《河湖底泥重金屬調(diào)查與評價規(guī)范 （征求意見稿）》編制說明

《河湖底泥重金屬污染調(diào)查與評價規(guī)范》

編制說明

編制組

2023.09

1項目背景

1.1我國底泥重金屬污染狀況

根據(jù)全國水系底泥重金屬檢測結(jié)果[1]，我國水系底泥重金屬

普遍較環(huán)境背景更為富集，底泥重金屬含量超環(huán)境背景值是全國

性的普遍現(xiàn)象。通過對全國十大水資源一級區(qū)906個底泥監(jiān)測斷

面采樣分析，發(fā)現(xiàn)有732個底泥重金屬超過環(huán)境背景值，占全部

斷面的80%。底泥重金屬超背景最普遍的元素是總鉛，共有420

個斷面超背景，占監(jiān)測總斷面的46.4%。重金屬“超背景率”順

序為：總鉛(46.4%)＞總鎘(43.4%)＞總汞(40.8%)＞總鋅(33.8%)

＞總銅(21.6%)＞總鉻(11.9%)＞總砷(9.6%)。

除了水系底泥通常具有重金屬富集的特性，調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，底

泥重金屬含量普遍接近生態(tài)風險閾值，特別是鎘等毒性危害嚴重

的元素含量普遍較高，906個斷面中有276個超標，約為總斷面

的27%；其次是汞、銅、鋅和砷，超標率分別約為10.5%、7.2%、

6.7%和5.8%；鉛污染最輕，超標率為1%。因此，我國水系底泥

重金屬質(zhì)量整體處于具有潛在危險的“亞健康”狀態(tài)。

全國省級行政區(qū)中，底泥監(jiān)測斷面重金屬綜合評價全部超背

景的省有：寧夏、青海、甘肅、上海、山西、天津和北京。從單

項重金屬超背景情況看，除汞污染具有一定的普遍性外，其他重

金屬污染分布具有明顯的地域性特點。東北三省及北京、河北、

河南、山東、天津等省區(qū)主要為鋅、鉛、砷超背景；西北地區(qū)的

青海、寧夏、新疆和陜西等省區(qū)主要為銅、鉻、鉛超背景；云南

1

和廣西主要為鎘和汞超背景。

全國水系底泥重金屬超過“環(huán)境質(zhì)量標準”的平均超標率為

36.3%。東南地區(qū)和珠江區(qū)水系底泥重金屬污染較為嚴重，除鎘

外，上述兩水系還存在底泥汞、銅、鋅等重金屬的污染情況。

1.2底泥重金屬的污染過程

根據(jù)第一次全國污染源普查結(jié)果[2]，截至2007年，全國廢水

中鉛、汞、鎘、鉻、砷等五種重金屬產(chǎn)生量為2.54萬噸，排放

量仍高達897.3萬噸。大氣中上述五種重金屬污染物排放量約

9500噸。列入國家危險廢物名錄中含上述五種重金屬的危險廢物

產(chǎn)生量為1690萬噸。

通過大氣降塵、大氣降水、土壤沖刷、地表徑流、各類污水、

固體垃圾以及農(nóng)藥等污染途徑遷移，重金屬最終進入水體后，絕

大部分迅速由水相轉(zhuǎn)入固相，結(jié)合到懸浮物中。懸浮物中的重金

屬在被水流搬運過程中，當其負荷量超過搬運能力時，最終進入

底泥，底泥往往是排入水體的重金屬污染物的儲存庫和最終歸

宿。重金屬污染物質(zhì)進入水體后，通過水體顆粒的吸附、絮凝、

沉淀作用和生物吸收等作用逐漸沉積到底泥中并不斷積累。在不

斷的積累和富集作用下，底泥中污染物濃度往往要百倍的高于上

覆水的污染物濃度。底泥中的污染物在外界環(huán)境條件發(fā)生變化時

可能會從底泥中重新釋放出來，導致上覆水水質(zhì)超標，使得底泥

從污染物質(zhì)的“匯”變成了污染物質(zhì)的“源”。

底泥重金屬污染具有長期性、累積性、潛伏性和不可逆性等

2

特點，能通過食物鏈成千百倍地富集，最終危害人體健康。這方

面，西方發(fā)達國家在其工業(yè)化進程中有過沉痛歷史教訓，如上世

紀50年代日本發(fā)生的含鎘大米導致的“骨疼病”事件和含汞水

產(chǎn)品導致的“水俁病”事件均是由于受重金屬污染底泥所致。目

前，我國重金屬污染呈現(xiàn)出長期積累和近期集中爆發(fā)、歷史遺留

問題和新出現(xiàn)問題相交織的特點。

1.3底泥重金屬污染治理及標準化狀況

1.3.1山東省底泥重金屬污染治理情況

自2003年以來，山東省堅持“治、用、?！辈⑴e的流域污染綜

合治理思路，不斷強化措施，提升流域治污水平，河流總體水質(zhì)呈持

續(xù)明顯改善態(tài)勢。截至2010年，全省控河流88個監(jiān)測斷面中，水

質(zhì)符合I～III類標準的34個，占32.7%；IV類標準的17個，占16.3%；

V類標準的14個，占13.5%；劣于V類標準的39個，占37.5％。水

生態(tài)實現(xiàn)重大轉(zhuǎn)折，省控59條重點污染河流全部恢復(fù)魚類生長。2015

年底省控河流基本消除劣五類水體，全省水環(huán)境質(zhì)量連續(xù)12年持續(xù)

改善，總體恢復(fù)到1985年以前的水平。但我省過去重度污染時期導

致的河流、湖泊、入?？跒┩康啄嘀亟饘傥廴?，短時期內(nèi)難以消除，

存在環(huán)境安全隱患。2015年山東省編制了《山東省河流湖泊和入海

河口灘涂底泥重金屬污染防治專項行動計劃》，明確提出：到2020

年，底泥重金屬污染治理取得積極進展，水環(huán)境敏感區(qū)域污染底泥得

到有效治理，有效實施紅線管控。我院負責了山東省第一批重金屬污

染治理的9段河流中的8段河流（界河煙臺C段及入海灘涂、虞河底

3

泥B段、虞河底泥（寒亭段）、沭河日照段(莒縣)、棗莊新薛河支流、

牟平區(qū)羅家屯河和水道河東河河道、黃壘河煙臺段）的底泥重金屬污

染勘查。

山東省市場監(jiān)督管理局2021年4月份發(fā)布實施了山東建筑大學

主編的地方標準《底泥污染狀況調(diào)查點位布設(shè)技術(shù)規(guī)范》（DB37/T

4327—2021）；2022-01-29發(fā)布了由山東省科學院新材料研究所、

山東建筑大學等起草的地方標準《底泥重金屬污染狀況評價技術(shù)指

南》（DB37/T4471—2021）；2023-06-19發(fā)布實施了由山東省環(huán)境

保護科學研究設(shè)計院有限公司起草的地方標準《重金屬污染底泥異位

處理處置技術(shù)指南》（DB37/T4617—2023）。

1.3.2國內(nèi)其他省份底泥治理及標準化情況

經(jīng)對國內(nèi)河湖底泥污染調(diào)查與治理情況的資料搜集和初步調(diào)研

發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)對污染底泥的調(diào)查與評價處于初步調(diào)查階段。

（1）湖北省巡司河到上世紀70年代水質(zhì)持續(xù)惡化，最終淪為武

漢城區(qū)最大的排污明渠。近年來，武漢市分期實施巡司河綜合整治工

程，拓河道、清河床、截污水，生態(tài)環(huán)境逐步向好。2021年，為持

續(xù)改善巡司河流域生態(tài)環(huán)境問題，武漢市啟動“三河三湖”流域綜合

治理的重點工程項目。湖北省生態(tài)環(huán)境廳會同省水利廳組織編制了

《湖泊入湖排口及底泥調(diào)查技術(shù)指南》，供開展湖泊入湖排口及底泥

調(diào)查工作時參考。包括背景調(diào)查、現(xiàn)場調(diào)查（采樣點布設(shè)）、采樣監(jiān)

測（底泥、水體、水生生物）、湖泊總體評價（底泥評價、水質(zhì)評價、

生物評價）、湖泊清淤及淤積量計算。采用網(wǎng)格布點方式設(shè)置監(jiān)測垂

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線；一般按照湖泊類型設(shè)置采樣點數(shù)量；不規(guī)則水域根據(jù)實際情況確

定布設(shè)原則；針對湖泊小區(qū)域、孤立區(qū)域的布設(shè)點不得少于3個。

（2）上海對蘇州河底泥污染進行了疏浚與綜合治理研究，2021

年12月發(fā)布實施了《上海市河道疏浚底泥處理處置技術(shù)指南（試行）》

（DB31SW/Z018-2021），批準為上海市地方標準化指導性技術(shù)文件，

《指南》中提到底泥的采樣和檢測，HJ/T166土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

和NY/T395農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范，采樣時設(shè)置采樣單

元，單個采樣單元的采樣點設(shè)置不應(yīng)少于5個，采樣點布設(shè)可選擇

對角線法、梅花點法、棋盤式法或蛇形法等方法。采樣深度應(yīng)覆蓋計

劃清淤的深度范圍。疏浚底泥檢測必測項目包括pH值、重金屬以

及有毒有害物質(zhì)。其中重金屬包括鎘、汞、砷、鉛、鉻、銅、鎳、鋅，

有毒有害物質(zhì)包括六六六、滴滴涕、苯并[a]芘。

（3）廣東深圳茅洲河流域進行了水環(huán)境綜合整治工程，2020年

發(fā)布了《城市河湖環(huán)保清淤及底泥處理處置技術(shù)規(guī)程（征求意見稿）》，

《規(guī)程》中第三章節(jié)是底泥勘測與污染狀況調(diào)查評價，現(xiàn)場踏勘、采

樣點布設(shè)，二分法采樣及加密采樣。

經(jīng)標準編制技術(shù)組討論，確定《河湖底泥重金屬調(diào)查與評價技術(shù)

標準》分為初步調(diào)查與詳細調(diào)查評價階段，內(nèi)容包括：“設(shè)計編寫與

審核”、“調(diào)查技術(shù)方法與要求”“底泥重金屬質(zhì)量評價”、“成果

編制與驗收”。

1.4標準編制的必要性

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底泥是水生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分，并在重金屬地球化學循環(huán)

中擔當著重要的角色。河流中90%以上的重金屬易在化學吸附和物理

沉淀作用下累積于底泥，底泥重金屬的含量高于河流水中（3～5倍），

河湖底泥重金屬對于水環(huán)境而言是一種巨大的潛在威脅。重金屬是環(huán)

境中毒性最強、生態(tài)危害毒性高的污染物之一，能夠通過大氣沉降、

廢水排放、雨水淋溶、洪水沖刷和農(nóng)田退水等渠道進入地表水體，進

而經(jīng)過復(fù)雜的物理、化學、生物和沉積過程沉降到底泥中并逐漸富集，

對人類健康和環(huán)境造成嚴重危害。在河流湖泊污染治理過程中，底泥

污染治理是主要的難點之一，也是目前較為普遍存在的環(huán)境問題。水

體和底泥之間存在著污染吸收和釋放的動態(tài)平衡，當水體存在較嚴重

污染時，一部分污染物能夠通過沉淀、吸附等作用進入底泥中；當外

源污染得到有效控制后，累積于底泥中的各種有機和無機污染物通過

與上覆水體間的物理、化學、生物交換作用，重新進入到上覆水體中，

成為影響水體水質(zhì)的主要污染源。底泥重金屬的污染嚴重影響了人類

生存和發(fā)展最主要的可利用淡水資源，影響了山水林田湖草生態(tài)系

統(tǒng)，直接影響了河流所經(jīng)區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)安全。本標準的制定，

對于進一步規(guī)范底泥重金屬污染調(diào)查摸底，修復(fù)山水林田湖草生態(tài)環(huán)

境有重要的基礎(chǔ)意義。

2工作過程

（1）2022年5月-2022年11月，成立標準編制組，根據(jù)《標準

化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》

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（GB/T1.1-2020)、《國家環(huán)境保護標準制修訂工作管理辦法》等標

準編制有關(guān)文件的要求，對國內(nèi)外相關(guān)標準和文獻資料等進行搜集。

（2）2022年12月-2023年1月，標準編制組確定本標準的技術(shù)

原則和技術(shù)路線。

（3）2023年1月-2023年5月，編寫標準，形成河湖底泥重金

屬調(diào)查與評價規(guī)范》（內(nèi)部討論稿）。

（4）2023年6月-2023年8月，召開參編單位討論及專家論證

會，根據(jù)專家意見補充調(diào)研、修改完善，形成《河湖底泥重金屬調(diào)查

與評價規(guī)范》（征求意見稿）及《河湖底泥重金屬調(diào)查與評價規(guī)范編

制說明》（征求意見稿）。

（5）2023年9月-10月，廣泛征求中國地質(zhì)學會、會員單位及

代表企業(yè)意見，根據(jù)征求意見反饋情況，修改形成《河湖底泥重金屬

調(diào)查與評價規(guī)范》及《河湖底泥重金屬調(diào)查與評價規(guī)范編制說明》送

審稿。

（6）2023年11月-12月，召開專家審查會，根據(jù)專家意見修

改完善，形成報批稿。

3國內(nèi)外相關(guān)底泥污染調(diào)查評價規(guī)范及標準概況

3.1發(fā)達國家及國際組織相關(guān)規(guī)范及標準

ISO、美國及歐盟等發(fā)達國家的相關(guān)機構(gòu)對沉積物監(jiān)測技術(shù)做了

不少研究，以期建立更加系統(tǒng)及完整的沉積物監(jiān)測技術(shù)體系。但國外

涉及河流、湖泊及河流入?？跒┩康啄辔廴緺顩r監(jiān)測點位布設(shè)的相關(guān)

技術(shù)規(guī)范很少，現(xiàn)有的一些技術(shù)規(guī)范如《淤泥和沉積物樣品的保存和

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處理方法指南》(ISO5667-15-1999)[3]、《歐盟水框架下的沉積物質(zhì)

量指南》[4]、《加拿大沉積物質(zhì)量評估標準》[5]、《加拿大沉積物質(zhì)

量導則》（2001年）[6]、《美國國家環(huán)保部淡水水域沉積物質(zhì)量6

標準》（2002年）[7]、《美國國家環(huán)保部污染沉積物管理策略1998》

[8]等，但這些技術(shù)規(guī)范主要是對沉積物取樣、處理及監(jiān)測分析方法等

進行了規(guī)范化，尚未涉及污染河流、湖泊等底泥的污染調(diào)查評價方面

的技術(shù)規(guī)定。

3.2我國相關(guān)規(guī)范及標準

國內(nèi)關(guān)于環(huán)境質(zhì)量布點監(jiān)測規(guī)范，涉及空氣、噪聲及振動、地表

水、場地及近岸海域等，如環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點位布設(shè)技術(shù)規(guī)范（試

行）（HJ664-2013）、環(huán)境空氣質(zhì)量手工監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（HJ194-2017

代替HJ/T194-2005）、環(huán)境振動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(HJ918-2017)、固定

污染源煙氣（SO2、NOX、顆粒物）排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（HJ75-2017

代替HJ/T75-2007）、近岸海域環(huán)境監(jiān)測點位布設(shè)技術(shù)規(guī)范（HJ

730-2014）、場地環(huán)境調(diào)查技術(shù)導則（HJ25.1-2014代替HJ/T

5-1999）、“十三五”國家地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)設(shè)置方案。暫未檢

索到涉及河流、湖泊及河流入?？跒┩康啄辔廴緺顩r監(jiān)測點位布設(shè)的

相關(guān)技術(shù)規(guī)范及標準。

國內(nèi)關(guān)于沉積物監(jiān)測技術(shù)研究，主要是針對某一具體區(qū)域進行沉

積物污染程度研究，或是針對沉積物中某一污染物的監(jiān)測方法研究，

這些研究涉及長江、黃河、珠江等流域的多個水體和重金屬及微量有

機物等多種污染物[9,10,11]。但這些研究主要關(guān)注于特定問題的解決，

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沒有全面、系統(tǒng)地關(guān)注具有普遍指導意義的底泥污染調(diào)查評價，因此，

國內(nèi)底泥污染調(diào)查技術(shù)仍有較多空白。

4標準制訂的基本原則和技術(shù)路線

4.1標準制訂的基本原則

（1）可行性

在滿足底泥污染狀況調(diào)查目的的前提下，綜合考慮水文、技術(shù)水

平、調(diào)查成本等因素，通過調(diào)查方案，降低調(diào)查工作量。

（2）可比性

同類型采樣點位的設(shè)置條件盡可能一致，并與歷史監(jiān)測點位盡可

能一致，使采樣點位獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)在空間和時間尺度上有可比性。

（3）整體性

底泥重金屬污染調(diào)查應(yīng)考慮底泥的分布范圍、流域水體的水利水

文條件等綜合環(huán)境因素，以及工業(yè)布局、人口分布等社會經(jīng)濟特點，

在布局上應(yīng)反映水體主要功能區(qū)、主要污、廢水排放污染源對水體底

泥環(huán)境的影響現(xiàn)狀、變化趨勢及城市行政管理區(qū)界等，從整體出發(fā)合

理布局，初步調(diào)查階段采樣點之間相互協(xié)調(diào)。

（4）重點性

根據(jù)初步調(diào)查評價結(jié)果，對發(fā)現(xiàn)的污染區(qū)段進入詳細調(diào)查評價階

段，加密采樣斷面，斷面樣品加密分層，找出平面范圍和垂直方向的

分布范圍，針對重金屬污染區(qū)域提出防控措施。

4.2標準制訂的技術(shù)路線

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本技術(shù)規(guī)范主要是在調(diào)研國內(nèi)外相關(guān)標準規(guī)范和山東省底泥重

金屬污染調(diào)查評價項目實施的基礎(chǔ)上，結(jié)合省內(nèi)河流、湖泊底泥污染

監(jiān)測及治理現(xiàn)狀，制定技術(shù)路線，對底泥污染狀況調(diào)查評價內(nèi)容進行

了詳細規(guī)定。本技術(shù)規(guī)范的編制工作技術(shù)路線示意見圖1。

本技術(shù)規(guī)范在編寫時還考慮到底泥重金屬調(diào)查工作的實際情況，

按照工作流程敘述，力求條理清楚、文字簡潔。

圖1編制工作技術(shù)路線示意圖

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5主要內(nèi)容說明

5.1適用范圍確定

本文件規(guī)定了底泥污染狀況調(diào)查與評價的技術(shù)要求、調(diào)查與評價

程序、評價因子、評價方法及結(jié)果。適用于河流、湖泊等水域底泥重

金屬污染狀況調(diào)查與評價，河道清淤、湖泊疏浚和水體生態(tài)修復(fù)治理

等項目可參照本文件。

5.2規(guī)范性引用文件

本標準引用了《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風險管控標準》（GB

15618）、全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)測量（RTK）技術(shù)規(guī)范（CH/T2009）、

（所有部分）地質(zhì)礦產(chǎn)實驗室測試管理規(guī)范（DZ/T0130）、土地質(zhì)

量地球化學評價規(guī)范（DZ/T0295）、地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（HJ/T

91）、底泥污染狀況調(diào)查點位布設(shè)技術(shù)規(guī)范（DB37/T4327）等標準

的相關(guān)內(nèi)容。

5.3主要內(nèi)容

本標準主要分為“范圍”、“規(guī)范性引用文件”、“術(shù)語和定

義”、“總則”、“設(shè)計編寫與審核”、“調(diào)查技術(shù)方法與要求”“底

泥重金屬質(zhì)量評價”、“成果編制與驗收”，共八章，外加“前言”、

“引言”部分。

5.4主要條文說明

5.4.1調(diào)查工作程序

為快速、高效、精準摸清河流、湖泊等自然水體底泥重金屬質(zhì)量

狀況，本規(guī)范將底泥調(diào)查點位布設(shè)分兩個階段進行。

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（1）第一個階段:初步調(diào)查階段。接受調(diào)查評價工作后，進行河

湖底泥重金屬污染情況分析：通過搜集有關(guān)資料、現(xiàn)場踏勘和人員訪

談進行底泥重金屬污染狀況初步分析，確定需要調(diào)查的河湖范圍。

進入初步調(diào)查階段，進行野外調(diào)查及初步采樣分析，確認調(diào)查河

湖范圍內(nèi)底泥重金屬是否超標，未發(fā)現(xiàn)超標則無需開展下一階段的詳

細調(diào)查。如果采樣監(jiān)測點發(fā)現(xiàn)該點位受到污染，則按程序進入詳細調(diào)

查階段。

（2）第二個階段：詳細調(diào)查階段。初步調(diào)查階段發(fā)現(xiàn)重金屬有

超標后，轉(zhuǎn)入詳細調(diào)查階段，通過有效調(diào)查手段，系統(tǒng)斷面采樣工程

控制和化驗分析，基本查明河流、湖泊底泥重金屬含量超標區(qū)域的底

泥性質(zhì)、分布范圍，進行底泥重金屬質(zhì)量評價。為節(jié)省人力物力，設(shè)

置采樣主斷面和次斷面。

5.4.2評價對象（八種重金屬）的選擇

重金屬是指比重大于4.5的金屬，主要包括鉛(Pb)、鉻（Cr）、

鎘(Cd)、銅(Cu)、汞（Hg）、鋅(Zn)、鎳(Ni)等，從毒性角度，一般

把砷(As)也包含在內(nèi)。參照《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風險管

控標準（試行）》（GB15618-2018），其中所涉及的是鎘、汞、砷、

鉛、鉻、銅、鎳、鋅八種重金元素。

鉻、鎘以及鉛都對生物有機體有很強的毒性作用。尤其是鉻，當

其呈Cr6+時，對生物有機體有很嚴重的損害性，實驗表明其對人體具

有致癌性以及致變異性。而鎘由于其對有機腺體有很強的親和力，使

得其成為一種毒性很強的重金屬，如腎功能衰竭就是鎘中毒的一種表

12

現(xiàn)。鉛，尤其是有機鉛類，會對中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重的危害。除此

之外，鎘、鉛、鉻等這些會對人體構(gòu)成嚴重危害的重金屬，在與人體

長時間的接觸之后，會在人體內(nèi)不斷積累，從而引起人體免疫功能下

降，造成嬰幼兒智力發(fā)育遲緩等。有研究表明鉛與鉻是紙質(zhì)食品包裝

材料中的重要污染物質(zhì)。

銅、鋅和鎳是生物體所必需的微量元素，但如果過量攝入也會產(chǎn)

生危害。銅對水生生物毒性很大，有人認為銅對魚類的起始毒性濃度

為0.002mg/L，但一般認為水體含銅0.01mg/L對魚類是安全的。銅

對水生生物的毒性與其在水體的形態(tài)有關(guān)，游離態(tài)銅的毒性比絡(luò)合態(tài)

的要大得多。銅在人體內(nèi)積聚，會使蛋白質(zhì)發(fā)生聚沉而中毒，嚴重時

會引起人體溶血、肝膽損害等疾病，癥狀為嘔吐、貧血。鋅的過量攝

入輕者表現(xiàn)為腹痛、嘔吐、厭食等，重者表現(xiàn)為貧血、高血壓、冠心

病、動脈粥樣硬化等。過量接觸鎳也可對機體產(chǎn)生不良影響，鎳對人

體的危害主要為致癌性，同時對免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、造血系統(tǒng)等造

成不良影響。鎳及其化合物對人體的嚴重危害已經(jīng)被大量的流行病學

調(diào)查及試驗所證實。

汞和砷及其化合物也有很強的毒性。汞可以在生物體內(nèi)積累，很

容易被皮膚以及呼吸道和消化道吸收，水俁病是汞中毒的一種。汞破

壞人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，對口、粘膜和牙齒有不良影響，長時間暴露在

高汞環(huán)境中可以導致腦損傷和死亡。砷與汞類似，被吸收后容易跟硫

化氫根或雙硫根結(jié)合而影響細胞呼吸及酵素作用，甚至使染色體發(fā)生

斷裂。

13

GB15618土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風險管控標準（試行）

是以鎘、汞、砷（類金屬）、鉛、鉻、銅、鎳、鋅元素作為重金屬的

評價對象。本文件以鎘、汞、砷、鉛、鉻、銅、鎳、鋅八種重金元素

作為評價對象，根據(jù)當?shù)匚廴咎卣骷肮芾硇枨笤鰷y其他金屬元素。

5.4.3主斷面、次斷面的設(shè)置

主斷面每公里設(shè)置一個，每個采樣點樣品采集深度自底泥表層到

重金屬超標界面，每件樣品的厚度按10cm計。主斷面分析所有需調(diào)

查分析重金屬元素。全面化驗鎘、汞、砷、鉛、鉻、銅、鎳、鋅八種

重金屬及當?shù)靥卣髦亟饘僭睾?，確定區(qū)段的重金屬污染元素和污

染深度。

次斷面根據(jù)主斷面采樣分析結(jié)果確定的重金屬污染種類和大致

污染深度，加密布設(shè)次斷面，按照200m間距布設(shè)次斷面。每個采樣

點樣品采集深度和檢測元素根據(jù)全面檢測分析采樣主斷面確定的深

度和污染元素確定。

重金屬污染主要來源于企業(yè)污染源的排放，同時還有上游的重金

屬遷移和周邊土壤及地下水的交換而來的，再加上不同的河流、湖泊

水深、水流等水力條件差異巨大，導致重金屬的沉積和遷移規(guī)律復(fù)雜。

根據(jù)十三五期間我院開展的八段河流底泥重金屬污染勘查的結(jié)果來

看，主次斷面的采樣設(shè)置要求合理，對于污染物范圍的刻畫有效，同

時節(jié)省了大量資金。

（1）黃壘河煙臺段底泥重金屬污染現(xiàn)狀勘察項目：①污染調(diào)查河

段6000m，每1000m設(shè)置一個采樣主斷面，共計7個斷面，每個斷面

14

設(shè)置3個監(jiān)測點，每個點采集1個底泥柱狀樣品，共計21個底泥柱

狀樣品。底泥柱狀樣品底泥厚度為100cm，按10cm分層，將每個樣

品分成10層，每層底泥充分混合后檢測8種重金屬元素（Cd、Hg、

As、Cu、Zn、Cr、Ni、Pb）以確定黃壘河煙臺段河道中的重金屬污染

因子；②6000m河段上按100m為一個采樣次斷面，共計54個監(jiān)測斷

面，底泥柱狀樣品按20cm分層，每層底泥充分混合后檢測污染重金

屬含量。

通過對黃壘河勘察河段進行樣品采集與化驗分析，基本查明了黃

壘河6km河段主要重金屬污染元素為As、Hg、Cd三種元素，達到輕

度以上污染程度，局部河段達到重度以上污染程度。

（2）羅家屯河底泥現(xiàn)狀勘察項目：①污染調(diào)查河段5200m，每

500m設(shè)置一個主斷面，共計11個斷面，樣品按10cm分層，將底泥

柱狀樣品分成10層，在樣品測定時首先監(jiān)測主斷面樣品；②每100m

設(shè)置一個采樣次斷面，每個柱狀樣品按20cm分層。

通過采樣分析，基本查清了羅家屯河段的底泥重金屬污染情況，

總體達到中度以上污染程度，局部河段達到重度以上污染程度。

（3）虞河底泥B段重金屬污染昌邑區(qū)段治理工程底泥污染現(xiàn)狀勘

察項目：①污染調(diào)查河段長度約為8000m，每1000m設(shè)置一個主斷面，

樣品按10cm分層，在樣品測定時首先監(jiān)測主斷面樣品；②每50m設(shè)

置一個次斷面，底泥柱狀樣品底泥厚度為100cm，每個柱狀樣品按

10cm分層，將底泥柱狀樣品分成10層，次斷面檢驗重金屬超標項。

通過采樣分析，基本查清了虞河底泥B段重金屬污染昌邑區(qū)段的

15

底泥重金屬污染情況，三種重金屬污染，污染程度總體達到中度以上，

局部河段達到重度以上污染程度。

5.4.4初步調(diào)查層位厚度范圍的確定

初步調(diào)查工作的目的是通過投入較少的工作量，快速的確定調(diào)查

區(qū)河湖底泥是否受到重金屬污染。因此，初步調(diào)查層位厚度范圍的確

定就顯得尤為重要。

李勇等通過研究南京市南河底泥沉積物重金屬分布特征，發(fā)現(xiàn)底

泥沉積物重金屬含量在垂向上呈明顯的波動變化，普遍具有隨深度先

增加后減少的特征，一般在40～80cm處逐漸增加至峰值[12]。我院承

擔的“棗莊山亭區(qū)新薛河支流（南莊村北至新薛河入口段）底泥重金

屬調(diào)查”項目發(fā)現(xiàn)污染深度一般在0～40cm之間，在40～50cm的樣

品中幾乎沒有檢測出重金屬元素的超標項；整體來看污染自底泥表層

向下是一個減輕的趨勢。根據(jù)上述研究成果，初步調(diào)查層位厚度范圍

需超過40cm較為合理，而上限不宜過大，故本規(guī)范在40cm基礎(chǔ)上適

當增加10cm，將其確定為初步調(diào)查層位厚度范圍，這樣可以更好的

兼顧初步調(diào)查階段工作的目的任務(wù)。

5.4.5底泥粒度分析

河流底泥粒徑分布特征除與河流本身地質(zhì)條件有關(guān)外，陸源顆粒

物的粗細、搬運介質(zhì)、水動力強弱、搬運方式等和城市人類活動及生

物因素均會對其產(chǎn)生影響。為了確定后期底泥重金屬污染治理的參

數(shù)，在底泥重金屬污染調(diào)查階段，需要分析河段底泥的粒徑分布情況

及不同粒徑底泥組分的重金屬含量。

16

在底泥柱狀樣中隨機抽取代表性點位，按照《建筑用砂》

（GB/T14684-2011）和《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685-2011）標

準對樣品進行篩分處理。要求通過濕篩和干篩兩種方式對底泥進行篩

分，對重金屬元素進行干法、濕法下不同粒徑重元素含量對比，了解

干法、濕法下不同粒徑中重金屬含量差別。

對篩分后不同粒徑底泥分布進行質(zhì)量分析，以便確定底泥（即柱

狀樣品最底部污染界面以上各分層底泥混合后）中不同粒徑組分的質(zhì)

量百分含量。根據(jù)河流泥沙顆粒分析規(guī)程（SL42-92），確定底泥的

類型。

對篩分后不同粒徑底泥進行重金屬含量分析，以便確定不同粒徑

底泥組分的重金屬含量，以便確定篩分工藝參數(shù)，將滿足《土壤環(huán)境

質(zhì)量標準》（GB15618-2018）的底泥組分進行篩除，達到減量化的

目的。

如某河流的底泥柱狀粒徑分布見圖2。粒徑≤38μm、38-75μm、

75-150μm、150-300μm、300-600μm、600-1180μm、1180-2360μm、

2360-4760μm、≥4760μm的底泥含量分別為1.88%、5.98%、5.55%、

12.04%、14.78%、17.56%、14.63%、23.55%、4.03%，底泥粒徑基本

分布在>75μm范圍內(nèi)，約占總量的92.14%。參照河流泥沙顆粒分析規(guī)

程（SL42-92），將粒徑63-2000μm的碎屑物定義為砂，根據(jù)羅家屯

河底泥粒徑分布規(guī)律，可判斷該河流主要為砂質(zhì)底泥。

17

1.88%

4.03%

5.98%

5.55%

12.04%23.55%

14.78%

14.63%

17.56%

圖2底泥粒徑分布圖

圖3Cd元素含量與粒徑關(guān)系

各粒徑中Cd重金屬元素含量與粒徑關(guān)系見圖3。由圖3可知，Cd

重金屬含量最高值均出現(xiàn)在較小粒徑底泥中。隨粒徑減小，Cd含量增

加，呈現(xiàn)明顯的粒度效應(yīng)，粒徑的減小與微量金屬質(zhì)量分數(shù)的增加成

正比，是多種物理及化學因素共同作用的結(jié)果。

5.4.6底泥重金屬形態(tài)分析

通過對代表性底泥樣品進行底泥重金屬賦存形態(tài)分析，確定重金

屬總量與生物有效態(tài)量關(guān)系，進一步明確重金屬形態(tài)分布及其含量。

18

以不同元素在各自形態(tài)中的平均含量計算百分比，并將結(jié)果進行圖形

表達，通過圖形與數(shù)據(jù)結(jié)合分析，明確重金屬形態(tài)分布及其含量。

以Tessier連續(xù)提取法將重金屬分為5種形態(tài)，對五種形態(tài)中重金

屬形態(tài)分布及其含量進行分析，5種形態(tài)分別為離子交換態(tài)、碳酸鹽

結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化態(tài)、有機質(zhì)結(jié)合態(tài)、殘渣態(tài)。

（1）離子交換態(tài)

可交換形態(tài)重金屬通過離子交換和吸附而結(jié)合顆粒表面?？山粨Q

態(tài)重金屬具有容易遷移轉(zhuǎn)化和對環(huán)境變化較為敏感的特性，易于被植

物吸收。

（2）碳酸鹽結(jié)合態(tài)

碳酸鹽結(jié)合態(tài)重金屬對pH值較為敏感，易受底泥本身條件的影

響，碳酸鹽沉淀的形成就是由于pH值升高；與此相反，當pH值下降時

會使碳酸鹽沉淀重新釋放出游離態(tài)重金屬，從而進入環(huán)境。

（3）鐵錳氧化態(tài)

鐵錳氧化物具有巨大的比表面，其對于重金屬離子的吸附能力很

高，水環(huán)境一旦形成某種適于其絮凝沉淀的條件，鐵錳氧化物會在水

環(huán)境中載帶金屬離子一同沉淀下來。其不易釋放是由于屬于較強的離

子鍵結(jié)合的化學形態(tài)。與交換態(tài)不同的是，底泥中Cd、Pb、Zn的鐵錳

氧化物占有效態(tài)比例較大，可利用性在正常情況下不高。

（4）有機質(zhì)結(jié)合態(tài)

有機質(zhì)結(jié)合態(tài)是硫離子與重金屬生成難于溶于水的物質(zhì)或是以

重金屬離子為中心離子、以有機質(zhì)活性基團為配位體的結(jié)合。部分有

19

機物分子會由于處于氧化條件下而發(fā)生降解作用，造成部分金屬元素

的溶出，環(huán)境可能會因此產(chǎn)生不利影響。

（5）殘渣態(tài)

殘渣態(tài)金屬一般存在于硅酸鹽、原生和次生礦物等，殘渣態(tài)金屬

能長期穩(wěn)定在底泥中是因為它們來源于土壤礦物，性質(zhì)穩(wěn)定，在自然

界正常條件下不易釋放，也不易被植物吸收。

5.4.7底泥柱狀樣品

為了研究底泥層序及厚度、結(jié)構(gòu)、顏色等特征，需采集底泥柱狀

樣品。目前底泥采樣方法較多，柱狀樣多采用槽探、井探、貫入及鉆

探等方法，采用薄壁取土器、回轉(zhuǎn)取土器等專用取土器采取的柱狀底

泥樣[13]。

目前國內(nèi)使用較多的為底泥柱狀采樣器，通過壓入式、重力式、

振動式、沖擊式等方式，將柱狀采樣器垂直插入底泥中，水體底部沉

積物以柱狀形式采出，采樣器采用中閉鎖裝置，內(nèi)嵌有機玻璃取土管，

便于可視、巖性描述、物理分層，獲取的柱狀底泥樣品基本可實現(xiàn)流

態(tài)、流塑態(tài)、軟塑態(tài)底泥樣等柱狀全采取。由于底泥原狀率可達90%

左右，實現(xiàn)取樣深度準確，對污染層厚度、污染程度的評價提供了準

確的基礎(chǔ)資料。

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參考文獻

1.中國水利水電科學研究院水生態(tài)環(huán)境研究所,生態(tài)環(huán)境部淮河流域

生態(tài)環(huán)境監(jiān)督管理局,廣州市珠江流域水環(huán)境監(jiān)測中心.全國河流湖泊

水庫底泥污染狀況調(diào)查評價（全國水資源綜合規(guī)劃專項）,2015