长江中游湖南段湖泊重金属时空累积因素研究

为阐明社会经济发展对湖泊沉积物重金属时空富集的影响,采集了长江中游湖南省大于10km2的湖泊沉积物,通过137Cs和210Pb放射性核素计年法、地化学背景值稳定层法及多元统计学法解析了湖南湖泊沉积物5种重金属的背景值;基于背景值结果,识别了重金属高背景区不同经济发展水平的岳阳南湖(城区)、黄盖湖(近郊)和华容东湖(远郊)的主要生态毒性风险元素,利用岭回归估计构建STIRPAT扩展模型,分析了人口总数、人均GDP、城镇化率、第二产业占比、第三产业占比、采掘业与制造业生产总值等6种社会经济发展指标与特征重金属的时空关系.结果表明,沉积物中Cr、Cu、Zn、Cd和Pb的地化学背景值分别为98,30,78,0.22和26mg/kg,分别是湖南土壤背景值的1.46,1.11,0.82,2.75和0.96倍;地累积指数显示,重金属总生态毒性风险顺序为岳阳南湖>黄盖湖>华容东湖,Cd是岳阳地区湖泊生态毒性风险主要贡献元素;STIRPAT扩展模型中,人口总数、城镇化率、实际人均GDP、第二产业占比、第三产业占比、采掘业和制造业生产总值的标准化系数分别为0.1396,0.0969,0.1922,0.1367,0.1264和0.1929,表明采掘业与制造业、人均GDP、人口总数对Cd污染影响最大.因此,采用土壤背景值评估湖泊生态环境不太准确,流域人口城镇化过程中采掘与制造业对湖泊Cd的富集量影响较大.