《河湖底泥重金属调查与评价规范 （征求意见稿）》编制说明

《河湖底泥重金属污染调查与评价规范》

编制说明

编制组

2023.09

1项目背景

1.1我国底泥重金属污染状况

根据全国水系底泥重金属检测结果[1]，我国水系底泥重金属

普遍较环境背景更为富集，底泥重金属含量超环境背景值是全国

性的普遍现象。通过对全国十大水资源一级区906个底泥监测断

面采样分析，发现有732个底泥重金属超过环境背景值，占全部

断面的80%。底泥重金属超背景最普遍的元素是总铅，共有420

个断面超背景，占监测总断面的46.4%。重金属“超背景率”顺

序为：总铅(46.4%)＞总镉(43.4%)＞总汞(40.8%)＞总锌(33.8%)

＞总铜(21.6%)＞总铬(11.9%)＞总砷(9.6%)。

除了水系底泥通常具有重金属富集的特性，调查还发现，底

泥重金属含量普遍接近生态风险阈值，特别是镉等毒性危害严重

的元素含量普遍较高，906个断面中有276个超标，约为总断面

的27%；其次是汞、铜、锌和砷，超标率分别约为10.5%、7.2%、

6.7%和5.8%；铅污染最轻，超标率为1%。因此，我国水系底泥

重金属质量整体处于具有潜在危险的“亚健康”状态。

全国省级行政区中，底泥监测断面重金属综合评价全部超背

景的省有：宁夏、青海、甘肃、上海、山西、天津和北京。从单

项重金属超背景情况看，除汞污染具有一定的普遍性外，其他重

金属污染分布具有明显的地域性特点。东北三省及北京、河北、

河南、山东、天津等省区主要为锌、铅、砷超背景；西北地区的

青海、宁夏、新疆和陕西等省区主要为铜、铬、铅超背景；云南

1

和广西主要为镉和汞超背景。

全国水系底泥重金属超过“环境质量标准”的平均超标率为

36.3%。东南地区和珠江区水系底泥重金属污染较为严重，除镉

外，上述两水系还存在底泥汞、铜、锌等重金属的污染情况。

1.2底泥重金属的污染过程

根据第一次全国污染源普查结果[2]，截至2007年，全国废水

中铅、汞、镉、铬、砷等五种重金属产生量为2.54万吨，排放

量仍高达897.3万吨。大气中上述五种重金属污染物排放量约

9500吨。列入国家危险废物名录中含上述五种重金属的危险废物

产生量为1690万吨。

通过大气降尘、大气降水、土壤冲刷、地表径流、各类污水、

固体垃圾以及农药等污染途径迁移，重金属最终进入水体后，绝

大部分迅速由水相转入固相，结合到悬浮物中。悬浮物中的重金

属在被水流搬运过程中，当其负荷量超过搬运能力时，最终进入

底泥，底泥往往是排入水体的重金属污染物的储存库和最终归

宿。重金属污染物质进入水体后，通过水体颗粒的吸附、絮凝、

沉淀作用和生物吸收等作用逐渐沉积到底泥中并不断积累。在不

断的积累和富集作用下，底泥中污染物浓度往往要百倍的高于上

覆水的污染物浓度。底泥中的污染物在外界环境条件发生变化时

可能会从底泥中重新释放出来，导致上覆水水质超标，使得底泥

从污染物质的“汇”变成了污染物质的“源”。

底泥重金属污染具有长期性、累积性、潜伏性和不可逆性等

2

特点，能通过食物链成千百倍地富集，最终危害人体健康。这方

面，西方发达国家在其工业化进程中有过沉痛历史教训，如上世

纪50年代日本发生的含镉大米导致的“骨疼病”事件和含汞水

产品导致的“水俣病”事件均是由于受重金属污染底泥所致。目

前，我国重金属污染呈现出长期积累和近期集中爆发、历史遗留

问题和新出现问题相交织的特点。

1.3底泥重金属污染治理及标准化状况

1.3.1山东省底泥重金属污染治理情况

自2003年以来，山东省坚持“治、用、保”并举的流域污染综

合治理思路，不断强化措施，提升流域治污水平，河流总体水质呈持

续明显改善态势。截至2010年，全省控河流88个监测断面中，水

质符合I～III类标准的34个，占32.7%；IV类标准的17个，占16.3%；

V类标准的14个，占13.5%；劣于V类标准的39个，占37.5％。水

生态实现重大转折，省控59条重点污染河流全部恢复鱼类生长。2015

年底省控河流基本消除劣五类水体，全省水环境质量连续12年持续

改善，总体恢复到1985年以前的水平。但我省过去重度污染时期导

致的河流、湖泊、入海口滩涂底泥重金属污染，短时期内难以消除，

存在环境安全隐患。2015年山东省编制了《山东省河流湖泊和入海

河口滩涂底泥重金属污染防治专项行动计划》，明确提出：到2020

年，底泥重金属污染治理取得积极进展，水环境敏感区域污染底泥得

到有效治理，有效实施红线管控。我院负责了山东省第一批重金属污

染治理的9段河流中的8段河流（界河烟台C段及入海滩涂、虞河底

3

泥B段、虞河底泥（寒亭段）、沭河日照段(莒县)、枣庄新薛河支流、

牟平区罗家屯河和水道河东河河道、黄垒河烟台段）的底泥重金属污

染勘查。

山东省市场监督管理局2021年4月份发布实施了山东建筑大学

主编的地方标准《底泥污染状况调查点位布设技术规范》（DB37/T

4327—2021）；2022-01-29发布了由山东省科学院新材料研究所、

山东建筑大学等起草的地方标准《底泥重金属污染状况评价技术指

南》（DB37/T4471—2021）；2023-06-19发布实施了由山东省环境

保护科学研究设计院有限公司起草的地方标准《重金属污染底泥异位

处理处置技术指南》（DB37/T4617—2023）。

1.3.2国内其他省份底泥治理及标准化情况

经对国内河湖底泥污染调查与治理情况的资料搜集和初步调研

发现，国内对污染底泥的调查与评价处于初步调查阶段。

（1）湖北省巡司河到上世纪70年代水质持续恶化，最终沦为武

汉城区最大的排污明渠。近年来，武汉市分期实施巡司河综合整治工

程，拓河道、清河床、截污水，生态环境逐步向好。2021年，为持

续改善巡司河流域生态环境问题，武汉市启动“三河三湖”流域综合

治理的重点工程项目。湖北省生态环境厅会同省水利厅组织编制了

《湖泊入湖排口及底泥调查技术指南》，供开展湖泊入湖排口及底泥

调查工作时参考。包括背景调查、现场调查（采样点布设）、采样监

测（底泥、水体、水生生物）、湖泊总体评价（底泥评价、水质评价、

生物评价）、湖泊清淤及淤积量计算。采用网格布点方式设置监测垂

4

线；一般按照湖泊类型设置采样点数量；不规则水域根据实际情况确

定布设原则；针对湖泊小区域、孤立区域的布设点不得少于3个。

（2）上海对苏州河底泥污染进行了疏浚与综合治理研究，2021

年12月发布实施了《上海市河道疏浚底泥处理处置技术指南（试行）》

（DB31SW/Z018-2021），批准为上海市地方标准化指导性技术文件，

《指南》中提到底泥的采样和检测，HJ/T166土壤环境监测技术规范

和NY/T395农田土壤环境质量监测技术规范，采样时设置采样单

元，单个采样单元的采样点设置不应少于5个，采样点布设可选择

对角线法、梅花点法、棋盘式法或蛇形法等方法。采样深度应覆盖计

划清淤的深度范围。疏浚底泥检测必测项目包括pH值、重金属以

及有毒有害物质。其中重金属包括镉、汞、砷、铅、铬、铜、镍、锌，

有毒有害物质包括六六六、滴滴涕、苯并[a]芘。

（3）广东深圳茅洲河流域进行了水环境综合整治工程，2020年

发布了《城市河湖环保清淤及底泥处理处置技术规程（征求意见稿）》，

《规程》中第三章节是底泥勘测与污染状况调查评价，现场踏勘、采

样点布设，二分法采样及加密采样。

经标准编制技术组讨论，确定《河湖底泥重金属调查与评价技术

标准》分为初步调查与详细调查评价阶段，内容包括：“设计编写与

审核”、“调查技术方法与要求”“底泥重金属质量评价”、“成果

编制与验收”。

1.4标准编制的必要性

5

底泥是水生态系统中的重要组成部分，并在重金属地球化学循环

中担当着重要的角色。河流中90%以上的重金属易在化学吸附和物理

沉淀作用下累积于底泥，底泥重金属的含量高于河流水中（3～5倍），

河湖底泥重金属对于水环境而言是一种巨大的潜在威胁。重金属是环

境中毒性最强、生态危害毒性高的污染物之一，能够通过大气沉降、

废水排放、雨水淋溶、洪水冲刷和农田退水等渠道进入地表水体，进

而经过复杂的物理、化学、生物和沉积过程沉降到底泥中并逐渐富集，

对人类健康和环境造成严重危害。在河流湖泊污染治理过程中，底泥

污染治理是主要的难点之一，也是目前较为普遍存在的环境问题。水

体和底泥之间存在着污染吸收和释放的动态平衡，当水体存在较严重

污染时，一部分污染物能够通过沉淀、吸附等作用进入底泥中；当外

源污染得到有效控制后，累积于底泥中的各种有机和无机污染物通过

与上覆水体间的物理、化学、生物交换作用，重新进入到上覆水体中，

成为影响水体水质的主要污染源。底泥重金属的污染严重影响了人类

生存和发展最主要的可利用淡水资源，影响了山水林田湖草生态系

统，直接影响了河流所经区域的经济发展和生态安全。本标准的制定，

对于进一步规范底泥重金属污染调查摸底，修复山水林田湖草生态环

境有重要的基础意义。

2工作过程

（1）2022年5月-2022年11月，成立标准编制组，根据《标准

化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》

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（GB/T1.1-2020)、《国家环境保护标准制修订工作管理办法》等标

准编制有关文件的要求，对国内外相关标准和文献资料等进行搜集。

（2）2022年12月-2023年1月，标准编制组确定本标准的技术

原则和技术路线。

（3）2023年1月-2023年5月，编写标准，形成河湖底泥重金

属调查与评价规范》（内部讨论稿）。

（4）2023年6月-2023年8月，召开参编单位讨论及专家论证

会，根据专家意见补充调研、修改完善，形成《河湖底泥重金属调查

与评价规范》（征求意见稿）及《河湖底泥重金属调查与评价规范编

制说明》（征求意见稿）。

（5）2023年9月-10月，广泛征求中国地质学会、会员单位及

代表企业意见，根据征求意见反馈情况，修改形成《河湖底泥重金属

调查与评价规范》及《河湖底泥重金属调查与评价规范编制说明》送

审稿。

（6）2023年11月-12月，召开专家审查会，根据专家意见修

改完善，形成报批稿。

3国内外相关底泥污染调查评价规范及标准概况

3.1发达国家及国际组织相关规范及标准

ISO、美国及欧盟等发达国家的相关机构对沉积物监测技术做了

不少研究，以期建立更加系统及完整的沉积物监测技术体系。但国外

涉及河流、湖泊及河流入海口滩涂底泥污染状况监测点位布设的相关

技术规范很少，现有的一些技术规范如《淤泥和沉积物样品的保存和

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处理方法指南》(ISO5667-15-1999)[3]、《欧盟水框架下的沉积物质

量指南》[4]、《加拿大沉积物质量评估标准》[5]、《加拿大沉积物质

量导则》（2001年）[6]、《美国国家环保部淡水水域沉积物质量6

标准》（2002年）[7]、《美国国家环保部污染沉积物管理策略1998》

[8]等，但这些技术规范主要是对沉积物取样、处理及监测分析方法等

进行了规范化，尚未涉及污染河流、湖泊等底泥的污染调查评价方面

的技术规定。

3.2我国相关规范及标准

国内关于环境质量布点监测规范，涉及空气、噪声及振动、地表

水、场地及近岸海域等，如环境空气质量监测点位布设技术规范（试

行）（HJ664-2013）、环境空气质量手工监测技术规范（HJ194-2017

代替HJ/T194-2005）、环境振动监测技术规范(HJ918-2017)、固定

污染源烟气（SO2、NOX、颗粒物）排放连续监测技术规范（HJ75-2017

代替HJ/T75-2007）、近岸海域环境监测点位布设技术规范（HJ

730-2014）、场地环境调查技术导则（HJ25.1-2014代替HJ/T

5-1999）、“十三五”国家地表水环境质量监测网设置方案。暂未检

索到涉及河流、湖泊及河流入海口滩涂底泥污染状况监测点位布设的

相关技术规范及标准。

国内关于沉积物监测技术研究，主要是针对某一具体区域进行沉

积物污染程度研究，或是针对沉积物中某一污染物的监测方法研究，

这些研究涉及长江、黄河、珠江等流域的多个水体和重金属及微量有

机物等多种污染物[9,10,11]。但这些研究主要关注于特定问题的解决，

8

没有全面、系统地关注具有普遍指导意义的底泥污染调查评价，因此，

国内底泥污染调查技术仍有较多空白。

4标准制订的基本原则和技术路线

4.1标准制订的基本原则

（1）可行性

在满足底泥污染状况调查目的的前提下，综合考虑水文、技术水

平、调查成本等因素，通过调查方案，降低调查工作量。

（2）可比性

同类型采样点位的设置条件尽可能一致，并与历史监测点位尽可

能一致，使采样点位获取的监测数据在空间和时间尺度上有可比性。

（3）整体性

底泥重金属污染调查应考虑底泥的分布范围、流域水体的水利水

文条件等综合环境因素，以及工业布局、人口分布等社会经济特点，

在布局上应反映水体主要功能区、主要污、废水排放污染源对水体底

泥环境的影响现状、变化趋势及城市行政管理区界等，从整体出发合

理布局，初步调查阶段采样点之间相互协调。

（4）重点性

根据初步调查评价结果，对发现的污染区段进入详细调查评价阶

段，加密采样断面，断面样品加密分层，找出平面范围和垂直方向的

分布范围，针对重金属污染区域提出防控措施。

4.2标准制订的技术路线

9

本技术规范主要是在调研国内外相关标准规范和山东省底泥重

金属污染调查评价项目实施的基础上，结合省内河流、湖泊底泥污染

监测及治理现状，制定技术路线，对底泥污染状况调查评价内容进行

了详细规定。本技术规范的编制工作技术路线示意见图1。

本技术规范在编写时还考虑到底泥重金属调查工作的实际情况，

按照工作流程叙述，力求条理清楚、文字简洁。

图1编制工作技术路线示意图

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5主要内容说明

5.1适用范围确定

本文件规定了底泥污染状况调查与评价的技术要求、调查与评价

程序、评价因子、评价方法及结果。适用于河流、湖泊等水域底泥重

金属污染状况调查与评价，河道清淤、湖泊疏浚和水体生态修复治理

等项目可参照本文件。

5.2规范性引用文件

本标准引用了《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》（GB

15618）、全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范（CH/T2009）、

（所有部分）地质矿产实验室测试管理规范（DZ/T0130）、土地质

量地球化学评价规范（DZ/T0295）、地表水和污水监测技术规范（HJ/T

91）、底泥污染状况调查点位布设技术规范（DB37/T4327）等标准

的相关内容。

5.3主要内容

本标准主要分为“范围”、“规范性引用文件”、“术语和定

义”、“总则”、“设计编写与审核”、“调查技术方法与要求”“底

泥重金属质量评价”、“成果编制与验收”，共八章，外加“前言”、

“引言”部分。

5.4主要条文说明

5.4.1调查工作程序

为快速、高效、精准摸清河流、湖泊等自然水体底泥重金属质量

状况，本规范将底泥调查点位布设分两个阶段进行。

11

（1）第一个阶段:初步调查阶段。接受调查评价工作后，进行河

湖底泥重金属污染情况分析：通过搜集有关资料、现场踏勘和人员访

谈进行底泥重金属污染状况初步分析，确定需要调查的河湖范围。

进入初步调查阶段，进行野外调查及初步采样分析，确认调查河

湖范围内底泥重金属是否超标，未发现超标则无需开展下一阶段的详

细调查。如果采样监测点发现该点位受到污染，则按程序进入详细调

查阶段。

（2）第二个阶段：详细调查阶段。初步调查阶段发现重金属有

超标后，转入详细调查阶段，通过有效调查手段，系统断面采样工程

控制和化验分析，基本查明河流、湖泊底泥重金属含量超标区域的底

泥性质、分布范围，进行底泥重金属质量评价。为节省人力物力，设

置采样主断面和次断面。

5.4.2评价对象（八种重金属）的选择

重金属是指比重大于4.5的金属，主要包括铅(Pb)、铬（Cr）、

镉(Cd)、铜(Cu)、汞（Hg）、锌(Zn)、镍(Ni)等，从毒性角度，一般

把砷(As)也包含在内。参照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管

控标准（试行）》（GB15618-2018），其中所涉及的是镉、汞、砷、

铅、铬、铜、镍、锌八种重金元素。

铬、镉以及铅都对生物有机体有很强的毒性作用。尤其是铬，当

其呈Cr6+时，对生物有机体有很严重的损害性，实验表明其对人体具

有致癌性以及致变异性。而镉由于其对有机腺体有很强的亲和力，使

得其成为一种毒性很强的重金属，如肾功能衰竭就是镉中毒的一种表

12

现。铅，尤其是有机铅类，会对中枢神经系统产生严重的危害。除此

之外，镉、铅、铬等这些会对人体构成严重危害的重金属，在与人体

长时间的接触之后，会在人体内不断积累，从而引起人体免疫功能下

降，造成婴幼儿智力发育迟缓等。有研究表明铅与铬是纸质食品包装

材料中的重要污染物质。

铜、锌和镍是生物体所必需的微量元素，但如果过量摄入也会产

生危害。铜对水生生物毒性很大，有人认为铜对鱼类的起始毒性浓度

为0.002mg/L，但一般认为水体含铜0.01mg/L对鱼类是安全的。铜

对水生生物的毒性与其在水体的形态有关，游离态铜的毒性比络合态

的要大得多。铜在人体内积聚，会使蛋白质发生聚沉而中毒，严重时

会引起人体溶血、肝胆损害等疾病，症状为呕吐、贫血。锌的过量摄

入轻者表现为腹痛、呕吐、厌食等，重者表现为贫血、高血压、冠心

病、动脉粥样硬化等。过量接触镍也可对机体产生不良影响，镍对人

体的危害主要为致癌性，同时对免疫系统、生殖系统、造血系统等造

成不良影响。镍及其化合物对人体的严重危害已经被大量的流行病学

调查及试验所证实。

汞和砷及其化合物也有很强的毒性。汞可以在生物体内积累，很

容易被皮肤以及呼吸道和消化道吸收，水俣病是汞中毒的一种。汞破

坏人的中枢神经系统，对口、粘膜和牙齿有不良影响，长时间暴露在

高汞环境中可以导致脑损伤和死亡。砷与汞类似，被吸收后容易跟硫

化氢根或双硫根结合而影响细胞呼吸及酵素作用，甚至使染色体发生

断裂。

13

GB15618土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）

是以镉、汞、砷（类金属）、铅、铬、铜、镍、锌元素作为重金属的

评价对象。本文件以镉、汞、砷、铅、铬、铜、镍、锌八种重金元素

作为评价对象，根据当地污染特征及管理需求增测其他金属元素。

5.4.3主断面、次断面的设置

主断面每公里设置一个，每个采样点样品采集深度自底泥表层到

重金属超标界面，每件样品的厚度按10cm计。主断面分析所有需调

查分析重金属元素。全面化验镉、汞、砷、铅、铬、铜、镍、锌八种

重金属及当地特征重金属元素含量，确定区段的重金属污染元素和污

染深度。

次断面根据主断面采样分析结果确定的重金属污染种类和大致

污染深度，加密布设次断面，按照200m间距布设次断面。每个采样

点样品采集深度和检测元素根据全面检测分析采样主断面确定的深

度和污染元素确定。

重金属污染主要来源于企业污染源的排放，同时还有上游的重金

属迁移和周边土壤及地下水的交换而来的，再加上不同的河流、湖泊

水深、水流等水力条件差异巨大，导致重金属的沉积和迁移规律复杂。

根据十三五期间我院开展的八段河流底泥重金属污染勘查的结果来

看，主次断面的采样设置要求合理，对于污染物范围的刻画有效，同

时节省了大量资金。

（1）黄垒河烟台段底泥重金属污染现状勘察项目：①污染调查河

段6000m，每1000m设置一个采样主断面，共计7个断面，每个断面

14

设置3个监测点，每个点采集1个底泥柱状样品，共计21个底泥柱

状样品。底泥柱状样品底泥厚度为100cm，按10cm分层，将每个样

品分成10层，每层底泥充分混合后检测8种重金属元素（Cd、Hg、

As、Cu、Zn、Cr、Ni、Pb）以确定黄垒河烟台段河道中的重金属污染

因子；②6000m河段上按100m为一个采样次断面，共计54个监测断

面，底泥柱状样品按20cm分层，每层底泥充分混合后检测污染重金

属含量。

通过对黄垒河勘察河段进行样品采集与化验分析，基本查明了黄

垒河6km河段主要重金属污染元素为As、Hg、Cd三种元素，达到轻

度以上污染程度，局部河段达到重度以上污染程度。

（2）罗家屯河底泥现状勘察项目：①污染调查河段5200m，每

500m设置一个主断面，共计11个断面，样品按10cm分层，将底泥

柱状样品分成10层，在样品测定时首先监测主断面样品；②每100m

设置一个采样次断面，每个柱状样品按20cm分层。

通过采样分析，基本查清了罗家屯河段的底泥重金属污染情况，

总体达到中度以上污染程度，局部河段达到重度以上污染程度。

（3）虞河底泥B段重金属污染昌邑区段治理工程底泥污染现状勘

察项目：①污染调查河段长度约为8000m，每1000m设置一个主断面，

样品按10cm分层，在样品测定时首先监测主断面样品；②每50m设

置一个次断面，底泥柱状样品底泥厚度为100cm，每个柱状样品按

10cm分层，将底泥柱状样品分成10层，次断面检验重金属超标项。

通过采样分析，基本查清了虞河底泥B段重金属污染昌邑区段的

15

底泥重金属污染情况，三种重金属污染，污染程度总体达到中度以上，

局部河段达到重度以上污染程度。

5.4.4初步调查层位厚度范围的确定

初步调查工作的目的是通过投入较少的工作量，快速的确定调查

区河湖底泥是否受到重金属污染。因此，初步调查层位厚度范围的确

定就显得尤为重要。

李勇等通过研究南京市南河底泥沉积物重金属分布特征，发现底

泥沉积物重金属含量在垂向上呈明显的波动变化，普遍具有随深度先

增加后减少的特征，一般在40～80cm处逐渐增加至峰值[12]。我院承

担的“枣庄山亭区新薛河支流（南庄村北至新薛河入口段）底泥重金

属调查”项目发现污染深度一般在0～40cm之间，在40～50cm的样

品中几乎没有检测出重金属元素的超标项；整体来看污染自底泥表层

向下是一个减轻的趋势。根据上述研究成果，初步调查层位厚度范围

需超过40cm较为合理，而上限不宜过大，故本规范在40cm基础上适

当增加10cm，将其确定为初步调查层位厚度范围，这样可以更好的

兼顾初步调查阶段工作的目的任务。

5.4.5底泥粒度分析

河流底泥粒径分布特征除与河流本身地质条件有关外，陆源颗粒

物的粗细、搬运介质、水动力强弱、搬运方式等和城市人类活动及生

物因素均会对其产生影响。为了确定后期底泥重金属污染治理的参

数，在底泥重金属污染调查阶段，需要分析河段底泥的粒径分布情况

及不同粒径底泥组分的重金属含量。

16

在底泥柱状样中随机抽取代表性点位，按照《建筑用砂》

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

准对样品进行筛分处理。要求通过湿筛和干筛两种方式对底泥进行筛

分，对重金属元素进行干法、湿法下不同粒径重元素含量对比，了解

干法、湿法下不同粒径中重金属含量差别。

对筛分后不同粒径底泥分布进行质量分析，以便确定底泥（即柱

状样品最底部污染界面以上各分层底泥混合后）中不同粒径组分的质

量百分含量。根据河流泥沙颗粒分析规程（SL42-92），确定底泥的

类型。

对筛分后不同粒径底泥进行重金属含量分析，以便确定不同粒径

底泥组分的重金属含量，以便确定筛分工艺参数，将满足《土壤环境

质量标准》（GB15618-2018）的底泥组分进行筛除，达到减量化的

目的。

如某河流的底泥柱状粒径分布见图2。粒径≤38μm、38-75μm、

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

2360-4760μm、≥4760μm的底泥含量分别为1.88%、5.98%、5.55%、

12.04%、14.78%、17.56%、14.63%、23.55%、4.03%，底泥粒径基本

分布在>75μm范围内，约占总量的92.14%。参照河流泥沙颗粒分析规

程（SL42-92），将粒径63-2000μm的碎屑物定义为砂，根据罗家屯

河底泥粒径分布规律，可判断该河流主要为砂质底泥。

17

1.88%

4.03%

5.98%

5.55%

12.04%23.55%

14.78%

14.63%

17.56%

图2底泥粒径分布图

图3Cd元素含量与粒径关系

各粒径中Cd重金属元素含量与粒径关系见图3。由图3可知，Cd

重金属含量最高值均出现在较小粒径底泥中。随粒径减小，Cd含量增

加，呈现明显的粒度效应，粒径的减小与微量金属质量分数的增加成

正比，是多种物理及化学因素共同作用的结果。

5.4.6底泥重金属形态分析

通过对代表性底泥样品进行底泥重金属赋存形态分析，确定重金

属总量与生物有效态量关系，进一步明确重金属形态分布及其含量。

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以不同元素在各自形态中的平均含量计算百分比，并将结果进行图形

表达，通过图形与数据结合分析，明确重金属形态分布及其含量。

以Tessier连续提取法将重金属分为5种形态，对五种形态中重金

属形态分布及其含量进行分析，5种形态分别为离子交换态、碳酸盐

结合态、铁锰氧化态、有机质结合态、残渣态。

（1）离子交换态

可交换形态重金属通过离子交换和吸附而结合颗粒表面。可交换

态重金属具有容易迁移转化和对环境变化较为敏感的特性，易于被植

物吸收。

（2）碳酸盐结合态

碳酸盐结合态重金属对pH值较为敏感，易受底泥本身条件的影

响，碳酸盐沉淀的形成就是由于pH值升高；与此相反，当pH值下降时

会使碳酸盐沉淀重新释放出游离态重金属，从而进入环境。

（3）铁锰氧化态

铁锰氧化物具有巨大的比表面，其对于重金属离子的吸附能力很

高，水环境一旦形成某种适于其絮凝沉淀的条件，铁锰氧化物会在水

环境中载带金属离子一同沉淀下来。其不易释放是由于属于较强的离

子键结合的化学形态。与交换态不同的是，底泥中Cd、Pb、Zn的铁锰

氧化物占有效态比例较大，可利用性在正常情况下不高。

（4）有机质结合态

有机质结合态是硫离子与重金属生成难于溶于水的物质或是以

重金属离子为中心离子、以有机质活性基团为配位体的结合。部分有

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机物分子会由于处于氧化条件下而发生降解作用，造成部分金属元素

的溶出，环境可能会因此产生不利影响。

（5）残渣态

残渣态金属一般存在于硅酸盐、原生和次生矿物等，残渣态金属

能长期稳定在底泥中是因为它们来源于土壤矿物，性质稳定，在自然

界正常条件下不易释放，也不易被植物吸收。

5.4.7底泥柱状样品

为了研究底泥层序及厚度、结构、颜色等特征，需采集底泥柱状

样品。目前底泥采样方法较多，柱状样多采用槽探、井探、贯入及钻

探等方法，采用薄壁取土器、回转取土器等专用取土器采取的柱状底

泥样[13]。

目前国内使用较多的为底泥柱状采样器，通过压入式、重力式、

振动式、冲击式等方式，将柱状采样器垂直插入底泥中，水体底部沉

积物以柱状形式采出，采样器采用中闭锁装置，内嵌有机玻璃取土管，

便于可视、岩性描述、物理分层，获取的柱状底泥样品基本可实现流

态、流塑态、软塑态底泥样等柱状全采取。由于底泥原状率可达90%

左右，实现取样深度准确，对污染层厚度、污染程度的评价提供了准

确的基础资料。

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参考文献

1.中国水利水电科学研究院水生态环境研究所,生态环境部淮河流域

生态环境监督管理局,广州市珠江流域水环境监测中心.全国河流湖泊

水库底泥污染状况调查评价（全国水资源综合规划专项）,2015