长江口海陆交互带地下水重金属污染特征及微生物响应

摘要

海陆交互带地下水受多重因素共同作用,重金属污染风险较高.通过分析测定长江口海陆交互带地下水中8种重金属元素(Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、As、Hg)浓度,并对微生物及重金属抗性基因(Metal Resistance Genes, MRGs)组成进行分析,以揭示长江口海陆交互带地下水环境状况.调查发现,研究区域内井水各站位重金属元素平均浓度均低于国家《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)Ⅲ类标准限值;间隙水站位除Pb外,其余重金属平均浓度均低于国家《地下水质量标准》Ⅲ类标准限值.对各重金属元素进行Pearson相关性分析,结果表明As与Hg、As与Zn、Cd与Hg的相关性系数分别为0.661(p<0.01)、0.915(p<0.05)、0.918(p<0.05),存在正相关关系,可推测以上重金属元素具有相似的来源.研究区域大部分站位的重金属单因子污染指数小于1,为安全等级;少量间隙水站位的Pb单因子污染指数范围为1～3,属于轻中度污染.综合所有重金属元素对各站位进行评价,井水综合污染指数为0.27,为安全等级;间隙水综合污染指数为1.73,为轻度污染.对研究区域地下水宏基因组数据进行分析,共注释出21种MRGs及39种具有MRGs的潜在已分类宿主菌门类.研究结果将有助于深入了解长江口海陆交互带地下水中重金属的分布、潜在来源及微生物参与过程.

关键词

地下水 / 重金属 / 海陆交互带 / 风险评估 / 重金属抗性基因