沉积物是底栖生物的栖息地和水生植物生长的采样点概况 重要场所，也是水体中营养物、重金属、持久性有机污 染物（POPs）的汇和源，在外源得到有效控制的情况 下，滞留在沉积物中的污染物随水流、生物扰动等生物 或物理因子作用可重新进入上覆水中，仍有可能导致 水体在相当长的时期内维持水体质量的不良状态^[1]。 由于持久性有毒污染物（重金属、POPs）对生态环境 的巨大危害,它在水体沉积物中的状况及对人类及生 态系统的影响已受到国内外研究者的广泛关注^{[2, 3]}。

湿地是分布于陆地系统和水体系统之间的过渡 生态系统，具有特殊的生态过程和功能，由于人类活 动的干扰，我国湿地正遭受不同程度的污染^[3]。西溪湿 地是目前国内唯一的集城市湿地、农耕湿地、文化湿 地于一体的国家湿地公园，由于地处城市边缘，受工 业化和城市化影响深，加上长期的高强度农业开发利 用，导致西溪湿地退化污染严重，水质一度达到劣吁 类。2003 年杭州市政府启动了西溪湿地综合保护工 程，开展了多项湿地保护项目，在湿地内设置了生态 保护区和生态恢复区，生态环境质量逐步好转^[4]。

近年来，对西溪湿地的环境质量已经开展了较多 研究^{[4, 5, 6]}，但关于湿地沉积物持久性有毒污染物（重金 属、POPs）综合污染水平特别是结合水体不同干扰类 型的底泥质量现状还少见报道。本文以西溪湿地生态 保护区为研究区域，采集不同人为干扰类型的底泥样 品，综合分析底泥中主要POPs 中多氯联苯（PCBs）、 有机氯农药（OCPs）、多环芳烃（PAHs）以及重金属的 污染水平，并对其生态风险进行初步评价，为全面了 解湿地生态环境质量现状和实施有效的保护措施提 供参考。 1 材料与方法 1.1 样品采集和处理

根据湿地水系分布及水体干扰类型（河道———通 航、不通航；封闭池塘———封闭、半封闭，干塘、未干 塘）、底泥沉积干扰类型（深层疏浚、未疏浚）共布置6 个调查样点（表 1）。底泥样品采集依据国家环境保护 行业标准《地表水和污水监测技术规范》（HJ/T 91—2002）进行^[7]。利用Beeker 型底泥原状采样器采集样 品，采样点避开河床冲刷、沉积不稳定及水草茂盛、表 层易受搅动之处。采样时间为2012年9 月。

表 1 西溪湿地采样点概况

表选项

样品采集后以聚乙烯塑料袋密封保存，并作好记 录及时运回实验室。底泥样品一部分冷冻干燥（用于 测POPs），另一部分室温风干，干燥后样品磨细，全部 过100目筛，分别装瓶保存，待测。 1.2 分析指标及方法

分析方法：底泥的地球化学指标（有机质含量、 pH 值、全氮、全磷、阳离子交换量等）参考《土壤农业 化学分析方法》^[8]进行分析；总汞测定（冷原子荧光法） 参考《土壤元素的近代分析方法》^[9]；总砷（原子荧光 法，GB/T 221052—2008），总锌（火焰原子吸收分光光 度法，GB/T 17138—1997），铬、铜、镍、镉、铅（电感耦 合等离子体-质谱法，US EPA 200.8—1994），多氯联 苯（气相色谱法，US EPA 8082A—2000），有机氯农药 （气相色谱法，US EPA 8081B—2007），多环芳烃（液 相色谱法，EPA 8310）参照中国或美国标准方法测定。

分析指标：多氯联苯测定了PCB-28、PCB-52、PCB- 101、PCB-77、PCB-81、PCB-153、PCB-123、PCB-118、 PCB-114、PCB -138、PCB -105、PCB -126、PCB -167、 PCB-156、PCB-157、PCB-180、PCB-169、PCB-189 等 18 个指标；有机氯农药测定了α-六六六、β-六六六、 γ-六六六、δ-六六六、六氯苯、七氯、环氧七氯、α-氯 丹、γ-氯丹、硫丹Ⅰ、硫丹Ⅱ、硫丹硫酸酯、艾氏剂、狄 氏剂、异狄氏剂、异狄氏剂醛、异狄氏剂酮、o，p'-滴滴 涕、p，p'-滴滴涕、p，p'-滴滴伊、p，p'-滴滴滴、甲氧滴 滴涕、灭蚊灵等23 种物质的浓度；多环芳烃（PAHs）则测定了EPA 规定的16 种优先控制污染物（具体种 类见表 2）。

表 2 西溪湿地底泥PAHs含量（ng·g^-1）

表选项

重金属标样由国家环保部标样所提供，各POPs 混合标样为Accustandard 公司产品，主要试剂正己 烷、丙酮等，均为色谱纯。 1.3 主要仪器

QM 201 荧光测汞仪、AFS-9130 原子荧光光度 计、PE AAnolyst 800 型原子吸收分光光度计、电感耦 合等离子体-质谱仪XSeriesⅡICP-MS（X0726）、气相 色谱仪Agilent 6890 NGC、液相色谱仪LCK04SM4877。 2 结果与讨论 2.1 底泥土质特征研究

从各底泥样品的外观看，除4 号点样品为黄灰色 外，其余各样点底泥外观均为深灰色，这可能与4 号 样点位于主河道，曾疏浚（2011 年）并引水钱塘江有 关。从味觉看，除4 号样品外，其余样品均有不同程度 臭味，尤以5 号为重，这与5 号为封闭水体，多年未曾 清淤，也未曾干塘有关。各样点底泥的地球化学指标 分析结果见表 3。

表 3 西溪湿地底泥地球化学指标

表选项

从表 3 可见，清淤过的4 号水体，其底泥有机质 含量、全氮含量明显低于其他样点，只有未清淤2 号 河道样点的36.3%、57.2%，但全磷含量仍保持较高水平，这可能与引入的水质有关。同是未清淤过的封闭 水体，干塘过的1 号水体，其底泥厚度只有5 号水体 的1/4~1/3，有机质含量只有57.7%，全氮含量相近， 但全磷含量是后者的2.61 倍，说明对于封闭水体，干 塘措施能有效减少底泥有机质和污泥量，但对氮、磷 含量基本无作用。 2.2 底泥持久性有机污染物 2.2.1 底泥持久性有机污染物含量水平

对底泥中的持久性有机污染物多氯联苯 （PCBs）、有机氯农药（OCPs）和多环芳烃（PAHs）的含 量水平进行了检测。所测的18种PCBs和23种OCPs 指标在各样点均未检出（<0.50 ng·g^-1）。PAHs 情况则 不同，在各样点除Acy、Ace未检出外（<5 ng·g^-1），BaA、 DBA、BgP部分检出，其余11种主要化合物均100%检 出，总PAHs 的浓度范围为115.9~217.8 ng·g^-1，接近 钱塘江杭州段（62.6~226.2 ng·g^-1）^[10] ，但低于太湖 （264.9~1 703.2 ng·g^-1）^[11]、西湖（449.5~881.2 ng·g^-1）^[12]。 西溪湿地底泥PAHs的检测结果见表 2。

从表 2 可见，1 号、2 号、3 号、5 号样点的PAHs 总量水平接近，平均为205.1 ng·kg^-1，但4 号、6 号样 点浓度明显低于其他4个样点，特别是4号的∑PAHs 只有其平均水平的56.5%，说明底泥疏浚能有效降低 PAHs含量，干塘措施及水流状态对PAHs 含量基本 无影响。6 号样点∑PAHs 较低，可能与其常年水位 浅、底泥供氧较丰富有利于降解有关^[13]。 2.2.2 底泥持久性有机污染物生态风险评价

本次6 个采样点样品均未检测到PCBs、OCPs， 表明研究区域内的湿地底泥已不存在PCBs、OCPs 污 染风险。这与黄芳等^[5]从西溪湿地中检测出低浓度的 DDTs、HCHs 的报道不同，这可能与他们的采样点是 河口底泥有关。

目前，我国仍未制定沉积物中PAHs 的环境标 准，国内报道^{[10, 11, 14]}通常采用Long 等^[15]提出的方法，即 潜在生态风险的效应区间低值（Effects Range Low，ERL）和效应区间中值（Effects Range Mediam，ERM） 法来评估水体沉积物中PAHs 的生态风险。ERL 和 ERM 的值分别定义为某一类化合物对生物极少产生 和经常产生负效应的含量指标，当污染物含量大于 ERM，则产生严重的生态风险; 当污染物含量在二者 之间，则具有潜在的生态风险; 当污染物含量小于 ERL，则不产生负面生态风险，评价时除比较沉积物 中PAHs总质量分数之外，还应看单一种类的PAHs 质量分数。从表 2 可见，各采样点总PAHs 含量 （115.9~217.8 ng·g^-1）远低于潜在生态风险的效应区 间低值ERL 4 022 ng·g^-1，单一种类的PAHs也远低于 ERL 值，表明该区域底泥的PAHs 生态风险水平较 低。

值得注意的是，列入中国“水中优先控制污染黑 名单”的7 种PAHs，除BgP 部分检出外，其余均 100%检出，并且这7 种PAHs 的总量占∑PAHs 1/2 左右（平均为50.08%）。另外，根据Long 等^[15]的研究， BbF、BkF、BgP、IcP等没有最低安全值，也就是指这几 种PAHs只要存在，就会对生物具有毒副作用。在本 次调查中发现各样点底泥中，这些化合物均有不同程 度的检出，表明沉积物中高环PAHs 对西溪湿地生物 具有潜在的生物毒性作用及不利的生态影响效应，应 当引起有关部门注意。 2.3 西溪湿地底泥重金属 2.3.1 西溪湿地底泥重金属含量

西溪湿地底泥重金属含量检测结果见表 4。从表 4 可见，除砷外，底泥中其余7 种元素含量均超当地 土壤背景值^[16]，Hg、Zn、Pb 3种元素含量在多个位点已 超过《土壤环境质量标准》（GB 15618—1995）一级标 准，2 号、5号点的Ni含量水平甚至超过二级标准。不 同干扰类型的底泥重金属含量没有显著差异，在疏浚 河道（4号）和未疏浚（2 号）底泥中除Cd、Ni 含量有显 著降低外，其余各元素含量差别不大；干塘封闭水体 （1 号）与未干塘封闭水体（5 号）除As、Zn、Cr 含量有 较大提高外，其余元素含量也无较大变化。但是，在监 测的8 种重金属中，As、Cd、Hg、Ni 含量在各样点间 变异系数较大，说明这几种元素空间变异性大^[17]。

表 4 西溪湿地底泥重金属含量（mg·kg^-1）

表选项

采用单因子污染指数^{[17, 18]}对西溪湿地底泥中重金 属的污染程度进行评价。

该方法计算公式为：Pi=Ci/Si

表 5 西溪湿地底泥重金属单因子风险指数

表选项

从表 5 可见，以土壤背景值为参比值，除As 外， 其余7 种重金属的污染指数值都大于1，8 种元素单 因子污染指数排列顺序为Hg>Cd>Cu>Ni>Zn>Pb>Cr> As。土壤环境质量一级标准是保护区域自然生态、维 护自然背景的土壤环境质量，二级标准则保证农业生 产，维护人体健康。当以《土壤环境质量标准》（GB 15618—1995）一级标准为参比值时，Hg、Zn、Ni、Pb 这 4 种重金属的污染指数值稍大于1，8 种元素单因子 污染指数排列顺序为Hg>Zn>Ni>Pb>Cu>Cr>Cd>As，以上2 组单因子污染指数说明西溪湿地底泥重金属 含量水平存在一定的生态风险。另外，当以二级标准 为参比值时，8种重金属的污染指数均小于1，说明西 溪湿地底泥重金属虽已有污染，但疏浚底泥农用还是 安全的。 3 结论

（1）西溪湿地底泥中未检出PCBs、OCPs，但检出 了EPA 规定的14 种PAHs，总PAHs 的浓度范围为 115.9~217.8 ng·g^-1，远低于潜在生态风险的效应区间 低值ERL。值得注意的是，列入中国“水中优先控制污 染黑名单”的7 种PAHs，除BgP 部分检出外，其余均 100%检出，并且这7 种PAHs 的总量占∑PAHs 1/2 左右（平均为50.08%）。BbF、BkF、BgP、IcP等这些“三 致”作用化合物的高检出，表明沉积物中高环PAHs 对西溪湿地生物具有潜在的生物毒性作用及不利的 生态影响效应，应当引起有关部门注意。

（2）西溪湿地底泥中的重金属除砷外，其余7 种 元素含量均超当地土壤背景值，Hg、Zn、Ni、Pb 4种元 素含量在多个位点已超过《土壤环境质量标准》（GB 15618—1995）一级标准，但除Ni 外的其余7 种元素 的含量均未超过二级标准，说明疏浚底泥农用是安全 的。采用单因子污染指数对西溪湿地底泥中重金属的 污染程度进行评价,发现Hg、Zn、Ni、Pb 为轻度污染， 说明西溪湿地底泥重金属存在一定的生态风险。

（3）综合分析不同干扰类型的底泥质量，发现底 泥疏浚能有效降低有机质含量、全氮和POPs 含量， 但对全磷、重金属含量则无明显效果。封闭水体的干 塘措施能显著减少污泥量和有机物含量，对POPs、重 金属含量无明显效果，磷元素则起浓缩作用。