重金属元素具有潜在的生物毒性和环境持久性，进入环境后易积蓄、 难降解，不仅会通过食物链进入人体对人类健康产生危害，同时也会对生态环境造成威胁. 因此成为全球的研究热点之一. 进入湖泊中的重金属元素经沉降或絮凝作用最后进入沉积物中并逐渐富集，使沉积物受到污染，另一方面，沉积物中的重金属元素会在一定的条件下重新释放进入水体，并在富集作用下通过食物链对人类产生威胁^{[1, 2, 3, 4]}. 因为湖泊沉积物能够被连续地、 最大限度地保存，所以可以作为研究湖泊的历史变动的良好介质^[5].

沉积物作为湖泊的重要组成部分，是整个湖泊水体中重金属的源和汇，水环境中的重金属主要富集在沉积物中. 近年来，城市化和工业化的发展伴随着大量重金属元素进入水环境，并最终汇集到沉积物中^[6]. 世界经历了经济的快速发展，大量产业化过程中产生的重金属元素可能会通过如大气沉降、 废水排放、 水土流失、 雨水淋溶与冲刷等不同的方式潜在地移动到偏远/寒冷地区，因此对原始环境造成污染^[7].

青藏高原上分布着地球上数量众多的高海拔内陆湖泊，主要靠地表径流，降水以及冰川补给为主. 其湖泊沉积物的化学性质受流域内的岩石风化、 气候变化、 冰川融水以及人类活动影响^{[8, 9]}. 高原湖泊对生态系统意义重大，在水环境容量变化，水体和沉积物生源要素的地球化学循环、 沉积物重金属的污染等方面都有其特殊性^[10]. 青藏高原作为受人类污染影响最小的区域之一，人类活动的进驻给青藏高原的生态也带来了巨大的影响. 近几十年来，许多学者利用不同的方法开展了有关青藏高原上重金属的研究. 目前的研究主要结论是，对于不同的研究区域，其样品中重金属元素的来源存在较大的差异. 根据相关研究可知：青藏高原公路两旁土壤中重金属含量主要与交通有关^{[11, 12]}. Wang等^[7]发现青海湖沉积物中的重金属元素主要来自人类活动对大气的输入. Li等^[13]对雅鲁藏布江沉积物的研究认为重金属元素几乎没有人为影响，但与上地壳元素含量有关. 由于其独特的陆地景观，脆弱的生态系统以及特殊的季风循环，青藏高原已经成为一个对全球污染影响反映敏感的地区^[14]. 因此，有必要探究青藏高原湖泊沉积物中重金属的来源以及对生态环境、 人类健康的危害. 本研究调查了青藏高原的18个湖泊沉积物中的8种重金属元素的含量，通过主成分分析及相关性分析方法对沉积物中的重金属来源进行了分析，并采用Hakanson潜在生态风险指数法评估了重金属对青藏高原湖泊的污染程度，以期为青藏高原环境质量的综合评价和污染治理提供科学依据.

青藏高原有世界“第三极”之称，是世界上最高的高原，平均海拔4 500 m，面积约250万 km²，分布着地球上面积最大、 海拔最高、 数量最多并且以盐碱湖集中为特色的高原湖泊^{[15, 16]}，其面积约为36 900 km²，高达中国总湖泊面积的51.4%. 本文主要研究了分布在青藏高原上的18个湖泊(28°34′33.347″-34°36′40.804″ N，78°57′30.553″-96°45′E，图 1)，从西向东分别是松木希错、 龙木错、 班公错、 芦布错、 昆仲错、 热帮错、 埃永错、 阿翁错、 公珠错、 扎仓茶卡、 别若则错、 达热不错、 朗错、 洞错、 羊卓雍错、 普莫雍错、 达则错、 然乌湖. 采样湖泊海拔跨度为3 850-5 020 m，面积为12.1-638 km²，既有淡水湖也有咸水湖，盐度从0.32-747.1g ·L^-1，湖泊pH值从6.88-10.37(表 1).

表 1(Table 1)

表 1 青藏高原面上18个所研究湖泊的地理位置以及基本特性 Table 1 Geographical location and basic characteristics of 18 studied lakes on the surface of Tibetan Plateau 湖泊ID 湖泊名 经度/(°) 纬度/(°) 平均细菌丰度/cells ·mL-1 Chla/μg ·L-1 流域内冰川面积百分比/％ 是否为封闭湖 距离公路/m 海拔/m 湖泊面积/km2 集水面积/km2 补给系数 导电率/mS ·cm-1 pH 湖泊类型 RWC 然乌错 96.75 29.41 26 否 7 830 3 850 22 1 776 80.7 0.7 8.24 碳酸盐型淡水外流湖 LC 朗错 87.4 29.2 4 784 049 1.38 0 否 3 816 4 213 12.1 84.9 7 1.3 9.60 碳酸盐亚型微咸水湖 GZC 公珠错 82.15 30.63 2 541 013 0.8 否 4 585 4 710 66.2 849.8 12.4 3.6 9.65 碳酸盐亚型微咸水湖 BGC 班公错 78.96 33.73 752 361 1.36 1 否 65 957 4 167 604 28 110 46.5 0.4 8.16 氯化物类钠组水微咸水湖 SMXC 松木希错 80.25 34.6 503 503 4.01 8.8 是 68 336 4 975 24.6 1 605 64.2 0.3 8.04 内陆淡水湖 LMC 龙木错 80.44 34.61 430 793 1.9 是 81 764 4 933 97 570 5.9 19.5 8.40 硫酸镁亚型卤水盐湖 AYC 埃永错 80.56 33.36 130 978 0 否 55 328 4 292 22.4 509.6 22.8 19 9.73 盐湖 LBC 芦布错 83.8 32.95 2 707 565 3.53 0 是 293 514 4271 12.4 672 53.5 1.8 6.88 KZC 昆仲错 80.40 33.10 6 030 193 42 591 4 266 15 525 34 1.8 8.00 RBC 热帮错 80.59 33.04 6 604 224 61 077 4 250 31.6 1 530.4 48.4 1.8 8.49 碳酸钠亚型盐湖 AWC 阿翁错 81.73 32.76 801 911 0.95 4 是 147 851 4 374 58.6 19.5 9.70 碳酸盐型盐湖 ZCCK 扎仓茶卡 82.38 32.60 2 817 125 0 是 205 939 4 326 128.25 1 749.4 29.8 15.4 9.49 硫酸镁亚型盐湖 BRZC 别若则错 82.93 32.43 336 355 1.37 210 354 4 395 33.2 2 123 63 13.2 9.27 硫酸钠亚型内陆盐湖 DRBC 达热不错 83.21 32.47 1 019 707 1.8 0 否 223 862 4 436 21 1 250 59.5 0.9 9.03 DC 洞错 91.17 31.73 3 315 295 3.2 0 是 50 188 4 396 123.5 1 089.5 8.8 11.4 9.33 碳酸盐型内陆微咸水湖 DZC 达则错 87.54 31.90 1 085 419 2.01 0.55 是 285 005 4 393 244.7 10 885.3 44.5 8.1 10.37 盐酸盐型咸水湖 PMYC 普莫雍错 90.40 28.58 7.3 否 39 812 5 010 290 1 232.9 4.2 0.3 9.02 重碳酸盐型内陆淡水湖 YZYC 羊卓雍错 90.65 28.85 2.3 否 31 323 4 441 638 5 422 8.5 2.2 9.27 硫酸盐类微咸水湖

表 1 青藏高原面上18个所研究湖泊的地理位置以及基本特性 Table 1 Geographical location and basic characteristics of 18 studied lakes on the surface of Tibetan Plateau

图 1

Fig. 1

图 1 青藏高原面上18个采样湖泊地理位置示意 Fig. 1 Location of 18 sampling lakes on the surface of Tibetan Plateau

中国科学院青藏高原研究所野外考察队于2007 和 2010 年分别对青藏高原上的18个湖泊进行了野外考察和采样，利用重力钻取装置在每个湖泊采样点钻取了 20 cm 长的短湖芯，取完样品后保存在原塑料管中保持垂直状态立即运送回实验室测定，实验室分割湖芯样本时选取纵向1 cm梯度进行^{[17, 18]}. 湖泊沉积物中的总碳氮的含量用全氮全碳分析仪(Vario Max CN，Elementar，Germany)获得. 微量元素含量利用三步消解法对固体样品进行消解后采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS，X-7series)测定，仪器的相对标准偏差(RSD)小于3%，实际分析误差(含前处理环节)一般小于5%. 分析结果见表 2.

表 2(Table 2)

表 2 湖泊沉积物中8种重金属以及总碳、 氮含量 1) Table 2 Concentrations of 8 heavy metals,total carbon and total nitrogen in lake sediments 湖泊ID 湖泊名 TN TC Cu/mg ·kg-1 Zn/mg ·kg-1 Cd/mg ·kg-1 Pb/mg ·kg-1 Cr/mg ·kg-1 Co/mg ·kg-1 Ni/mg ·kg-1 As/mg ·kg-1 RWC 然乌错 0.063 1.15 43.9 144 0.21 76.7 55.9 15.5 31.5 36.5 LC 朗错 0.141 1.69 74.1 123 0.26 27.2 110 23.2 69.1 28 GZC 公珠错 0.933 13.2 41.4 53.9 0.04 13.2 262 0.88 44.5 216 BGC 班公错 0.512 8.12 32.9 109 0.06 20.4 164 9.46 38.5 14.5 SMXC 松木希错 0.091 3.48 28.9 156 0.26 53.7 56.5 15.1 34.9 34.8 LMC 龙木错 0.023 4.37 9.17 46.8 0.1 22.8 11.9 4.46 11.2 11.1 AYC 埃永错 0.134 4.73 12.7 53.2 0.02 12.2 35.7 6.97 35.6 65.8 LBC 芦布错 0.5535 9.44 14.75 47.25 0.32 21.95 78.9 2.73 21.4 12.75 KZC 昆仲错 0.5065 7.505 32.5 64.7 0.25 17.25 102.3 7.825 45.6 16.2 RBC 热帮错 0.154 3.68 21.6 64.4 0.83 40.7 72.7 11.1 95.2 53.3 AWC 阿翁错 0.140 7.88 17.5 49 0.27 20.3 40.8 9.8 58.7 29.1 ZCCK 扎仓茶卡 0.114 3.350 11.71 42.83 0.243 16.9 29.53 3.38 12.07 153.767 BRZC 别若则错 0.113 7.32 12.9 47.1 0.65 16 38.7 4.67 20.9 463 DRBC 达热不错 0.487 11.8 14.3 31.2 0.03 13.1 100 0.1 11 31.8 DC 洞错 0.036 3.90 9.79 42.6 0.26 26.2 26.5 5.62 22.8 53.1 DZC 达则错 0.189 4.45 18.95 65.8 0.6 18.5 63.8 8.46 33.2 27.1 PMYC 普莫雍错 2.92 42.3 142.1 0.13 47.67 73.72 14.81 32.08 YZYC 羊卓雍错 2.886 31.475 62.53 0.076 21.72 67.39 13.05 35.28 48.26 背景值 21.9 73.7 0.08 28.9 77.4 11.6 32.1 18.7

表 2 湖泊沉积物中8种重金属以及总碳、 氮含量 1) Table 2 Concentrations of 8 heavy metals,total carbon and total nitrogen in lake sediments

湖泊沉积物数据用SPSSstatistics 20 for mac进行了相关性分析、 主成分分析以及聚类分析. 相关性分析主要反映了重金属元素含量之间或与其他因素之间的相关性，主成分分析揭示了各重金属元素之间来源的相似性，聚类分析同样也用于分析湖泊之间的相似性.

为评估了湖泊沉积物中重金属的潜在生态风险，本研究中采用了Hakanson潜在生态风险指数法. 该方法可以对给定的污染状况下潜在的生态风险进行定量评估. 不仅包括重金属污染程度，同时也能表明生物危险度^{[19, 20]}. 因此，这种评价方法是一个相对稳定、 快速、 简单和标准的方法. 单一金属的生态风险系数Eⁱ_r由下式进行计算：

这18个湖泊沉积物中Cu、 Zn、 Cd、 Pb、 Cr、 Co、 Ni、 As 这8种重金属平均含量分别为24.61、 70.14、 0.26、 25.43、 74.12、 7.93、 33.85、 77.69mg ·kg^-1. 不同元素的最高值分别在不同的湖泊中，Cu和Co含量最高值分别为74.1 mg ·kg^-1和23.2 mg ·kg^-1，都出现在中部的朗错沉积物中. Zn和Pb含量最高值分别为156 mg ·kg^-1和76.7 mg ·kg^-1，分别在西部的松木希错和东部的然乌错沉积物中. Cr元素含量最高为262 mg ·kg^-1，在公珠错沉积物中. 热帮错中Cd、 Ni含量最高，分别为0.83 mg ·kg^-1、 95.2 mg ·kg^-1. 别若则错沉积物中As含量最高，为236 mg ·kg^-1(图 2). 18个研究湖泊中，已知的是然乌错、 松木希错、 普莫雍错都是淡水湖，朗错、 公珠错、 班公错、 龙木错、 埃永错、 热帮错、 阿翁错、 扎仓茶卡、 别若则错、 洞错、 达则错以及羊卓雍错都是咸水湖(表 1). 从8种重金属含量来看，淡水湖中Zn和Pb的含量比咸水湖中要高，而其他的元素含量都是咸水湖中较高，说明咸水湖比淡水湖更易富集重金属元素.

图 2

Fig. 2

图 2 18个湖泊中8种重金属元素的含量分布 Fig. 2 Distribution of the concentrations of 8 heavy metals in 18 lakes

从图 2的8种重金属元素分布可以看出，各元素含量在空间分布上没有显著的规律. 青藏高原的基本气候特点是严寒而干旱、 降水稀少、 蒸发强烈，故冰雪融水、 地下水是湖泊补给的主要形式，强烈的蒸发作用使得部分湖泊湖水处于萎缩状态^[21]. 但从湖泊沉积物重金属元素含量状态来看并未有明显的区别，说明降水、 蒸发以及地域对元素含量影响不大.

与西藏土壤背景值相比^[22]，湖泊沉积物中除了Cd和As含量相对较高以外，其他重金属元素的含量总体与土壤相似，As含量最高，是土壤的4倍多. 由于青藏高原广泛分布富含As元素的页岩、 片岩以及千枚岩等母岩，所以青藏高原湖泊沉积物中As含量较高^[13]. 与已有报道的青藏高原道路两侧土壤中重金属含量相比，西藏湖泊沉积物中的Zn含量远低于土壤，Cr、 As含量却远高于土壤含量，Cu、 Cd、 Pb、 Co、 Ni含量与土壤中相似^[19]，说明沉积物中Cu、 Cd、 Pb、 Co、 Ni可能与交通有关.

湖泊沉积物中重金属含量与其他地方相比，雅鲁藏布江沉积物中Cu、 Zn、 Pb、 Cr、 Co、 Ni含量都要高于本文研究的青藏高原湖泊，只有Cd、 As含量较低^[13]. 青海湖中Cu、 Zn、 Co、 Ni含量较高，Pb、 Cr、 Cd、 As含量低^[7]. 对南极重金属含量研究中Cu、 Cd的含量高于本文青藏高原湖泊沉积物中的含量，但Zn、 Pb和Cr的含量都低于研究区的含量^[23]. 北极地区Cd的含量要高于青藏高原湖泊沉积物，但Pb、 Cs含量都远远偏低^[24]. 黄海地区沉积物重金属Cu、 Zn、 Cd、 Pb、 Cr、 Ni含量都要低于青藏高原湖泊中的含量，但Co的含量要高^[25]. 太湖中Cu、 Zn、 Pb、 Cr、 Ni的含量都要高于青藏高原(表 3)^[26]. 与受人类活动影响较高的地区相比，西藏湖泊沉积物重金属元素的含量大部分要高于南北极沉积物，但与人类活动频繁地区的湖泊沉积物重金属含量相比却较低.

表 3(Table 3)

表 3 本研究及其他研究中沉积物重金属的含量 1)/mg ·kg-1 Table 3 Concentrations of heavy metals in sediments from this study and other literatures/mg ·kg-1 研究区域 Cu Zn Cd Pb Cr Co Ni As 本研究区 24.61 70.14 0.26 25.43 74.12 7.93 33.85 77.69 青藏高原公路 23.13 100.97 0.3 29.6 36.2 10.31 31.93 21.4 国道 22.84 100.56 0.282 28.75 — — — — 雅鲁藏布江 36.03 91.83 0.16 32.63 92.63 15.17 55.88 33.58 青海湖 28.65 71.5 0.21 21 58.65 11.2 58.65 10.8 南极 73 58 0.62 5.4 5.6 — — — 太湖 39.6 113 1.32 40.4 148 — 47.9 — 黄海 15.9 57.3 0.09 24.1 48.9 9.3 22 — 尼泊尔(土壤) 26.82 87.77 0.27 4.07 — — — — 北极 — — 1.55 3.27 — — — 17.84 1)“—”表示文中没有相关数据

表 3 本研究及其他研究中沉积物重金属的含量 1)/mg ·kg-1 Table 3 Concentrations of heavy metals in sediments from this study and other literatures/mg ·kg-1

对总金属元素进行了主成分分析，提取了特征值>1和累计占主成分方差90%以上的2种主成分(表 4). 成分1主要由Cu、 Zn、 Cd、 Pb、 Co、 Ni、 As组成，占总方差的78.4%，反映了这些金属元素具有一定程度相似的来源和分配过程. 主成分2中，Cr呈显著的正载荷，占总方差的14.8%，说明Cr与其他元素的来源是存在差异的. 从成分图(图 3)中可以明显看出2种主成分的分布.

根据相关性表可知(表 5)，除去Cr与Cd、 As之间存在显著的相关关系之外，其他各金属元素之间都具有显著的正相关性，可能暗示了在研究区域内存在相似的过程控制着沉积物中重金属元素的含量. 湖泊沉积物的8种重金属元素中，Cu、 Zn、 Cd、 Pb、 Co、 As元素都与流域内的冰川面积百分比呈显著相关，说明这几种元素的来源主要是冰川融 水. 冰川融水中的重金属元素来源主要有两方面，一方面是大气气溶胶携带的大气污染物长距离传输^[27]. 重金属元素可能通过干/湿大气沉降被引入整个生态系统中. 已经有研究表明，季风期间大气气溶胶能够将南亚的污染物传入青藏纳木错地区^[28a>]. 另一方面是径流在经过流域时带走了部分土壤内富集的重金属元素. 冰川是一种动态资源，随着气候的变暖，大多数的冰川处于强烈的退缩状态，从而导致一些河流因冰川的消融径流量大增^[29]，补给湖泊的径流会向湖泊中带入更多的流域土壤，使土壤中的重金属元素进入湖泊沉淀物中. 元素含量与公路距离并没有显著的相关性，表明交通并不是影响湖泊沉积物中元素含量的主要因素. Zn元素与海拔也有显著的相关性，说明海拔越高，湖泊中Zn元素的含量越高. As元素与湖泊的补给系数有关. 补给系数是湖泊流域面积与湖水面积之比，补给系数越大，As元素含量越大则可以说明As主要来自流域内土壤. Cr来源与冰川无关，可能受湖泊周围人类活动影响较大.

表 4(Table 4)

表 4 沉积物中重金属元素的主成分分析结果 Table 4 Result of principle component analysis (PCA) for the environment variables of the sediments 项目 成分 1 2 Cu 0.963 0.229 Zn 0.990 -0.007 Cd 0.903 -0.284 Pb 0.971 -0.045 Cr 0.563 0.762 Co 0.990 0.038 Ni 0.965 0.040 As 0.614 -0.680 方差/％ 78.359 14.762 累积/％ 78.359 93.121

表 4 沉积物中重金属元素的主成分分析结果 Table 4 Result of principle component analysis (PCA) for the environment variables of the sediments

图 3

Fig. 3

图 3 主成分载荷分布 Fig. 3 PCA result showing loading distribution

表 5(Table 5)

表 5 18个湖泊沉积物重金属之间及其与其他因素之间的相关系数 1) Table 5 Correlation coefficient between heavy metals and other factors in the sediments from 18 lakes Cu Zn Cd Pb Cr Co Ni As TN TC Cu 1 Zn 0.951** 1 Cd 0.775** 0.890** 1 Pb 0.905** 0.969** 0.911** 1 Cr 0.702** 0.522* 0.276 0.508* 1 Co 0.965** 0.988** 0.887** 0.963** 0.551** 1 Ni 0.964** 0.961** 0.828** 0.884** 0.541** 0.960** 1 As 0.443* 0.581** 0.675** 0.600** -0.058 0.544** 0.558** 1 TN -0.125 -0.169 -0.138 -0.231 0.005 -0.232 -0.047 0.153 1 TC -0.236 -0.237 -0.237 -0.296 -0.027 -0.324 -0.172 0.096 0.865** 1 距公路距离 -0.419 -0.336 -0.202 -0.324 -0.337 -0.395 -0.408 -0.271 0.107 0.270 流域内冰川面积百分比 0.500* 0.513* 0.498* 0.668** 0.274 0.527* 0.414 0.436* -0.282 -0.360 海拔 0.327 0.432* 0.377 0.393 0.210 0.410 0.323 0.242 -0.121 0.044 湖泊面积 0.279 0.218 -0.064 0.093 0.145 0.212 0.295 -0.044 -0.155 -0.160 集水面积 0.265 0.229 -0.014 0.063 0.005 0.177 0.366 0.099 0.143 0.083 补给系数 0.052 0.166 0.290 0.240 -0.173 0.099 0.126 0.444* 0.160 0.164 电导率 -0.507* -0.437* -0.465* -0.423* -0.458* -0.443* -0.530* -0.408 -0.401 -0.341 pH -0.227 -0.294 -0.353 -0.304 0.009 -0.241 -0.290 -0.212 -0.194 -0.116 细菌丰度 -0.231 -0.282 -0.052 -0.293 -0.130 -0.260 -0.188 -0.239 0.388 0.207 叶绿素 0.155 0.286 0.418 0.256 -0.223 0.253 0.278 0.422 0.017 0.111 距公路距离 流域内冰川面积百分比 海拔 湖泊面积 集水面积 补给系数 电导率 pH 细菌丰度 叶绿素 距公路距离 1 流域内冰川面积百分比 -0.337 1 海拔 -0.116 -0.118 1 湖泊面积 -0.151 -0.044 0.075 1 集水面积 0.000 -0.049 -0.187 0.728** 1 补给系数 0.294 0.411 -0.401 -0.276 0.152 1 电导率 0.299 -0.275 -0.057 -0.109 -0.175 -0.183 1 pH -0.218 -0.228 0.030 0.061 -0.048 -0.348 0.150 1 细菌丰度 0.048 -0.340 -0.283 -0.370 -0.221 -0.056 -0.166 -0.024 1 叶绿素 0.229 -0.034 0.160 -0.088 0.118 0.297 -0.322 -0.253 -0.101 1 1)**表示 在 0.01 水平(双侧)上显著相关，*表示在 0.05 水平(双侧)上显著相关

表 5 18个湖泊沉积物重金属之间及其与其他因素之间的相关系数 1) Table 5 Correlation coefficient between heavy metals and other factors in the sediments from 18 lakes

前人的研究中对各重金属的来源都有不同的结论. 化石燃料的燃烧，矿石的高温处理以及农业活动都是有毒重金属进入湖泊沉积物的重要途径^[30]. Zhang等^[31]对滇池沉积物重金属研究显示Cu、 Pb、 Zn、 Ni、 Cd、 Cr元素主要来自人为因素，Fe和Mn元素主要来自自然过程. Kükrer等^[32]对土耳其Çιldιr湖泊沉积物中重金属进行了研究，他们认为湖泊表层沉积物中重金属富集能够用化石燃料的消耗来解释，下层沉积物中的重金属的来源有可能是火山，但很难用人类活动如化石燃料的使用以及工业活动解释. 在对新疆赛里木湖的研究中，Zeng等^[33]发现燃煤排放和车用汽油中的Pb均是天山地区重金属污染的主要来源. 南极海洋沉积物中的重金属元素来源主要有两个：①岸边岩石，地表径流和表层冰川的消融； ②人为活动. 研究人员发现，南极Pb元素的富集与人为的污染有直接联系，而夏季的融水径流带入自然来源的Fe和Cd元素^[23]. 青藏高原的环境决定了其湖泊沉积物中的重金属元素来源可能多与新疆和南极地区相似，主要来自人为活动和自然过程. 随着人类活动的慢慢渗入，交通和化石燃料的燃烧可能是青藏高原重金属污染的主要来源.

使用聚类分析法分析了18个湖泊的综合生态风险指数(RI)，分析结果如图 4所示. 从中可以看出，18个湖泊聚成了三大类. 一类包括别若则错，一类包括热帮错、 扎仓茶卡、 公珠错，最后一类包括朗错、 阿翁错、 羊卓雍错、 松木希错、 埃永错、 然乌错、 芦布错、 昆仲错、 达热不错、 洞错、 达则错，与表 6的分析结果相一致. 西藏湖泊综合生态风险大部分都处于中等以上，重金属污染较严重，只有普莫雍错、 龙木错和班公错的重金属污染程度较低. 可以看出西藏虽属于偏远地区，人类活动不频繁，但是由于近几十年的开发、 旅游以及大气污染加重，造成了西藏湖泊污染严重.

表 6(Table 6)

表 6 湖泊沉积物中重金属的潜在生态风险指数 Table 6 Potential ecological risk index of heavy metals in lake sediments 湖泊ID 湖泊名 Eri RI Cu Zn Cd Pb Cr Co Ni As RWC 然乌错 5.78 1.67 126 19.18 1.77 2.42 2.76 192.11 351.69 LC 朗错 9.75 1.43 156 6.8 3.492 3.63 6.06 147.37 334.53 GZC 公珠错 5.45 0.63 24 3.3 8.32 0.14 3.9 11 36.84 1 182.57 BGC 班公错 4.33 1.27 36 5.1 5.21 1.48 3.38 76.32 133.07 SMXC 松木希错 3.80 1.81 156 13.43 1.79 2.36 3.06 183.16 365.41 LMC 龙木错 1.21 0.54 60 5.7 0.38 0.70 0.98 58.42 127.93 AYC 埃永错 1.67 0.62 12 3.05 1.13 1.09 3.12 346.32 369 LBC 芦布错 1.94 0.55 192 5.49 2.5 0.43 1.88 67.11 271.89 KZC 昆仲错 4.28 0.75 150 4.31 3.25 1.22 4 85.26 253.07 RBC 热帮错 2.84 0.75 498 10.18 2.31 1.73 8.35 280.53 804.69 AWC 阿翁错 2.30 0.57 162 5.08 1.30 1.53 5.15 153.16 331.08 ZCCK 扎仓茶卡 1.54 0.50 146 4.23 0.94 0.53 1.06 809.30 964.09 BRZC 别若则错 1.70 0.55 390 4 1.23 0.73 1.83 2 436.84 2 836.88 DRBC 达热不错 1.88 0.36 18 3.28 3.17 0.02 0.96 167.37 195.04 DC 洞错 1.29 0.50 156 6.55 0.84 0.88 2 279.47 447.53 DZC 达则错 2.49 0.77 360 4.63 2.04 1.32 2.91 142.63 516.77 PMYC 普莫雍错 5.57 1.65 78 11.92 2.34 2.31 2.81 — 104.60 YZYC 羊卓雍错 4.14 0.73 48 5.43 2.14 2.04 3.09 254 319.57

表 6 湖泊沉积物中重金属的潜在生态风险指数 Table 6 Potential ecological risk index of heavy metals in lake sediments

图 4

Fig. 4

图 4 湖泊潜在生态风险聚类树状 Fig. 4 Dendrogram showing clusters of RI of 18 lakes

表 6总结了18个湖泊沉积物中8种重金属元素的潜在生态风险系数以及各个湖泊的综合生态风险指数，根据潜在生态风险指数评价标准(表 7)可以看出Cu、 Zn、 Pb、 Cr、 Co、 Ni的潜在生态危害系数(Eⁱ_r)均在40以下，为轻度污染. 湖泊沉积物中重金属的生态风险的主要贡献因子为Cd和As元素，但在公珠错、 班公错、 埃永错、 达热不错中Cd的生态风险较小，热帮错中Cd的生态风险程度很强，高达498. As对生态环境的危害在龙木错中最小，而在别若则错中高达2 436.

表 7(Table 7)

表 7 潜在生态风险指数评价标准 Table 7 Evaluation criteria of potential ecological risk index Eir范围 单因子生态风险水平 RI范围 综合生态风险水平 <40 低 <150 低 40-80 中等 150-300 中等 80-160 较高 300-600 较严重 160-320 高 ≥600 严重 ≥320 严重

表 7 潜在生态风险指数评价标准 Table 7 Evaluation criteria of potential ecological risk index

各个湖泊沉积物中重金属综合生态风险指数(RI)各不相同，综合生态风险指数低(<150)的湖泊是普莫雍错(104.6)、 龙木错(127.93)和班公错(133.07)，芦布错、 昆仲错和达热不错湖泊沉积物重金属综合生态污染程度中等(150～300)，然乌错、 朗错、 松木希错、 埃永错、 阿翁错、 洞错、 达则错、 羊卓雍错污染较严重(300～600)，而公珠错、 热帮错、 扎仓茶卡、 别若则错重金属污染最严重(>600)，尤其是别若则错综合生态风险指数最高(2 836)，这表示别若则错湖泊沉积物中重金属污染对生态系统的危害十分严重，可能会对湖泊沉积物 以及水生生物的生存构成威胁.

本文通过研究青藏高原上的18个湖泊沉积物中8种重金属(Cu、 Zn、 Cd、 Pb、 Cr、 Co、 Ni、 As)，发现不同湖泊中含量最高的重金属不同，与西藏背景值及其他研究区域相比，这18个湖泊中的沉积物As含量最高. 从各元素含量在空间分布、 青藏高原的基本气候特点来看，降水、 蒸发以及地域对元素含量影响不大. 重金属元素主成分分析和相关性分析表明，重金属元素与冰川融水、 流域内土壤人类活动等因素有关. 青藏高原重金属污染的来源可能主要是化石燃料的燃烧以及色金属采矿等. 潜在生态风险分析结果显示18个湖泊沉积物中Cu、 Zn、 Pb、 Cr、 Co、 Ni都为轻度污染，西藏湖泊综合生态风险大部分都处于中等以上，重金属污染较严重，只有普莫雍错、 龙木错和班公错的重金属污染程度较低.