我国过去三十年的工业化、城市化和农业现代化的快速过程,向土壤、水、大气和其他沉积物中释放了大量有害物质,改变了有毒金属元素的生物地球化学循环。我国大于1Km2的湖泊有2693个,面积约为81414.6km2。最新研究表明人类活动对湖泊沉积物中重金属的污染起着非常重要的作用,湖泊流域内不同的人类活动方式和强度导致了湖泊沉积物中有毒金属污染程度存在明显的差异。
“多目标地球化学调查计划”是中国地质调查局和全国31个省、区、市合作开展的地球化学填图计划。自1999年实施以来,这项计划通过高密度、系统的地球化学调查,在国家尺度上获得了我国主要淡水湖泊沉积物中52种元素和有机碳、pH值的调查数据。
近期,地科院物化探所以成杭新研究员为代表的科研团队发表的题为《中国主要淡水湖泊沉积物中有毒金属浓度和生态风险评价》在著名期刊《Journal of Geochemical Exploration》(勘查地球化学)上刊出。文章利用具有代表性的中东部的150个淡水湖泊沉积物地球化学测量资料,估算出我国湖泊沉积物具有中等程度的生态风险,其中汞的生态风险最大,其次为镉、砷、铅等;根据不同湖泊地理分区的有毒金属元素地球化学背景和富集程度,指出不同地理分区湖泊的生态风险受地球化学背景控制明显。对面积大于50km2的21个淡水湖的进一步研究显示,在21个淡水湖中,1个湖泊存在高度的生态风险,5个湖泊存在中等程度的生态风险,其他15个湖泊生态风险较低。研究成果同时指出我国是锑、钨和锡矿床的产出大国,且煤燃烧也释放大量的锑到大气中,已在个别湖泊表层沉积物发现有高浓度聚集。继在《勘查地球化学杂志》专刊《勘查中国-环境与资源》上刊出我国31个城市省会城市土壤质量现状研究成果以来,这是地科院物化探所开展多目标区域地球化学调查成果全国层面成果集成取得的又一重大原创成果。该项研究为湖泊环境质量的综合评价和污染治理提供了重要的科学依据。
随着湖泊环境治理国际合作的需求日益迫切,开展从国家尺度到全球尺度上的湖泊综合生态风险评价研究势在必行。对我国而言,建立在不同地理条件下有毒金属地球化学背景和生态风险之间的联系,制定国家和不同地理分区的湖泊沉积物环境质量标准是未来重要的发展方向。在获得经济有效的修复技术前,对于中度到高度生态风险的湖泊应进行长期的监测。