?？跒潮韺映练e物重金屬分布特征①

劉紅晨 邢孔敏 吳 瑞

(海南省海洋與漁業(yè)科學(xué)院/海南省海洋開發(fā)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 海南?？?571126)

重金屬元素多為非降解型有毒物質(zhì)，在海洋環(huán)境中一般表現(xiàn)為流動(dòng)性大、擴(kuò)散范圍廣、危害時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，重金屬在海洋環(huán)境污染評(píng)價(jià)中已成為重要評(píng)價(jià)內(nèi)容之一。主要的重金屬污染物包括銅、鉛、鋅、鎘、砷和汞(Cu、Pb、Zn、Cd、As和Hg)等6種。海水中的重金屬元素在物理、化學(xué)、生物等共同作用下會(huì)很快從水體中解離出來(lái)而最終進(jìn)入沉積物，因此沉積物容易成為重金屬賦存的主要介質(zhì)[1]。?？跒澄挥诤Ｄ蠉u北部、瓊州海峽中段南側(cè)，東起白沙門，西至后海，與廣東省的雷州半島隔海相望，是一個(gè)向北敞開的弧形海灣，其東部主要為南渡江三角洲；海灣東西長(zhǎng)約14 km，南北寬約6 km，岸線長(zhǎng)約20.5 km，口門寬約12.5 km，全灣總面積42 km2[2]。隨著?？谑薪?jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，尤其是海南省國(guó)際旅游島發(fā)展建設(shè)以來(lái)，大規(guī)模的海岸帶旅游和海洋產(chǎn)業(yè)開發(fā)導(dǎo)致人口聚集和資源高消耗，使?？跒辰逗Ｓ蚪蛹{的污染負(fù)荷日趨加重[3]。已有的研究對(duì)水體污染特征關(guān)注較多[4-12]，而對(duì)沉積物重金屬污染特征研究比較缺乏[13]。因而，利用2018年?？跒澈Ｑ蟪练e物樣品，對(duì)10月份?？跒澈Ｓ虺练e物重金屬含量進(jìn)行了研究，評(píng)價(jià)了沉積物重金屬的污染程度，從而為?？谑泻Ｑ蟓h(huán)境生態(tài)保護(hù)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

2018年10月對(duì)?？跒澈Ｓ虻踪|(zhì)環(huán)境當(dāng)中的重金屬進(jìn)行分析，在該海域附近共布設(shè)了20個(gè)沉積物調(diào)查站位，調(diào)查站位見(jiàn)圖1。本次布設(shè)的站位中1、2、3、4、5、6、7和20號(hào)站位位于?？谑形骱０堵糜涡蓍e娛樂(lè)區(qū)；8、9、11、12和19號(hào)站位位于秀英港港口航運(yùn)區(qū)；14號(hào)站和15號(hào)站位于?？谑袞|海岸旅游休閑娛樂(lè)區(qū)；10、13、17和18號(hào)站位于海口灣旅游休閑娛樂(lè)區(qū)；16號(hào)位于海甸港港口航運(yùn)區(qū)；按照 《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》[14]的要求，采集表層沉積物樣品。

圖1 ?？跒澈Ｓ虮韺映练e物調(diào)查站位

1.2 方法

采用 《近海海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》[15]提出的單因子污染指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)。污染指數(shù)的計(jì)算公式為：

式中：PIi—某監(jiān)測(cè)站位污染物i的污染指數(shù)，Ci—某監(jiān)測(cè)站位污染物的實(shí)測(cè)濃度，Soi—污染物的i的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。PIi≤1，表明符合標(biāo)準(zhǔn)，PIi＞1，表示超標(biāo)。重金屬含量的標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)表1。

表1 國(guó)家海洋沉積物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中重金屬含量的標(biāo)準(zhǔn)值

2 結(jié)果與分析

2.1 沉積物中重金屬整體含量的分布狀況

(1)研究區(qū)域中Cu的濃度為(2.68～47.06)×10-6，平均濃度為16.21×10-6，最小值出現(xiàn)在20號(hào)站位(2.68×10-6)，最大值出現(xiàn)在17號(hào)站位(47.06×10-6)；

(2)Pb的濃度為(12.05～49.51)×10-6， 平均濃度為28.36×10-6，最小值出現(xiàn)在20號(hào)站位(12.05×10-6)，最大值出現(xiàn)在17號(hào)站位(49.51×10-6)；

(3)Zn的濃度為(18.33～236.05)×10-6， 平均濃度為64.90×10-6，最小值出現(xiàn)在20號(hào)站位(18.33×10-6)，最大值出現(xiàn)在17號(hào)站位(236.05× 10-6)；

(4)Cd的濃度為(0.10～1.01)×10-6，平均濃度為0.29×10-6，最小值出現(xiàn)在13號(hào)站位(0.10×10-6)，最大值出現(xiàn)在17號(hào)站位(1.01×10-6)；

(5)Cr的濃度為(14.23～84.37)×10-6， 平均濃度為52.82×10-6，最小值出現(xiàn)在20號(hào)站位(14.23×10-6)，最大值出現(xiàn)在17號(hào)站位(84.37×10-6)；

(6)As的濃度為(2.22～16.05)×10-6，平均濃度為10.38×10-6，最小值出現(xiàn)在20號(hào)站位(2.22×10-6)，最大值出現(xiàn)在17號(hào)站位(16.05×10-6)。

研究區(qū)域中位于龍昆溝附近的17號(hào)站位所有重金屬含量在調(diào)查區(qū)域中的值是最大的。

2.2 表層沉積物重金屬含量單因子評(píng)價(jià)

根據(jù) 《海南省海洋功能區(qū)劃(2010-2020)》和《海洋沉積物質(zhì)量》[16]分類標(biāo)準(zhǔn)，本次調(diào)查中位于西海岸旅游休閑娛樂(lè)區(qū)的1～7號(hào)和20號(hào)站位，位于東海岸旅游休閑娛樂(lè)區(qū)14號(hào)站和15號(hào)站位，位于旅游休閑娛樂(lè)區(qū)10、13、17和18號(hào)站位均執(zhí)行第一類沉積物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；位于秀英港港口航運(yùn)區(qū)8、9、11、12和19號(hào)站位，位于海甸港港口航運(yùn)區(qū)16號(hào)站位，執(zhí)行第三類沉積物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。單項(xiàng)沉積物評(píng)價(jià)指數(shù)見(jiàn)表2。

所有調(diào)查站位中，?？跒矯u的污染指數(shù)平均值為0.36，超標(biāo)率為5%，除去17號(hào)站位，其他站位均＜1，符合相應(yīng)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)；?？跒砅b的污染指數(shù)平均值為0.35，所有站位均＜1，符合相應(yīng)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)；?？跒砕n的污染指數(shù)平均值為0.30，超標(biāo)率為5%，除去17號(hào)站位，其他站位均<1，符合相應(yīng)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)；?？跒矯d的污染指數(shù)平均值為0.42，超標(biāo)率為10%，除去17、18號(hào)站位，其他站位均＜1，符合相應(yīng)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)；?？跒矯r的污染指數(shù)平均值為0.50，超標(biāo)率為5%，除去17號(hào)站位，其他站位均＜1，符合相應(yīng)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)；?？跒矨s的污染指數(shù)平均值為0.38，超標(biāo)率為0，所有站位均＜1，符合相應(yīng)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。

位于旅游休閑娛樂(lè)區(qū)的18號(hào)站位的超標(biāo)元素是Cd，單項(xiàng)指數(shù)為1.09；超標(biāo)元素最多的是位于旅游休閑娛樂(lè)區(qū)的17號(hào)站位，超標(biāo)元素分別是Cu、Zn、Cd、 Cr，單項(xiàng)指數(shù)分別為1.34、 1.57、 2.02、1.06，造成這種現(xiàn)象的原因是旅游休閑娛樂(lè)區(qū)位于龍昆溝入海口附近，龍昆溝位于?？谑袇^(qū)的南大橋上下游，由東崩潭水與西崩潭水為主流，兩水匯合于龍昆溝上游500 m處，沿途有工業(yè)和生活污水排入，流經(jīng)海口市濱海公園西側(cè)進(jìn)入大海。龍昆溝流域面積38.02 km2，總落差為28.65 m，該水道是海口市城區(qū)匯入?？跒车闹饕廴驹矗w類型主要是工業(yè)污水和生活污水，超標(biāo)率高[17]。

2.3 與其他海域相比

和國(guó)內(nèi)其他海域相比(表3)，?？跒潮韺映练e物Cu平均含量小于江蘇海州灣、遼東灣北部海域、南海西北部、天津渤海海灣、長(zhǎng)江口及其鄰近海域、膠州灣、廈門灣海域和珠江口海域，大于廣西北部灣和萊州灣；?？跒砅b平均含量小于遼東灣北部海域、膠州灣、長(zhǎng)江口及其鄰近海域和廈門灣海域，大于珠江口海域、萊州灣、江蘇海州灣、廣西北部灣、南海西北部和天津渤海海灣；海口灣Zn平均含量小于江蘇海州灣、膠州灣、南海西北部、天津渤海海灣、長(zhǎng)江口及其鄰近海域、遼東灣北部海域、珠江口海域和廈門灣海域，大于廣西北部灣和萊州灣；?？跒矯d平均含量小于廈門灣海域、珠江口海域、天津渤海海灣和遼東灣北部海域，大于萊州灣、膠州灣、廣西北部灣、江蘇海州灣和長(zhǎng)江口及其鄰近海域；?？跒矯r平均含量小于遼東灣北部海域、南海西北部、江蘇海州灣、膠州灣和長(zhǎng)江口及其鄰近海域，大于廈門灣；?？跒矨s平均含量小于膠州灣、長(zhǎng)江口及其鄰近海域和廈門灣海域，大于江蘇海州灣、廣西北部灣、萊州灣和遼東灣北部 海域。

站位 Cu Pb Zn Cd Cr As 1 0.36 0.42 0.33 0.34 0.60 0.44 2 0.47 0.50 0.45 0.53 0.77 0.57 3 0.46 0.46 0.41 0.53 0.76 0.55 4 0.29 0.41 0.28 0.27 0.53 0.48 5 0.23 0.33 0.22 0.39 0.44 0.66 6 0.62 0.57 0.53 0.56 0.92 0.61 7 0.40 0.44 0.34 0.27 0.62 0.45 8 0.10 0.13 0.01 0.04 0.26 0.14 9 0.10 0.13 0.02 0.06 0.21 0.14 10 0.40 0.45 0.36 0.42 0.60 0.42 11 0.08 0.11 0.02 0.04 0.26 0.11 12 0.10 0.13 0.02 0.09 0.17 0.15 13 0.12 0.35 0.13 0.19 0.20 0.31 14 0.45 0.42 0.40 0.44 0.73 0.56 15 0.24 0.31 0.25 0.40 0.52 0.35 16 0.05 0.10 0.03 0.09 0.18 0.07 17 1.34 0.83 1.57 2.02 1.05 0.80 18 0.67 0.61 0.57 1.09 0.80 0.64 19 0.65 0.16 0.03 0.06 0.18 0.13 20 0.11 0.20 0.12 0.57 0.18 0.11平均值 0.36 0.35 0.30 0.42 0.50 0.38超標(biāo)站位數(shù)/個(gè) 1 0 1 2 1 0站位超標(biāo)率/% 5 0 5 10 5 0

表3 國(guó)內(nèi)其他海域中表層沉積物重金屬含量(w/×10-6)

3 結(jié)論

本次調(diào)查的20個(gè)站位的海口灣表層沉積物重金屬Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As含量中，除17號(hào)站位Cu、Zn、Cd、Cr超標(biāo)，18號(hào)站位的Cd超標(biāo)，其余站位均無(wú)超標(biāo)項(xiàng)目，均滿足海洋功能區(qū)要求。