关注我们，为您推送更多最新资讯。
文章导读
当前人类面临的许多挑战主要是由于环境污染所引起的。人口的持续增长对原始环境造成了巨大的压力，会直接或间接地将重金属污染物引入环境中。这种现象对可持续发展构成了严重的威胁，因此需要对重金属进行持续性的监测。水污染主要是由水中过量的重金属和杂质所造成的。重金属进入人体之后，会与其他毒素相结合，形成更多有毒的有机物质，并积聚在身体的某些器官中，容易引起慢性中毒。因此，重金属污染是危害程度最大的水污染问题之一。
维多利亚湖是非洲最大的淡水湖，位于乌干达、坦桑尼亚与肯尼亚三国的交界处，并且还是全球污染程度最高的湖泊之一 。然而，在现有研究中，针对维多利亚湖乌干达部分鱼类登陆点和港口沉积物的重金属污染调查大多还存在着一定的局限性 (图1)。基于此，来自美国的Gabson Baguma研究团队在Pollutants 期刊发表了文章，针对乌干达境内贝尔港的鱼类登陆点沉积物进行了调查，以确定其重金属污染水平及对人类和生态系统造成的潜在威胁。
图1. 乌干达维多利亚贝尔港。
展开全文
研究过程与结果
作者选择的研究区域位于贝尔港，该港口是一个长0.79km的港口和鱼类登陆点，位于乌干达中部大都市坎帕拉地区 (北纬0°17′20.0″，东经32°39′13.0″)，如图2所示。
图2. 位于乌干达维多利亚湖贝尔港的三个采样点位置 (SP1~SP3)。
样品的收集和制备
作者在每个采样点各采集了3份样品，并使用取样器在0~5cm处进行取样，然后在实验室中进行化学实验室分析。
理化参数分析与结果
作者使用Hanna 211数字微处理器的台式计算，以1:2.5的沉积物与水的比例，测定了样品的pH值。最终测出采样点SP1、SP2和SP3的平均pH值分别为5.52、8.22和5.66。在SP1和SP3采样点测得的酸性pH值可归因于它们具有较高的有机物浓度。
重金属浓度分析与结果
作者对样品进行了一系列处理后，使用原子吸收光谱仪分析了溶液中是否存在Cu、Pb、Cr和Cd等重金属元素，最终得出重金属的平均浓度，如图3所示。SP1~SP3的重金属浓度分别为6.177±0.003 mg/kg、7.111±0.002 mg/kg和6.111±0.01 mg/kg。此外，重金属的浓度排序依次为Pb>Cu>Cd>Cr。其中，采样点SP2测定了最高浓度的重金属，相比较而言采样点SP1和SP3所测定的重金属浓度要略高一些。
图3. 乌干达贝尔港沉积物中重金属的平均浓度。
人类健康风险评估与结果
作者采用人类健康风险评估模型对重金属污染物进行了评估，最终通过相应的计算公式得出关于健康风险的数值。该数值显示皮肤接触重金属污染的沉积物并不会产生潜在的非致癌性健康风险。
沉积物质量评估与结果
为了评估贝尔港沉积物的污染程度，作者分别计算了四个污染指数，即污染系数(Contamination Factor, CF)、地质累积指数 (Geo-accumulation Index, Igeo)、污染负荷指数 (Pollution Load Index, PLI) 和潜在生态风险指数 (Potential Ecological Risk Index, PERI)。
本研究所涉及的重金属污染系数值的范围在0.004~11.510之间，如表1所示。四个污染类别如下：CF<1为低污染；1≤CF<3为中度污染；3≤CF<6为高度污染；CF>6为非常高度污染。由此可见，贝尔港研究区域的Cd污染程度非常高 (表1)。
通过比较贝尔港研究前后的污水处理水平，对重金属的污染程度进行评估，地质累积指数指数由七个等级组成。0级：(Igeo<0)，未污染；1级：(0<Igeo<1)，低至中度污染；2级：(1<Igeo<2)，中度污染；3级：(2<Igeo <3)，中度至高度污染；4级：(3<Igeo<4)，严重污染；5级：(4<Igeo<5)，严重至重度污染；6级：(Igeo>5)，重度污染。在本项研究中，金属Cu和Cr的Igeo值均小于0，表明不存在Cu和Cr重金属污染；金属Pb的Igeo值在0~1之间，表明Pb存在低至中度程度的污染，而金属Cd的Igeo值在2~3之间，表明Cd存在中度至高度程度的污染。
表1. 贝尔港沉积物污染评估指数。
污染负荷指数的标准如下：PLI<1，表示较好的沉积物质量；PLI=1，表示仅达到沉积质量的临界值；PLI>1，表示样品站点质量下降。在本项研究中，PLI从未超过1，这表明沉积物的质量较好。此外，潜在生态风险指数可用于评价水环境中重金属污染所造成的潜在生态风险，在本研究中，沉积物中单个重金属潜在生态风险指数遵循以下排序：Cd>Pb>Cu>Cr，如表2所示，这也表明贝尔港存在相当严重的重金属污染，尤其是金属Cd的污染。
表2. 贝尔港沉积物中重金属的潜在生态风险指数。
研究总结
本研究评估了乌干达维多利亚湖贝尔港沉积物的重金属污染程度，尽管人体健康风险评估结果表明，研究区域目前并没有明显的非致癌性健康风险，然而污染系数值表明贝尔港研究区域的重金属污染程度非常高，其中重金属Cd已达到严重富集程度。除此之外，地质累积指数分析结果也表明重金属Pb和Cd分别存在低至中度程度的污染和中度至高度程度的污染程度的污染。贝尔港的生态系统及生物多样性仍然面临着巨大环境风险与挑战。因此，作者提出需要进一步持续监测重金属浓度在水生生态系统、生物群落以及沉积物中的变化情况，以实现生态环境的健康与可持续发展。
文章链接：
特别声明
本文仅代表作者观点，不代表本站立场，本站仅提供信息存储服务。