城市与农业区排水渠沉积物重金属污染特征及生态风险评估

针对多瑙河-蒂萨河-多瑙河(DTD)水系沉积物重金属污染差异问题，Radovan Savic团队通过对比城市(Urb)与农业区(Agr)86个样本中Pb、Cd、Cr等6种金属含量，结合地累积指数(Igeo)、潜在生态风险指数(RI)分析，发现城市沉积物污染更显著（11%样本达中度-强污染），为流域靶向治理提供科学依据。

　　

在城市化与农业集约化并行的今天，排水渠沉积物已成为重金属污染的"沉默载体"。多瑙河-蒂萨河-多瑙河(DTD)水系作为塞尔维亚北部1.42万平方公里的生命线，其排水网络长期接收着城市工业废水与农业径流的双重冲击。尽管沉积物对污染物具有"海绵效应"，但重金属通过生物累积(bioaccumulation)进入食物链的威胁日益凸显。令人担忧的是，现有研究多聚焦大型水体，对DTD这类兼具灌溉、航运功能的复杂水系中，城市与农业区沉积物污染差异的系统评估仍属空白。

塞尔维亚诺维萨德大学Radovan Savic团队在《Journal of Environmental Management》发表的研究填补了这一空白。研究者采集86份沉积物样本（城市区Urb 45份，农业区Agr 41份），采用ICP-MS测定Pb、Cd等6种重金属含量，结合地累积指数(Geoaccumulation Index, I_geo)、潜在生态风险指数(Potential Ecological Risk Index, RI)等评估工具，首次揭示了DTD水系沉积物污染的"城乡梯度"。

关键技术方法
研究采用网格化采样策略覆盖DTD水系典型区域，通过电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)精确测定金属浓度。运用Müller地累积指数(I_geo)和Hakanson潜在生态风险指数(RI)量化污染程度，结合主成分分析(PCA)解析污染源贡献率。所有数据经Shapiro-Wilk正态性检验后，采用Mann-Whitney U检验进行组间差异分析。

研究结果

Sediment quality
城市沉积物展现出全面性污染：除Cr外，Urb区Pb、Cd等5种金属浓度显著高于Agr区(p<0.05)。尤为触目惊心的是，Urb区Zn平均浓度达193.21 mg/kg，是Agr区(74.54 mg/kg)的2.6倍。虽然Agr区所有样本均低于安全阈值，但6.7%的Urb样本出现Cu、Ni超标，揭示城市工业排放的深远影响。

Ecological risk assessment
指数分析呈现鲜明对比：95% Agr样本I_geo值在0-1（无污染-中度污染），而Urb区11%样本I_geo>2达中度-强污染水平。RI指数更显示Urb区4.4%样本属"极高风险"等级(RI>300)，而Agr区全部为低风险(RI<150)。PCA分析指出Agr污染78.5%方差来自农业投入品，而Urb区88%方差反映工业、交通等多源污染复合效应。

结论与意义
该研究首次量化了DTD水系"城乡沉积物污染鸿沟"：城市沉积物不仅是重金属的"汇"，更可能成为二次污染的"源"。研究创新性地提出，对于Urb区中I_geo>2的"热点"渠道，应优先实施原位固化等修复措施；而Agr区则需加强农药管控。这一成果不仅为DTD水系治理提供"污染地图"，其建立的I_geo-RI联合评估框架，更对全球类似水系管理具有范式意义。正如作者强调，在气候变化加剧水文异常的背景下，此类精细化研究是实现联合国可持续发展目标(SDGs)中"清洁饮水和卫生设施"目标的重要科学支撑。