洪湖水环境中典型重金属的健康风险评价

**章 绪论 洪湖湿地是长江中游地区重要的湿地生态区域，在国际上也享有盛名，被列入《国际重要湿地名录》，同时也是《全国湿地保护工程规划（2002—2030年）》的优先保护工程。洪湖市在长江经济带发展中具有十分重要的作用，洪湖港口是长江经济带上的重要港口，洪湖的生态功能和经济地位无可替代。本章将主要介绍洪湖概况、洪湖工农业等社会经济发展现状、洪湖水环境质量现状、洪湖水环境中重金属污染来源，以及本书研究思路与主要内容。 **节 洪湖概况 一、自然概况 洪湖湿地位于有“千湖之省”美称的湖北省的中南部，是湖北省“两圈一带”的复合交叉区域，生态功能和经济地位无可替代（辜庆，2012）。凭借其广阔的水域、茂盛的水生植物、清澈的水质和丰富的水产品，洪湖自古以来就被誉为“鱼米之乡”和“人间天堂”。洪湖是我国第七大淡水湖，其功能以调节存储水量为主，是长江中游重要的调蓄型湖泊，是江汉平原重要的水源地之一，也是华中地区极具意义的“生物基因库”（刘韬，2007）。2018年深入推动长江经济带发展座谈会上，习近平总书记强调提升长江经济带发展是推动经济高质量发展的必要前提。洪湖市在长江经济带中扮演着非常重要的“节点”角色，洪湖市域长江岸线长达135 km ，占湖北省长江岸线总长度的12.7%，是全国长江岸线*长的县市。洪湖市紧邻湖北长江经济带龙头——武汉市，随着以武汉为中心的长江港口和高速交通体系的不断完善推进，洪湖将背靠武汉、连接荆州，发挥其辐射周边的重要作用。洪湖市将被打造成“节点城市”，随着荆岳长江大桥和随岳高速公路全面通车，洪湖城区与岳阳将形成一个“半小时经济圈”，这对在此段江岸与岳阳展开合作与竞争、共同创建“长江中游经济带”十分有利。 （一）位置地形 洪湖湖泊水域范围介于东经113°12′50″～113°28′33″、北纬29°41′55″～29°58′02″，湖心坐标为东经113°20′13″、北纬29°51′20″。行政区划上，洪湖隶属于湖北省荆州市，位于洪湖市（沙口镇、新堤街道办事处、螺山镇、汊河镇、滨湖街道办事处和翟家湾镇）与监利市（白螺镇、桥市镇、福田寺镇、棋盘乡、柘木乡、朱河镇和汴河镇）之间（贾丽，2013）。洪湖有着平直的湖岸、浅碟形的湖盆、平坦的湖底，整体轮廓为不规则多边形。洪湖水域面积达348.33 km2，东西*大长度为23.4 km ，南北*大宽度为20.8 km，自西向东略有倾斜，西浅东深。根据挖沟咀水位站观测资料统计，洪湖历史*高水位为25.63 m（1969年7月1日），*低水位为21.04 m（1977年3月9日），多年平均水位为22.63 m。 （二）气候特点 洪湖湿地自然保护区位于北亚热带中纬度地区，季风环境控制了近地层，属于亚热带湿润季风气候。季风气候显著，表现出冬夏长、春秋短，且夏季炎热多雨，盛行东南季风或西南季风，冬季寒冷干燥，多为东北季风，春秋两种季风交替过渡。本区年平均气温在16.6℃左右，由东南向西北逐渐递减。常年*冷月为1月，平均气温为3.8℃；常年*热月为7月和8月，平均气温为28.9℃。本区年均降雨量在1000～1300 mm ，且4～10月降雨量约占全年总降雨量的74%，降雨空间分布是由东南向西北递减，年均蒸发量为1354 mm 。本区现有湖泊可调蓄容量为8.16×108 m3，因此，降雨量和本区自产水量超过可调蓄容量时，则会产生洪涝灾害。该地≥10℃年积温一般为5100～5300℃，其初日在4月上旬，终日在11月上旬，平均日照时数为1987.7 h ，无霜期长，一般为250 d 以上（储蓉，2009）。 （三）水文特征 洪湖市南依长江、北接东荆河，区域内有四湖（长湖、三湖、白露湖、洪湖）交汇，其中千亩①以上的湖泊有洪湖、大沙湖、大同湖等21个。区域内还有总干渠、南港河、中府河等大小河渠113条，河渠总长度达900 km，因此，洪湖市享有“百湖之市”“水乡泽国”之美誉，极具江南水网地理特征（尹发能，2009）。洪湖湖区位于四湖流域中区平原水网腹地和下区结合部，区域水系错综复杂。洪湖水面北与四湖总干渠贯通，西与螺山电排渠毗邻，南抵幺河口闸，东接老内荆河。沿湖有进出口22处，其中闸口5处，明口17处。来水主要由四湖总干渠通过新河口、柳口、坛子口、闸口4个明口入湖，出水经新滩口闸、新滩口泵站和新堤闸排泄入长江，或经高潭口泵站提排入东荆河。洪湖水资源主要由自然降雨形成的地表径流和地下水及过境客水构成，整体水资源充沛，且地下水资源尚未得到广泛利用。水生生物生长情况良好，生物饵料资源充足，水域生物生产力高，多年水质监测结果显示洪湖以III 类水质为主，但偶有IV 类水质（湖北省水文水资源局，2014）。 （四）地质地貌 洪湖所在的四湖地区属于我国东部新华夏系第二大沉降带的江汉沉降区。它是由燕山运动形成的内部裂谷盆地。其结构模型由西北、西北西和东北北线控制。燕山运动后在该地区形成的两组岩石断层将该区域切成许多巨石断层。第四纪之前，在外部地质力量的作用下，形成了巨大而深厚的山麓冲积物和湖相沉积物。全新世以来形成了数个河谷洼地，其中之一是长江与东荆河之间的洼地。洼地两面都有河流沉积物，堆积了天然或人造堤防，洼地中部潜水不顺畅，河道壅塞变成了湖泊，形成了洪湖。洪湖所处的四湖地区具有相对独*的地貌类型，主要是冲积平原和湖相平原，但由于其主要由一系列河流间洼地组成，微观湖泊的地形具有明显的差异性，包括沿河的高坡平原和低坡度的河流。 二、生态资源 （一）鱼类资源 洪湖鱼类资源丰富，是湖北省主要产鱼区。20世纪50年代有鱼类182种，60年代有鱼类114种，70年代有鱼类89种，现有7目18科的57种鱼类，其中隶属于鲤科的鱼类占58.5%。洪湖湿地现有太湖短吻银鱼和鳤等省级重点保护鱼类。在繁多的鱼类资源中：凶猛的肉食性鱼类占57.4%，包括乌鳜、黄颡鱼、黄鳝、鲶鱼等；杂食性鱼类占22.2%，包括鲫、泥鳅、鲤鱼等；草食性鱼类仅占7.4%，包括草鱼、鳊鱼等；食藻类和腐屑的鱼类占12.3%，包括鲴类和鳑鲏等7种；而以浮游生物为食的只有鲢和鳙2种（宋天祥等，1999）。 （二）鸟类资源 洪湖湿地现有16目38科的138种鸟类资源。作为鸟类越冬重要的湿地水禽栖息地，洪湖每年有超过100万只雁、鸭和其他水禽栖息于此。在洪湖现有鸟类中有：中华秋沙鸭、白尾海雕、黑鹳、白肩雕、东方白鹳、大鸨6种国家一级保护野生动物；白额雁、白琵鹭、斑头鸺鹠、大鵟、鸳鸯、大天鹅、小天鹅、栗鸢、普通鵟、短耳鸮、红脚隼、草鸮、松雀鹰共13种国家二级保护野生动物；苍鹭、灰喜鹊、绿头鸭、大白鹭、白鹭、杜鹃等38种湖北省重点保护的鸟类（杨其仁等，1999）。 （三）野生动物资源 洪湖湿地现有野生动物主要有爬行类、两栖类和兽类等。爬行类野生动物有王锦蛇、黑眉锦蛇、乌梢蛇、银环蛇、乌龟、中华鳖等2目7科12种，其中王锦蛇、乌梢蛇、黑眉锦蛇和银环蛇为湖北省重点保护野生动物。两栖类野生动物有虎纹蛙、中华大蟾蜍等1目2科6种，其中虎纹蛙为国家二级保护野生动物。另有獐、黑麂、蝙蝠、华南兔、褐家鼠、刺猬、沼泽田鼠、黄胸鼠、黑线姬鼠、小家鼠、黄鼬、狗獾、猪獾等6目7科13种兽属类野生动物，其中獐和黑麂为国家重点保护野生动物（胡龙成，1998）。 （四）植物资源 洪湖湿地现有植物752种，其中浮游植物280种，水生植物472种。现有7门77属280种浮游植物，其中：绿藻门32属133种；硅藻门20属97种；蓝藻门13属26种；还有裸藻门、金藻门、甲藻门、隐藻门等。现有水生植物44科91属472种，包含蕨类植物、裸子植物、双子叶植物、单子叶植物等。在这163个分类群中，湿生植物有89种2变种，挺水植物有22种5变种，沉水植物有20种，漂浮植物有13种，浮叶根生植物有12种，它们分别占洪湖水生植物区系的55.83%、16.56%、12.27%、7.98%和7.36%。粗梗水蕨、莲、野大豆、野菱4种野生植物入选了国家林业和草原局、农业农村部联合发布的《国家重点保护野生植物名录》，是国家二级保护野生植物（任宪友等，2007）。 三、综合功能 洪湖作为长江经济带中重要的调蓄型湖泊，其生态服务功能的多样性是不言而喻的（刘韬，2007），主要体现在以下几个方面。 （一）防洪排涝 洪湖作为江汉湖群的大湖，连接长江和四湖各个下级水系，是主航道 水位的“主开关”。合理调节洪湖水位是实现和调整洪湖许多功能的关键环节，也是水资源管理中的关键问题。四湖流域水利工程众多：上区内有田关泵站、田关闸等主要工程设施；中区内有总干、东干、西干、螺山渠、排涝河等构成的骨干排水渠网，以及福田寺闸和高潭口泵站等骨干工程设施，洪湖是中区的调蓄湖泊；下区内有总干渠、新滩口泵站、新滩口排水闸等主要工程设施，新滩口是总干渠的主要排水出口（陈世俭等，2002）。洪湖是四湖中下游地区洪水的主要出口。它不仅从福田寺流域接纳来水，而且在高潭口和新滩口流域调整并存储剩余涝水，形成了以洪湖为储水中心的统一排水系统。洪湖是各流域排水设施的连接点，四湖流域中下部的6个主要排水通道均与洪湖相连。通过洪湖的连接，各流域的洪水可以相互协调，中下游地区的河道、湖泊、闸门和站点可以有机地结合在一起。部署协同工作和整合可以在空间和时间上合理地应对内涝，以实现排水效果的*佳化。 （二）灌溉供水 洪湖是下内荆河灌区灌溉的主要水源，下内荆河灌区灌溉面积达71.32万亩。洪湖主要河渠配套排灌涵闸下新河闸、子贝渊闸、小港闸、张大口闸等11处，设计总流量为920.79 m2/s。建成主要排灌站高潭口泵站、新螺垸泵站、铁牛泵站、新滩口泵站等，总装机容量39905 kW ，设计流量为487.2 m2/s。建成内荆河、子贝渊河等主要排灌渠道18条，总长度达129.18 km，其中：灌溉渠道2条，长38.50 km；排水渠道14条，长84.58 km；排灌渠道2条，长6.1 km 。 （三）水产养殖 洪湖是我国重要水产区，湖中盛产各类鱼、虾、蟹、龟、鳖、螺和莲藕，淡水产品年产量位居全国前列，已建成全国闻名的水产基地和外贸出口基地。2011年洪湖水产品产量为36.54万t，渔业产值达39.84亿元。2010年农业部批准设立了洪湖国家*水产种质资源保护区，保护区总面积为2700 hm2，其中核心区域面积为1450 hm2，实验区面积为1250 hm2，主要保护对象为黄鳝，其他保护对象包括鳜、黄颡鱼、翘嘴鲌、乌鳢等。 （四）旅游景观 洪湖湿地风景优美，物产丰富，历史人文景观众多，是我国中部地区珍贵的集美学景观、历史文化与生态资源特质于一体的复合型自然湿地。洪湖已被列入《国际重要湿地名录》，其丰富的物种资源、较高的保护价值和观赏价值，使洪湖生态旅游资源独树一帜。自古以来，洪湖人才济济，文化底蕴深厚，人力资源丰富。它拥有著名的三国时期古战场，又是第二次国内革命战争时期湘鄂西革命根据地的中心，已成为热门的旅游目的地。 第二节 洪湖工农业等社会经济现状 一、人口 近年来，洪湖流域城镇化水平不断提高。《2020年洪湖市国民经济和社会发展统计公报》显示，全市2020年年末户籍人口90.92万人，其中户籍非农业人口37.3万人，农业人口53.62万人。全年出生人口7950人，出生率8.7‰，死亡人口6476人，死亡率7.1‰，人口自然增长率1.6‰。城镇常住居民人均可支配收入32655元，同比下降2.4%；农村常住居民人均可支配收入18529元，同比下降0.3%。 二、农业 洪湖流域农业生产稳步发展。2020年洪湖市实现农业总产值155.14亿元，比上年增长2.0%。农业增加值90.21亿元，比上年增长1.7%。粮食