn、类富里酸和类胡敏酸等，主要来源于城市生活污水和建筑废弃物等.基于SEM分析，DOM、营养盐和pH对重金属影响的路径系数分别为0.52、0.36和0.11，表明DOM的影响最大、营养盐次之、pH最小.显然，类富里酸、类胡敏酸和TP是底泥重金属迁移转化的主要影响因素，这将为河流底泥重金属原位/异位修复提供基础支撑.

关键词：城市河流,底泥,重金属,平行因子分析(PARAFAC),主成分分析(PCA),结构方程模型(SEM),