南海北部近海沉積物重金屬分布及來源

陳亮，李團結(jié)，楊文豐，陳靜

國家海洋局南海調(diào)查技術(shù)中心，廣東 廣州 510300

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南海北部近海沉積物重金屬分布及來源

陳亮，李團結(jié)*，楊文豐，陳靜

國家海洋局南海調(diào)查技術(shù)中心，廣東 廣州 510300

摘要：為全面了解南海北部近海沉積物中重金屬的分布及來源，在珠江口至北部灣海域進行了密集的采樣工作，然后對4 000多個表層沉積物進行了粒度測試，1 000多個表層沉積物進行了重金屬含量測試，之后對粒度平均值及Cu、Pb、Zn、Cr含量分布進行了分析。結(jié)果顯示4種重金屬含量平面分布特征較為相似，相對高含量分布區(qū)主要位于珠江口及其西側(cè)的粵西近海海域，且均呈現(xiàn)由珠江口向西逐漸減少的趨勢。以國家標準《海洋沉積物質(zhì)量》中一類沉積物為參照，Pb、Zn超標站點范圍主要分布在珠江口內(nèi)及海陵島西部，Cu、Cr的超標站點范圍較廣，在調(diào)查區(qū)域分布廣泛。相關(guān)性分析顯示4種重金屬相關(guān)性較高，說明具有同源性，由分布圖梯度變化可以看出污染物主要來自于珠江口。將該區(qū)域重金屬含量進行分區(qū)分析后認為，在南海北部近岸海域存在4個重金屬富集海域，分別位于珠江口海域、上川島至海陵島海域、瓊州海峽東部及雷州半島西部。結(jié)合粵西沿岸流及瓊州海峽西向流等水動力特征對4個區(qū)域重金屬來源及形成機制進行了分析，得出瓊州海峽周邊海域沉積物中重金屬主要來自珠江徑流輸入，并認為珠江徑流輸入的重金屬污染物目前最遠可到達北部灣東部。最后，為全面了解重金屬對該海域生態(tài)環(huán)境的影響，選用潛在生態(tài)危害指數(shù)法進行了評價分析，結(jié)果顯示重度污染區(qū)主要分布在珠江口至崖門口，中度污染區(qū)在調(diào)查區(qū)東部至西部均有分布；由珠江口向西至陽江近岸海域存在3個潛在生態(tài)危害中度風險區(qū)。

關(guān)鍵詞：重金屬；沉積物；粒度；物源；南海北部

引用格式：陳亮， 李團結(jié)， 楊文豐， 陳靜. 南海北部近海沉積物重金屬分布及來源［J］. 生態(tài)環(huán)境學報， 2016， 25（3）: 464-470.

CHEN Liang， LI Tuanjie， YANG Wenfeng， CHEN Jing. Distribution and Sources of Heavy Metals in Surface Sediments， Northern South China Sea ［J］. Ecology and Environmental Sciences， 2016， 25（3）: 464-470.

當前普遍認為大量含重金屬廢水排放入海后能迅速由水相轉(zhuǎn)入固相（懸浮物和沉積物），最終在沉積物中蓄積。由于重金屬的積聚會影響生態(tài)安全，造成海洋食物重金屬污染（Wang et al.，2005），因此對海底表層沉積物重金屬的分布及遷移規(guī)律開展研究顯得十分重要。由于河口地區(qū)承接了大部分的陸源輸入物質(zhì)，目前對珠江口重金屬的研究已較為深入，研究對象包括了海底沉積物（Li et al.，2000）、海水（霍文冕等，2002）、濕地（Bai et al.，2011）及海洋生物（Leung et al.，2014）等，研究內(nèi)容不僅包括了重金屬含量分析，還包括重金屬的相態(tài)研究（郭鵬然等，2010），而對南海北部重金屬研究的地點只要集中在近岸及河口區(qū)域（Wang et al.，2013）。少部分學者曾對南海北部陸架區(qū)及北部灣沉積物中的重金屬分布進行過研究（甘居利等，2003；金路等，2011），但在珠江口以西近岸海域?qū)Τ练e物重金屬含量的研究卻少見。由于粵西存在一股終年向西的沿岸流（謝玲玲等，2012；楊士瑛等，2003），珠江入海物質(zhì)在該沿岸流的作用下大部分西向輸運（應(yīng)軼甫，1999），因此研究珠江入海污染物影響范圍時不能僅限于珠江口海區(qū)，也應(yīng)對粵西沿岸流所影響區(qū)域進行分析。中國近海海洋綜合調(diào)查項目對南海北部近岸沉積物重金屬含量特征進行了采樣調(diào)查，其采樣區(qū)域完整覆蓋了粵西沿岸流所影響海域。本研究利用該數(shù)據(jù)資料詳細分析南海北部近岸沉積物重金屬環(huán)境質(zhì)量狀況，并結(jié)合海洋水動力特征深入分析珠江入海所攜帶重金屬污染物的分布及運移規(guī)律。

1 樣品與方法

1.1 樣品采集

采樣區(qū)域共分為3個區(qū)域，分別為珠江口海域、粵西沿海及北部灣海域。其中珠江口海域取樣工作由南海工程勘察中心于2004年及2005年春夏季完成，北部灣海域取樣工作由南海工程勘察中心及海洋二所于2007年春夏季完成，粵西海域取樣工作由南海工程勘察中心及海洋二所于2008年春夏季完成。采樣工具主要為箱式采樣器及蚌式采樣器，采取表層0～10 cm沉積物樣品，采樣點間隔主要有3、5和10 km 3類，共取得表層樣品約4000個，全部樣品進行粒度測試，選取表層站位的1/4樣品（1000余個）（圖1）進行元素地球化學測試，測試內(nèi)容包括常量元素及微量元素，本文選取測試結(jié)果中的Cu、Pb、Zn、Cr 4種重金屬進行分析。

圖1 沉積物重金屬采樣站位示意Fig. 1 The distribution of sediment heavy metals survey and test stations

1.2 測試分析方法

本研究所采用數(shù)據(jù)主要有粒度及微量元素數(shù)據(jù)，調(diào)查方法均按照《我國近海海洋綜合調(diào)查與評價專項―海洋底質(zhì)調(diào)查技術(shù)規(guī)程》執(zhí)行。沉積物粒度由南海工程勘察中心實驗室完成，細粒部分采用Mastersizer 2000型激光粒度儀進行分析，粗粒部分采用篩析法分析，然后運用矩法公式計算出平均粒徑，并選用常用的等比值（φ值標準）表示平均粒徑大?。˙lott et al.，2001）。元素地球化學測定由國土資源部武漢礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心及地球物理地球化學勘查研究所完成，每個樣品取約25 g置于潔凈表面皿中，自然晾干后放入烘箱，在（40±2）℃下烘干，然后用瑪瑙研缽將沉積物樣搗碎，過80目尼龍網(wǎng)篩，收集小于80目的沉積物樣品，對珠江口海域沉積物樣品采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES），粵西及北部灣海區(qū)沉積物樣品采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）定量測定沉積物中4種重金屬的質(zhì)量分數(shù)，各重金屬分析允許誤差見表1。

2 結(jié)果與討論

2.1 沉積物特征

圖2為沉積物平均粒徑（φ值）分布，由圖可見，由于研究區(qū)域范圍較廣，沉積物類型較多，但主要以粉砂及細砂為主，平均粒徑大多在3～8 φ之間。珠江口南側(cè)、瓊州海峽區(qū)域及北部灣東北部海域沉積物粒徑相對較粗，沉積物類型以中粗砂為主。沉積物類型及粒度特征是海洋沉積環(huán)境研究中最基礎(chǔ)的代用指標之一，沉積物粒度特征能夠直觀的反應(yīng)水動力變化，沉積物粒度特征還對元素類型及分布具有較強的控制作用（趙一陽，1983），對沉積物類型進行分析有利于深入認識重金屬的分布成因及變化特征。

表1 重金屬測定允許誤差Table 1 The permissible error of testing

圖2 沉積物平均粒徑（d /φ）分布Fig. 2 The distribution of sediment mean grain size（d/φ）

2.2 重金屬含量及相關(guān)性分析

由表2可以看出，4種重金屬質(zhì)量分數(shù)平均值由大到小依次為Zn>Cr>Pb>Cu，變異系數(shù)由大到小依次為Cu>Zn>Pb>Cr。對于同物源的元素變異系數(shù)可以反映其遷移能力的大小，變異系數(shù)越大，遷移能力越弱?？梢钥闯?，Cu的遷移能力最弱，Cr的遷移能力最強。

表2 調(diào)查區(qū)域表層沉積物重金屬質(zhì)量分數(shù)統(tǒng)計表Table 2 The mass fraction statistic of heavy metal element in the surface sediments ug·g-1

對Cu、Pb、Zn、Cr及平均粒徑（Mz/φ）進行相關(guān)性分析（表3），結(jié)果顯示Cu、Pb、Zn、Cr具有較好的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)r達到0.75以上，Cu 與Zn相關(guān)系數(shù)最高，較高的相關(guān)系數(shù)說明這幾種重金屬具有同源性，遷移路徑及遷移過程也具有相似性。Cr與沉積物平均粒徑（Mz/φ）相關(guān)性最高（0.58），說明Cr容易被細粒物質(zhì)吸附，Zn與平均粒徑相關(guān)性次之，Cu、Pb與平均粒徑的相關(guān)性接近，4種重金屬與平均粒徑（Mz/φ）均呈正相關(guān)，說明細粒沉積物更容易吸附重金屬。

表3 重金屬及平均粒徑相關(guān)性分析Table 3 The relativity of heavy metal and mean grain size

2.3 重金屬分布特征

由圖3可見4種重金屬含量平面分布特征極為相似，均呈現(xiàn)由珠江口向西逐漸減少的趨勢，高值區(qū)主要分布在珠江口內(nèi)，珠江口內(nèi)各重金屬分布由西北向東南逐漸減少，這與李團結(jié)等（2009）的結(jié)論相似。出珠江口后，重金屬含量向東及向南迅速減少，梯度線大致與海岸線平行，重金屬高值區(qū)緊貼海岸線向西延伸，到達電白以東海域后轉(zhuǎn)向南部，最終在瓊州海峽東部富集，這種分布特征與珠江口來源的陸源常量元素保持一致（陳亮等，2013）136，其遷移路徑主要受控于粵西沿岸流（楊士瑛等，20036-7，應(yīng)軼甫，199985-86）。北部灣內(nèi)東部沉積物重金屬含量明顯高于西部，尤其在雷州半島西側(cè)近陸海域存在一片高值區(qū)域，其中Cr的含量在該區(qū)域明顯升高，僅次于珠江口海域。海南島東部也呈現(xiàn)有小片的高值區(qū)，該高值區(qū)位于萬泉河南部，可能反映了海南島陸源重金屬的輸入。低值區(qū)主要分布在外海及瓊州海峽東口，由于瓊州海峽東口處沉積物粒徑較粗，大多為粗砂，說明其對重金屬的吸附能力較弱，驗證了前人研究得出的細粒物質(zhì)比表面積大，更容易吸附重金屬的結(jié)論（黃向青等，2006）29。

依據(jù)海洋沉積物標準（中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，2002），圖3中彩色部分為重金屬含量高于一類沉積物標準的區(qū)域。可以看出，Cu的污染區(qū)域主要位于珠江口內(nèi)至陽江近岸海域，雷州半島西部有2處站位也略超標，污染較嚴重區(qū)域位于珠江口內(nèi)及海陵島西面海域，在珠江口內(nèi)靠近虎門處，存在小片區(qū)域Cu含量高于沉積物質(zhì)量二類標準；Pb含量高于一類沉積物標準的區(qū)域僅在珠江口內(nèi)及海陵島西側(cè)，4種重金屬中Pb的超標區(qū)域最少；Zn的分布與Pb類似，高于一類標準區(qū)域主要分布在珠江口及海陵島西兩處，但在珠江口處面積更大，向西可延伸到崖門口外海；Cr的分布與Cu在珠江口至粵西近岸類似，但在瓊州海峽東側(cè)及北部灣東部也存在大片沉積物質(zhì)量高于一類標準，由圖2可以看出，這兩處區(qū)域沉積物粒徑較細，更容易吸附重金屬，使得該區(qū)域重金屬含量偏高，超出了一類沉積物標準。

圖3 重金屬平面分布特征Fig. 3 The distribution of heavy metal content

2.4 重金屬來源分析

沉積物中不同重金屬來源各有差異，但主要來自于巖石風化產(chǎn)物、上游廢水的排放及空氣輸入，其中大氣沉降對Pb的分布顯得尤為重要（Li et al.，2000），而在河口區(qū)域，大多數(shù)污染重金屬來源于廢水的排放。陸源物質(zhì)大多以固態(tài)、膠體及溶解態(tài)隨徑流進入海洋沉積，而重金屬主要以吸附態(tài)及溶解態(tài)隨陸源物質(zhì)進入海洋沉積（黃向青等，200627-29，劉芳文等，2003）。對該海域重金屬污染狀況分析后，識別出該區(qū)域4個與重金屬污染相關(guān)的區(qū)域（圖4），其中A區(qū)及B區(qū)為已受到較嚴重污染區(qū)域，C區(qū)及D區(qū)為輕微污染或潛在污染區(qū)域。

圖4 重金屬污染分區(qū)圖Fig. 4 The partition of heavy metal pollution

A區(qū)主要位于珠江及其八大口門外，為該海域重金屬污染最嚴重的區(qū)域，此次分析的4種重金屬除Pb外，其余3種重金屬在該區(qū)域均大幅超過一類沉積物標準。由于徑流攜帶泥沙入海后隨流速的下降大量沉積，使得河口區(qū)域成為陸源物質(zhì)的主要沉積區(qū)域，重金屬也隨著大量躍移質(zhì)及懸移質(zhì)的沉降而大量沉積于河口區(qū)域。珠江口內(nèi)重金屬含量分布趨勢為由西北向東南逐漸減少，主要原因一方面在于入?？陂T主要位于西側(cè)，另一方面也與該處水動力因素密切相關(guān)，珠江口內(nèi)水動力因素主要受徑流及潮流等的共同影響，潮流余流主要為西南向，只有少量流入香港水域（林祖亨等，1996，王建美等，1992），同時在沿岸流的作用下（圖4），污染物隨泥沙被搬運出珠江口后在西向大量沉積，最終形成了A區(qū)的分布形態(tài)。

B區(qū)位于上川島至海陵島西部海域，該區(qū)域沉積物中重金屬含量也較高，已受到部分重金屬污染。由于粵西沿岸流發(fā)育（楊士瑛等，2003）6-7，珠江徑流輸入的細粒物質(zhì)入海后未沉積部分大多在該流系影響下向西部輸運，到達B區(qū)之后，由于外海高鹽度海水的涌升及沿岸花崗巖風化物的加入（應(yīng)軼甫，1999）86-87，發(fā)生了絮凝作用而沉積大量細粒物質(zhì)。之前對該區(qū)域懸浮體的分析研究也表明該處底層海水懸浮體濃度及濁度均較高，表明海水中懸浮物質(zhì)發(fā)生了絮凝作用而大量沉降（陳亮等，2012），使得細粒物質(zhì)所吸附的重金屬也發(fā)生了沉降。同時由于漠陽江在該海域入海，帶來了該區(qū)域大量的工業(yè)污染排放物，主要來源為上游陽春一帶的銅、鉻的開采及陽江電鍍業(yè)（何悅強等，1982），加劇了該區(qū)域重金屬污染程度，使得該區(qū)域成為南海區(qū)僅次于珠江口的重金屬污染海域。

C區(qū)位于雷州半島以東海域，面積不大，該區(qū)域沉積物粒徑較細，細粒沉積物的大量存在為重金屬的富集提供了有利的載體（Gong et al.，2014；Krumgalz et al.，1992；Lin et al.，2002），該區(qū)域超過一類標準的重金屬主要為Cr。隨著近20年觀測和研究的增多，對粵西沿岸環(huán)流已有了更多的認識。目前普遍認為粵西沿岸流終年向西，夏季在其外側(cè)即雷州半島東部存在氣旋式環(huán)流（謝玲玲等，2012，嚴金輝等，2005），楊仕英等更認為夏季西向的粵西沿岸流一部分構(gòu)成了氣旋式環(huán)流的北翼，一部分通過瓊州海峽進入了北部灣（楊士瑛等，2003）7。因此，在粵西沿岸流的作用下，重金屬被帶到C區(qū)沉積下來。當前普遍認為粵西沿岸流夏季流幅及流速均大于冬季（謝玲玲等，201295；薛惠潔等，2001），而對于雷東環(huán)流冬季是否存在也沒有定論（謝玲玲等，2012）98。然而，多年觀測資料顯示珠江入海泥沙在汛期4─9月占全年86.9%以上，主汛期6─8月占全年69.1%以上（沈鴻金等，2009）。因此，主導珠江入海泥沙輸運及沉積的主要水動力因素為夏季沿岸流及環(huán)流變化。C區(qū)正位于粵西環(huán)流中心位置（楊士瑛等，2003）6，由于水動力減弱，沉積了大量細粒物質(zhì)，而細粒沉積物所吸附的重金屬也隨之沉積下來。根據(jù)對該海域常量元素來源分析可知（陳亮等，2013）133-136，該區(qū)域沉積物主要來自于珠江徑流及粵西徑流所帶入的陸源物質(zhì)，同時在瓊州海峽內(nèi)潮流作用的影響下該海域亦接受了部分來自瓊州海峽內(nèi)的物質(zhì)。在粵西沿岸流的外側(cè)還存在著終年流速較強的東北向流，即南海暖流（Guan，1986；Wang et al.，2010a），同時在該區(qū)域還存在著上升流，通常認為粵西沿岸上升流是南海北部陸架夏季上升流的一部分（浦泳修，2003），在南海暖流及上升流的共同控制下，粵西沿岸流攜帶的物質(zhì)很難被輸運到遠海區(qū)域，大多沿岸輸運最終沉積在了近岸區(qū)域。由于C區(qū)遠離河口區(qū)域，污染程度并不嚴重，僅Cr超出了一類沉積物標準。

D區(qū)位于雷州半島西部，沉積物粒徑較細，主要為粉砂及粘土，超過沉積物一類標準的重金屬主要為Cr。由于瓊州海峽內(nèi)潮流沖刷物出海峽西口后在北部灣環(huán)流的作用下主要向北部輸運（陳亮，201374-79），因此D區(qū)重金屬主要來自瓊州海峽內(nèi)物質(zhì)的輸出。瓊州海峽內(nèi)徑流輸入主要為?？谑袞|部南渡江，年平均徑流量為60.14×108 m3，平均含沙量為0.049～0.109 kg·m-3，含沙量較低（龔文平等，1998）。南渡江重金屬污染物主要為Cd及Cu，其次為Cr和Ni（劉永兵等，2013）。從重金屬分布來看，D區(qū)污染程度要高于南渡江河口區(qū)域，說明D區(qū)重金屬污染物主要來源并非海南島徑流輸入。隨著調(diào)查資料的增多，瓊州海峽余流已被證實是終年向西的（Shi et al.，2002；陳達森等，200617），正是瓊州海峽內(nèi)終年向西的余流將海峽東口物質(zhì)帶入了西部沉積（陳亮，2013）78-79，珠江口所輸入重金屬污染物也隨之進入了北部灣內(nèi)海域。當前對粵西沿岸流與瓊州海峽余流的關(guān)系并沒有形成統(tǒng)一意見（謝玲玲等，2012）97-98，部分學者認為粵西沿岸流的西向流是控制瓊州海峽西向流的主導因子（陳達森等，200616-17；楊士瑛等，2003；楊士瑛等，20065-7），但也有觀點認為潮流和地形相互作用導致的潮汐余流是夏季瓊州海峽西向流的主要原因，與粵西沿岸流的關(guān)系不大（Shi et al.，2002；Wang et al.，2010b）。弄清粵西沿岸流與瓊州海峽內(nèi)潮流關(guān)系，有利于認識D區(qū)內(nèi)重金屬的來源過程。若粵西沿岸流一部分通過瓊州海峽進入北部灣（楊士瑛等，2003）7，珠江口內(nèi)污染物則能在最短時間內(nèi)進入北部灣；若粵西沿岸流僅影響到雷州半島東部，污染物則需在瓊州海峽東部與海峽內(nèi)輸出物質(zhì)混合后（陳亮，2013）81-82再進入北部灣（期間可發(fā)生沉積再懸?。Ｓ捎谠诒辈繛持胁苛＜壐毜某练e物區(qū)域重金屬污染并沒有高于D區(qū)（圖2），因此可以認為D區(qū)及周邊海域為珠江徑流輸入重金屬污染物所能影響到的最遠海域。

由分析可知，A區(qū)及B區(qū)主要位于河口內(nèi)及周邊海域，對這兩個區(qū)域重金屬污染狀況的研究已較為深入，目前比較一致的認識是這兩個區(qū)域重金屬污染物主要來自于人類生產(chǎn)活動的排放。C區(qū)及D區(qū)遠離河口及經(jīng)濟發(fā)達區(qū)域，目前的研究報道少見。由本次分析可知，珠江口輸入物質(zhì)均能影響到這兩個區(qū)域，說明該區(qū)域重金屬值的升高一定程度上也來自于人為污染。同時，由于海南島及粵西花崗巖分布廣泛，土壤中部分重金屬含量高于地殼均值，如茂名地區(qū)Pb、Cd及As的含量高于地殼平均值和巖石圈平均值（何悅強等，1982），說明該區(qū)域重金屬本底值較高，一定程度上也使得沉積物中重金屬含量升高。但由于本區(qū)對污染有重要貢獻作用的Cr 及Cu在土壤中的背景值并不高（李健等，1988），說明本區(qū)重金屬污染物還是主要來自于人類活動排放。而在C區(qū)及D區(qū)重金屬的富集主要是由于沉積物以細粒物質(zhì)為主，為重金屬的富集提供了有利的載體，周邊輸送而來的污染物伴隨細顆粒物質(zhì)的沉降而沉積下來，造成了重金屬含量的升高。

2.5 沉積物質(zhì)量及潛在生態(tài)危害評價

為了更全面的分析4種重金屬對研究海域生態(tài)環(huán)境的綜合影響，選用瑞典科學家Hakanson提出的潛在生態(tài)危害指數(shù)法（Hakanson，1980），對珠江口近海海域重金屬Cu、Pb、Zn、Cr潛在生態(tài)危害進行評價，計算公式如下：

圖5 重金屬污染度平面分布圖Fig. 5 The distribution of heavy metal pollution characteristics

圖5為根據(jù)公式計算出的重金屬污染度Cd平面分布圖，圖中偏黃色部分為中度污染區(qū)域，偏紅色部分為重度污染區(qū)域。中度污染區(qū)域面積較廣，自珠江口外至海南島東北部均有分布，湛江港近海及海口西北部也有小片分布，在北部灣中東部也存在大片區(qū)域中度污染。重度污染區(qū)主要分布在珠江口內(nèi)及其西側(cè)崖門口，此外，海陵島西部也有小片分布。由分布圖可以得出該區(qū)域污染物主要來自于珠江徑流輸入，重金屬污染度的平面分布與4種重金屬超一類標準的綜合分布基本一致。

圖6為根據(jù)公式計算得到的潛在生態(tài)危害指數(shù)RI平面分布圖，由圖可知，由珠江口向西至陽江近岸海域存在3個中度風險區(qū)，分別為珠江口至崖門口海區(qū)、川島西部海區(qū)及海陵島周邊海區(qū)，此外雷州半島西部個別站位也為中度風險區(qū)。將潛在生態(tài)危害指數(shù)法和2.3及2.4節(jié)討論結(jié)果對比分析可以得出，采用潛在生態(tài)危害指數(shù)法得出的中度風險區(qū)與圖4中A區(qū)和B區(qū)具有一定的對應(yīng)性，相互印證了該區(qū)域確實為生態(tài)環(huán)境壓力最大的海域。

圖6 重金屬潛在生態(tài)危害指數(shù)平面分布圖Fig. 6 The distribution of heavy metal ecological risk

3 結(jié)論

通過對南海北部表層沉積物Cu、Pb、Zn、Cr 4種重金屬含量分析后發(fā)現(xiàn)：

（1）4種重金屬平面分布特征均呈現(xiàn)由珠江口向西逐漸減少的趨勢，高值區(qū)主要分布在珠江口內(nèi)，出珠江口后，重金屬高值區(qū)在沿岸流的作用下緊貼海岸線向西發(fā)展，到達電白以東海域后轉(zhuǎn)向南部，最終在瓊州海峽東西口外富集。

（2）與一類沉積物標準相比較，Pb、Zn超標范圍主要分布在珠江口內(nèi)及海陵島西部，Cu、Cr的超標范圍較廣，由珠江口至北部灣海區(qū)均有片狀或點狀分布，粒度分析結(jié)果顯示細粒沉積物更容易吸附重金屬。

（3）研究區(qū)域存在4個重金屬污染區(qū)域，A區(qū)及B區(qū)污染較為嚴重，污染物主要來自珠江及沿岸徑流輸入。C區(qū)及D區(qū)污染程度較輕，重金屬來源大致分為兩類，一類為自然風化產(chǎn)物，另一類為由珠江及南渡江所攜工業(yè)生產(chǎn)污染物。由于這兩個區(qū)域沉積物粒徑較細，成為了重金屬大量富集的場所。通過對重金屬來源分析，認為珠江所輸入陸源污染物最遠可達北部灣東部，主要受控于粵西沿岸流及瓊州海峽內(nèi)西向流的影響。

（4）對調(diào)查海域重金屬Cu、Pb、Zn、Cr潛在生態(tài)危害進行評價后發(fā)現(xiàn)，重度污染區(qū)主要分布在珠江口至崖門口，中度污染區(qū)自調(diào)查區(qū)東部至西部均有分布；由珠江口向西至陽江近岸海域存在3個潛在生態(tài)危害中度風險區(qū)。

致謝：感謝審稿人提出的寶貴意見，感謝野外調(diào)查人員及實驗人員的辛苦工作。

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Distribution and Sources of Heavy Metals in Surface Sediments， Northern South China Sea

CHEN Liang， LI Tuanjie， YANG Wenfeng， CHEN Jing
South China Sea Marine Survey and Technology Center， State Oceanic Administration， Guangzhou 510300， China

Abstract:About 4 000 sediment samples have been grabbed from the bottom of the northern South China Sea to further understanding distribution and sources of heavy metals. Grain sizes of all samples have been measured by the composition of Mastersizer 2 000 and sieving method， the content of heavy metals for more than1000 samples have been tested by ICP-AES （samples from Pearl River Estuary） and ICP-MS （samples from other parts）， and the distribution and relationship between the content of four heavy metals （Cu， Pb， Zn and Cr ） as well as the mean of the grain size have been analyzed. The results indicate similar distribution of four heavy metals （Cu， Pb， Zn and Cr）， with relative high values are mainly came from the Pearl River Estuary declining to the west. Compared to the Chinese first-class sediment standard， regions of above-standard Pb and Zn are mainly distributed in the Pearl River Estuary and offshore to the west of Hailing Island. Above-standard of Cu and Cr values are distributed from Pearl river estuary to Yangjiang sea area alongshore， and above-standard Cr is also distributed widely in Beibu Gulf. There is a strong correlation between the four heavy metals， indicating that the elements have the same origin， with the gradient indicating the source up the Pearl River. We also found four heavy metal enrichment areas in the northern South China Sea alongshore area， and analyzed the source and formation mechanism combine with the ocean currents in this region. We conclude that the heavy metals around Qiongzhou Strait mainly derive from Pearl River， with the most distal deposits to the east of Beibu Gulf. Pollution characteristics and ecological risk have been evaluated by the Hakanson potential ecological risk model. The results show that there are three middle level risk areas in the studied region， which spread mainly from the Pearl River Estuary to the west of Hailing Island.

Key words:heavy metal； sediment； grain size； provenance； north of South China Sea

DOI:10.16258/j.cnki.1674-5906.2016.03.014

中圖分類號：X145

文獻標志碼：A

文章編號：1674-5906（2016）03-0464-07

基金項目：我國近海海洋綜合調(diào)查與評價專項（908-01-CJ14至CJ17）；國家海洋局南海分局海洋科學技術(shù)局長基金項目（1315）；中國科學院邊緣海地質(zhì)重點實驗室開放研究基金項目（MSGL12-05）

作者簡介：陳亮（1981年生），男，工程師，博士，研究方向為海洋沉積環(huán)境。E-mail: randal34@163.com*通信作者：李團結(jié)，男，高級工程師，E-mail: ltj1005@126.com

收稿日期：2015-04-13