河北昌黎縣主要入?？谒w與沉積物中重金屬污染分析*

吳素霞 ,謝新宇 ,范海榮 ,陳麗娜 ,靳常敏 ,崔悅 ,宋士濤

(1.河北科技師范學(xué)院農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院/秦皇島市濱海濕地環(huán)境修復(fù)與資源開發(fā)利用工程技術(shù)研究中心 秦皇島 066000;2.河北科技師范學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院 秦皇島 066000)

重金屬是環(huán)境中較為常見且具有較強(qiáng)生物毒性的污染物[1-2],具有隱蔽性、易于蓄積、持續(xù)性強(qiáng)和不易修復(fù)等特征,是水環(huán)境安全的敏感指示劑[3]。水體中重金屬的存在不僅會(huì)危害水生動(dòng)植物,造成魚類大量死亡,也會(huì)通過食物鏈的富集作用對(duì)動(dòng)植物以及人類產(chǎn)生毒害作用,危害人類生命健康,對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)造成威脅[4-5]。而河流作為重金屬積累和擴(kuò)散的重要場(chǎng)地,水體中重金屬經(jīng)沉淀、吸附等作用進(jìn)入水系沉積物,并隨著河流中生物活動(dòng)和水環(huán)境變化等,沉積物中的重金屬可被再次釋放至水體,在適宜條件下可被再次吸附、沉淀,以此循環(huán)反復(fù),導(dǎo)致二次污染[6]。因此,河流及其沉積物重金屬污染研究引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注,重金屬也被列入各類水質(zhì)檢測(cè)和評(píng)價(jià)的常規(guī)指標(biāo)[7-8]。

目前,國(guó)內(nèi)外針對(duì)世界各地重點(diǎn)河流和港口進(jìn)行了大量研究,內(nèi)容涉及到水體、懸浮物、沉積物等各部分的重金屬。如Woitke等[9]對(duì)多瑙河懸浮物和沉積物中的重金屬進(jìn)行了分析,并利用富集因子對(duì)河流的污染狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià);Bhuyan等[10]分析了孟加拉國(guó)邁格納河地區(qū)水體和沉積物中10 種金屬元素,結(jié)果表明除Fe、Ni、Al 外,水中所有金屬均低于世界衛(wèi)生組織(1993 年)和歐盟(1998 年)的飲用水安全標(biāo)準(zhǔn),沉積物中所有的微量重金屬都被記錄在極限以下;Qu等[11]對(duì)代爾夫特運(yùn)河沉積物和萊茵河懸浮物中的重金屬進(jìn)行了溯源分析等。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)我國(guó)太湖[12-13]、鄱陽(yáng)湖[14]、珠江口[15]、長(zhǎng)江口[16]、黃河口[17]、海河流域[18]、渤海[19]等水體和沉積物重金屬進(jìn)行了研究,取得了大量的研究成果[20]。

昌黎縣位于河北省東北部,隸屬于秦皇島市,東臨渤海,西南挾灤河,其境內(nèi)主要入海河流有七里海、飲馬河和東沙河。昌黎縣具有悠久的歷史,旅游業(yè)高度發(fā)達(dá),有黃金海岸、碣石山等眾多旅游景點(diǎn)。有關(guān)研究資料表明,近年來(lái)昌黎縣近海海域水質(zhì)呈逐步惡化的趨勢(shì),各種水污染事件及水體富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生的頻次升高。同時(shí)隨著人類活動(dòng)頻繁加劇以及海水養(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展,使環(huán)境壓力增大,同時(shí)也加重了昌黎縣重金屬污染的風(fēng)險(xiǎn)[21]。因此,開展昌黎縣主要入?？谒w和沉積物中重金屬的研究,對(duì)加強(qiáng)該地區(qū)近海水體環(huán)境保護(hù)和管理具有重要意義。關(guān)于秦皇島地區(qū)主要水體和沉積物重金屬污染也開展了較多工作[21-24],這些報(bào)道主要是針對(duì)水體和沉積物其中一個(gè)方面的研究,同時(shí)關(guān)注水體和沉積物重金屬的污染狀況和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的研究報(bào)道還很少。本研究以昌黎縣七里海、飲馬河和東沙河3 條入海河流的入海口(新開口、大蒲河口、東沙河口)為研究對(duì)象,對(duì)水體及其沉積物中重金屬污染狀況和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析與評(píng)價(jià),以期為昌黎縣近海水體的重金屬污染防治提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品的采集與測(cè)定

于2019 年10 月11 日分別在七里海、飲馬河、東沙河的入?？谛麻_口、大蒲河口、東沙河口采集水樣和表層沉積物。根據(jù)《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范第3 部分:樣品采集、貯存與運(yùn)輸》(GB 17378.3?2007)[25]中相關(guān)規(guī)定,進(jìn)行水樣和表層沉積物樣品的采集和保存管理。水樣采用直立式有機(jī)玻璃采樣器于水面下0.5 m 處采集,裝入聚乙烯塑料瓶帶回實(shí)驗(yàn)室,經(jīng)0.45 μm 醋酸纖維濾膜過濾,用優(yōu)級(jí)純濃硝酸酸化至pH<2,于4 ℃冰箱低溫保存?zhèn)溆?。沉積物樣品與水樣在同一斷面采集,采用彼得森抓斗采樣器采集表層沉積物,多點(diǎn)混合均勻后裝入密封的聚乙烯塑料袋中帶回實(shí)驗(yàn)室,避光自然風(fēng)干后去雜,研磨,過0.15 mm尼龍篩,裝袋密封保存?zhèn)溆谩?/p>

表層沉積物重金屬Hg 和As 采用火焰型原子吸收分光光度計(jì)(型號(hào)TAS-990)測(cè)定,重金屬Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Ni 采用石墨爐型原子吸收分光光度計(jì)(型號(hào)TAS-990G)測(cè)定。水樣重金屬采用水質(zhì)重金屬分析儀(型號(hào)HM5000P)測(cè)定。

1.2 評(píng)價(jià)與分析方法

目前有關(guān)水體及沉積物中重金屬污染的評(píng)價(jià)方法很多[26-29],不同學(xué)者在不同研究地區(qū)利用不同的方法均取得了較好的效果[30-32]。本研究利用單因子指數(shù)法對(duì)昌黎縣主要入海河口水體重金屬污染狀況進(jìn)行評(píng)價(jià),利用地累積指數(shù)法和潛在生態(tài)污染指數(shù)法對(duì)沉積物重金屬污染和潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.2.1 單因子指數(shù)法

采用單因子指數(shù)法可以了解水體中單一重金屬污染狀況。單因子污染指數(shù)[33]表達(dá)式為:

式中:Pi為水體中重金屬i的單因子污染指數(shù);Ci為重金屬i的實(shí)測(cè)濃度,mg?L?1;Si為重金屬i的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值,mg?L?1,本研究采用《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3097?1997)[34]二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià),污染等級(jí)劃分見表1。

表1 單因子指數(shù)(Pi)污染狀況等級(jí)劃分Table 1 Classification of pollution status by single factor index (Pi)

1.2.2 地積累指數(shù)法

地積累指數(shù)法能夠定量分析表層沉積物中重金屬的累積程度[35]。是由德國(guó)學(xué)者M(jìn)uller[27]提出,該方法考慮了自然成巖作用和人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響,被廣泛用于現(xiàn)代沉積物重金屬污染的評(píng)價(jià)。其計(jì)算公式為[27,35]:

式中:Igeo為地累積指數(shù);Ci為沉積物中重金屬i的含量;Bi為重金屬i在沉積物中地球化學(xué)背景值,本研究以河北省A 層土壤中重金屬元素背景值[36]為參考進(jìn)行評(píng)價(jià);k為考慮地質(zhì)差異可能會(huì)引起背景值變動(dòng)而取的系數(shù)(一般取值為1.5)。根據(jù)地積累指數(shù)大小可將污染劃分為7 個(gè)等級(jí)[37](表2)。

表2 地積累指數(shù)(Igeo)劃分等級(jí)Table 2 Grades of geo-accumulation index (Igeo)

表3 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Evaluation and classification criteria for potential ecological risk degree

1.2.3 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法

潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法常用于沉積物重金屬生態(tài)危害的評(píng)價(jià)。該指數(shù)法是由瑞典學(xué)者Hakanson[28]提出。該指數(shù)法綜合考慮了不同重金屬的濃度效應(yīng)和毒性效應(yīng),對(duì)單一金屬污染風(fēng)險(xiǎn)和多金屬?gòu)?fù)合污染風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估都能夠適用。潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的計(jì)算公式[38]為:

2 結(jié)果與分析

2.1 水體重金屬狀況分析

據(jù)調(diào)查新開口、大蒲河口、東沙河口水樣pH均呈弱堿性,分別為7.96、7.79、7.99;溶解氧含量分別為6.41 mg?L?1、5.51 mg?L?1、5.64 mg?L?1,均超過5 mg?L?1,達(dá)到二類水標(biāo)準(zhǔn),能滿足水中魚蝦等生物正常的生命活動(dòng)[41];3 個(gè)入?？谒w鹽分含量較高,鹽度分別為29.50 g?L?1、22.60 g?L?1、25.33 g?L?1。

由表4 可以看出各入?？谒w中8 種重金屬的濃度順序不盡相同,由大到小排列新開口各重金屬含量順序?yàn)镹i>Cr>As>Pb>Zn>Cu>Hg>Cd,大蒲河口順序?yàn)镹i>As>Cr>Pb>Zn>Cu>Hg>Cd,東沙河口順序?yàn)镹i>Cr>As>Zn>Pb>Cd>Hg>Cu。各入海口水體中8 種重金屬含量差異較大,Ni 含量在3 個(gè)入?？诰鶠樽罡?其中新開口水體Ni 含量高達(dá)1080 μg?L?1,嚴(yán)重超標(biāo);大蒲河口和東沙河口水體Ni 含量分別為366.72 μg?L?1和278.42 μg?L?1,分別超 過標(biāo)準(zhǔn) 值(10 μg?L?1) 35.67 倍和26.84 倍。在新開口和大蒲河口Cd 含量均為最低,東沙河口中Cu 的含量為最低,且Cd、Hg、Cu、Zn 和As 在昌黎縣3 條河流入海口均未超過標(biāo)準(zhǔn)值,說(shuō)明在3 個(gè)入?？谔幘闯霈F(xiàn)Cd、Hg、Cu、Zn、As 污染現(xiàn)象。Pb 在新開口和大蒲河口出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象,而Cr 在新開口出現(xiàn)超標(biāo)。存在超標(biāo)現(xiàn)象的Pb、Cr、Ni 重金屬在3 個(gè)入?？谔幤浜肯嗖钶^大,但均以新開口含量最高,大蒲河口次之,而東沙河口含量最低。這可能是與新開口附近的泡沫廠、大量養(yǎng)殖場(chǎng)、玻璃廠、加油站及港口漁船頻繁活動(dòng)密切相關(guān)。大蒲河前身為飲馬河,沿途主要接納昌黎縣的工業(yè)廢水、生活污水、養(yǎng)殖廢水及農(nóng)業(yè)污水[42],其中沿岸有多家食品廠、淀粉加工廠,一方面因其排出的廢水中有機(jī)污染物質(zhì)為主[23],另一方面昌黎縣污水處理廠位于大蒲河口上游約4 km 處,生活污水經(jīng)過處理后重金屬含量降低,且在其河水的稀釋作用下,使得大蒲河口重金屬含量低于新開口。而東沙河沿岸多為耕地,大量肥料以及農(nóng)藥的施用不能被作物吸收利用,隨雨水進(jìn)入河流,肥料及農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中殘余的重金屬進(jìn)入河流從而加劇河流重金屬污染,但東沙河中含有較多泥沙,有研究資料表明泥沙對(duì)水體中重金屬有較強(qiáng)的吸附作用[43-44],通過泥沙對(duì)重金屬的吸附而降低了水體中重金屬含量。

表4 昌黎縣主要入?？谒w重金屬含量及單因素評(píng)價(jià)(Pi)結(jié)果Table 4 Contents of heavy metals in water and the result of single factor evaluation (Pi) of main estuary water in Changli County

綜合表4 可以看出3 個(gè)入海口處Ni 均超出標(biāo)準(zhǔn)值,達(dá)到重度污染,污染指數(shù)Pi值為27.84～108.00。Pb 在新開口和大蒲河口均超出標(biāo)準(zhǔn)值,其中新開口Pb 達(dá)到重度污染,大蒲河口為輕度污染,東沙河口Pb 未超標(biāo)。Cr 在新開口為輕度污染。Cd、Hg、Cu、Zn、As 均未出現(xiàn)污染。

雖然Ni 和Cr 是人體必需的微量元素之一,但攝入量過多會(huì)對(duì)人體造成一定的危害。如Ni 攝入過多可引起皮膚炎,引發(fā)肺癌、鼻竇癌、胰腺癌等,也會(huì)導(dǎo)致心血管和腎臟疾病[45]。Cr 主要積蓄在肝、腎和肺部,易引起肝組織退化、中央血管壞死、腎小管壞死和肺炎。臨床Cr 主要侵害皮膚和呼吸道,刺激和腐蝕黏膜,六價(jià)鉻化合物會(huì)誘發(fā)基因突變,同時(shí)具有致癌性[46]。Pb 會(huì)影響人的神經(jīng)興奮調(diào)節(jié)和記憶儲(chǔ)存,會(huì)導(dǎo)致血紅素的生成過程受阻,還可以導(dǎo)致人體膽固醇、甘油三酯和脂蛋白含量升高,引起心血管疾病的產(chǎn)生,引起高血壓等[47]。因而對(duì)出現(xiàn)污染的這幾種重金屬要引起足夠的重視。

2.2 沉積物重金屬含量分析

分析表5 可知:Hg 在3 個(gè)河流入海口沉積物中均未檢出,而As 在新開口沉積物中未檢出。Cd 含量在3 個(gè)入?？诔练e物中均最低,但均超過背景值,分別是背景值的5.36 倍、5.71 倍和5.00 倍。Cu 含量在3 個(gè)入海口沉積物中均超過了背景值,新開口Cu含量稍大于背景值,而大蒲河口和東沙河口均超過背景值1 倍以上。Ni 在各入海口沉積物中也均呈現(xiàn)超過背景值現(xiàn)象,這可能與水體中Ni 含量較高有關(guān)。Pb 在新開口沉積物中含量最高,達(dá)44.76 mg?kg?1,是背景值的2.24 倍,大蒲河口和東沙河口含量接近背景值。分析原因可能是由于新開口附近有大量養(yǎng)殖場(chǎng),漁船活動(dòng)頻繁,養(yǎng)殖所用的飼料和漁船的燃料等含有較多的Pb。而大蒲河口沉積物中Cu 含量最多,這可能是由于沿途有很多蔬菜、苗圃花卉等種植基地,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中農(nóng)藥和殺蟲劑的使用將一部分Cu 排入到水體,經(jīng)吸附、沉淀等作用進(jìn)入沉積物。沉積物中Cr、Zn、Ni 含量均以東沙河口為最高,且都不同程度地超出背景值,這可能是由于東沙河中泥沙較多,對(duì)重金屬有較強(qiáng)的吸附作用,使東沙河水體中的重金屬與泥沙結(jié)合從而不斷積累所致。

表5 昌黎縣主要入?？诔练e物重金屬含量Table 5 Contents of heavy metals in sediments of main estuaries in Changli County mg?kg?1

2.3 沉積物重金屬地累積指數(shù)評(píng)價(jià)

以河北省土壤重金屬元素背景值為參考[36],對(duì)昌黎縣主要入海口沉積物中除Hg 之外的7 種常見重金屬進(jìn)行地積累指數(shù)(Igeo)評(píng)價(jià),統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖1 所示。新開口沉積物重金屬Igeo中Cd 和Pb 較高,其中Cd的Igeo為1.84,屬偏中度污染;Pb 的Igeo為0.54,屬輕度污染;Cu、Cr、Zn 和Ni的Igeo均小于0,屬無(wú)污染;As 因其含量偏低未檢測(cè)出。大蒲河口沉積物重金屬Igeo大于0 的有Cd、Cu 和Ni,其中Cd 屬偏中度污染,Cu 和Ni 為輕度污染;As、Pb、Cr 和Zn 元素Igeo均低于0,屬無(wú)污染。東沙河口沉積物重金屬Cd的Igeo為1.74,為偏中度污染,Cu 和Ni的Igeo介于0 和1 之間,為輕度污染,As、Pb、Cr 和Zn的Igeo均小于0,無(wú)污染。

圖1 昌黎縣主要入海口沉積物重金屬地積累指數(shù)(Igeo)Fig.1 Geo-accumulation indexes (Igeo) of heavy metals in sediments of main estuaries in Changli County

綜合來(lái)看,在3 個(gè)入?？谔幈韺映练e物重金屬中,Cd 為首要污染重金屬,均處于偏中度污染水平,需予以重視,沉積物中Cd 的來(lái)源可能與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中施用的化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜等密切相關(guān),其中含有的重金屬Cd 通過雨水或灌溉匯入河流。其次需要關(guān)注重金屬Cu、Ni 和Pb,其中Cu 和Ni 在大蒲河口和東沙河口均為輕度污染,Pb 在新開口出現(xiàn)輕度污染現(xiàn)象,也應(yīng)予以關(guān)注。而其他重金屬As、Cr 和Zn雖然目前還未出現(xiàn)污染,但重金屬具有不斷積累的特點(diǎn),今后應(yīng)該做好監(jiān)測(cè)。

2.4 沉積物重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

沉積物中的重金屬會(huì)隨水體環(huán)境的變化再次釋放到水體,從而造成二次污染。因此,對(duì)沉積物中重金屬進(jìn)行潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是有必要的。從表6 可以看出:沉積物中各重金屬元素潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)()由大到小的順序新開口為Cd、Pb、Cu、Ni、Cr、Zn、As,大蒲河口為Cd、Cu、Pb、As、Ni、Cr、Zn,東沙河口為Cd、As、Cu、Pb、Ni、Cr、Zn。其中Cd 在各入海口的均為最大,新開口和大蒲河口均為高度風(fēng)險(xiǎn),東沙河口為偏高度風(fēng)險(xiǎn)。其余的6種重金屬的均小于40,表明生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較低。因Hg含量相對(duì)較低本試驗(yàn)未檢出,因此Hg 在各入?？跐撛陲L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較低。根據(jù)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)綜合指數(shù)(RI)可知,新開口、大蒲河口和東沙河口潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)綜合指數(shù)150≤RI<300,屬于中度風(fēng)險(xiǎn)。從重金屬貢獻(xiàn)率(表7)來(lái)看,Cd 對(duì)各入?？诔练e物重金屬RI 貢獻(xiàn)率為最大,均在80%以上,表明Cd 是各入?？诒韺映练e物中最主要的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子,需予以重視。Cd 的毒性較大,被Cd 污染的食物進(jìn)入人體代謝較慢,慢慢積累會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生嚴(yán)重危害,日本曾因Cd中毒出現(xiàn)“痛痛病”。世界衛(wèi)生組織將Cd 列為重點(diǎn)研究的食品污染物,國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)也將Cd 歸類為人類致癌物,美國(guó)毒物和疾病登記署(ATSDR)將Cd 列為第7 位危害人體健康的物質(zhì),我國(guó)也將Cd 列為實(shí)施排放總量控制的重點(diǎn)監(jiān)控指標(biāo)之一[47-48]。貢獻(xiàn)率排在第2 位重金屬在3 條河流入?？诓槐M相同,其中新開口為Pb,而大蒲河口和東沙河口為Cu。

表6 昌黎縣主要入?？诔练e物中重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)及風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)Table 6 Potential ecological risk coefficients and potential ecological risk indexes of heavy metals in sediments of main estuaries in Changli County

表7 昌黎縣主要入?？诔练e物中不同重金屬的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)綜合指數(shù)貢獻(xiàn)率Table 7 Contribution rates of different heavy metals comprehensive ecological risk indexes in sediments of main estuaries in Changli County %

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

新開口、大蒲河口和東沙河口是昌黎縣的主要入海河口,分析其水質(zhì)和污染狀況對(duì)入海污染物的控制和近海海域的環(huán)境治理具有重要的意義。本研究于2019 年10 月對(duì)昌黎縣境內(nèi)的3 條主要入海河流七里海、飲馬河和東沙河的入?？谒w和表層沉積物的8 種重金屬污染狀況進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)3 個(gè)入海口處水體存在重金屬污染現(xiàn)象。由于新開口和大蒲河口靠近黃金海岸旅游浴場(chǎng),水質(zhì)環(huán)境對(duì)近岸海域環(huán)境影響顯著。有關(guān)大蒲河口和新開口水質(zhì)分析與污染狀況的研究已有不少報(bào)道,如李志偉等[42]對(duì)2006?2010 年大蒲河口水質(zhì)分析得出其污染嚴(yán)重,且已達(dá)重度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。孫玉娟等[49]對(duì)2011?2016年河北省主要入海河流水質(zhì)及污染狀況分析,結(jié)果表明大蒲河口在秦皇島境內(nèi)入海河流中水質(zhì)最差,為劣V 類水。全玉蓮等[23]對(duì)2015 年秦皇島主要入海河口水質(zhì)分析與評(píng)價(jià)得出大蒲河口同樣處于重度污染。以上研究表明大蒲河口水體長(zhǎng)期處于嚴(yán)重污染狀態(tài)。蔡端波等[50]對(duì)2013 年秋季渤海灣河北省段水體重金屬分析,大蒲河口(D2 點(diǎn)位)表層和底層水樣都存在Pd 超標(biāo)污染的現(xiàn)象,這與本研究結(jié)果較為一致。翟春梅等[51]在2020 年7 月1 日?8 月31日通過對(duì)新開口水體重金屬(Cu、Pb、Zn、Cr)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析,重金屬除Cu 在8 月8 日、11 日及19 日出現(xiàn)孤立高值外,其他重金屬含量均低于0.02 mg?L?1,均未出現(xiàn)超標(biāo),這一結(jié)果與本研究存在差異,這可能是由于采樣季節(jié)不同所致。8 月份是昌黎縣降雨較為集中的季節(jié),雨水的稀釋作用降低了水體重金屬濃度。

Cd 在3 個(gè)入?？诒韺映练e物中均達(dá)到偏中度污染水平,潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)處于偏高度風(fēng)險(xiǎn)水平以上。這一結(jié)果與已有研究[22,52-53]結(jié)果一致。周秀艷等[22]在2009 年對(duì)新開口和大蒲河口沉積物重金屬污染調(diào)查,同樣也得出Cd 具有極強(qiáng)的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。于國(guó)強(qiáng)[52]在2015 年對(duì)昌黎海洋生態(tài)監(jiān)控區(qū)沉積物中重金屬分析結(jié)果顯示,Cd 是引起昌黎海洋生態(tài)監(jiān)控區(qū)污染的主要元素,污染相對(duì)較重的是大蒲河口附近以及新開口偏東的海域。劉會(huì)欣等[53]2017 年對(duì)大蒲河口和東沙河口沉積物重金屬分析結(jié)果顯示,Cd 是所分析的7 種重金屬中含量最低的,但Cd 含量均超出背景值。喬志芳等[21]2015 年對(duì)昌黎縣黃金海岸自然保護(hù)區(qū)表層海域沉積物重金屬研究中,1#點(diǎn)位與新開口比較靠近,重金屬含量順序?yàn)镃r>Zn>Ni>Cu>Pb,且均超過環(huán)境背景值,存在富集現(xiàn)象。重金屬含量順序和富集情況與本研究結(jié)果存在差異,分析原因可能是由于樣點(diǎn)布置位置不完全相同所引起的。此外自2017 年以來(lái),昌黎縣實(shí)施了河道生態(tài)治理、海域濕地修復(fù)等工程[54],一定程度上改善了當(dāng)?shù)氐乃鷳B(tài)環(huán)境。

3.2 結(jié)論

1)昌黎縣各入?？谒w中8 種重金屬的濃度順序不盡相同,由大到小新開口為Ni>Cr>As>Pb>Zn>Cu>Hg>Cd,大蒲河口為Ni>As>Cr>Pb>Zn>Cu>Hg>Cd,東沙河口為Ni>Cr>As>Zn>Pb>Cd>Hg>Cu。各入?？谒w中8 種重金屬含量差異較大,Ni 含量在3個(gè)入?？诰鶠樽罡?新開口、大蒲河口、東沙河口水體中Ni 含量分別為1080 μg?L?1、366.72 μg?L?1和278.42 μg?L?1。采用《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3097?1997)中第二類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),3 個(gè)入海口Ni 含量均超出標(biāo)準(zhǔn)值,達(dá)到重度污染,污染指數(shù)Pi值為27.84～108.00。Pb 在新開口和大蒲河口均超出標(biāo)準(zhǔn)值,其中新開口Pb 達(dá)到重度污染,大蒲河口Pb 為輕度污染,東沙河口Pb 未超標(biāo)。Cr 在新開口為輕度污染。Cd、Hg、Cu、Zn、As 均未出現(xiàn)污染。

2)沉積物中重金屬除Hg 在各入?？诩癆s 在新開口未檢出外,其他檢出的重金屬中,Cd 含量在新開口、大蒲河口、東沙河口均為最低,但均超過了背景值,分別是背景值的5.36 倍、5.71 倍和5.00 倍;地累積指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,在3 個(gè)入?？贑d 均處于偏中度污染水平以上,潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)分別為160.71、171.43、150.00,分別為高度風(fēng)險(xiǎn)、高度風(fēng)險(xiǎn)和偏高度風(fēng)險(xiǎn),需引起足夠的重視。重金屬Cu 和Ni 在大蒲河口和東沙河口、Pb 在新開口均出現(xiàn)輕度污染。潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示除Cd 之外其他重金屬均為較低風(fēng)險(xiǎn),由于重金屬具有不斷積累的特點(diǎn),其他重金屬也需給予關(guān)注。新開口、大蒲河口和東沙河口生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)綜合指數(shù)150≤RI<300,均屬于中度風(fēng)險(xiǎn)。從重金屬貢獻(xiàn)率來(lái)看,還是以Cd 的貢獻(xiàn)率為最大。

針對(duì)昌黎縣主要入?？谥亟饘傥廴緺顩r,建議加強(qiáng)宣傳提高當(dāng)?shù)鼐用癖Ｗo(hù)河流海洋的意識(shí),合理發(fā)展沿海河流的漁業(yè)和養(yǎng)殖業(yè),嚴(yán)格控制工廠企業(yè)污水的排放,定期檢測(cè)各排污口中污染物含量,推廣新型肥料品種,推廣科學(xué)施肥技術(shù)和生物防治技術(shù),減少化肥、農(nóng)藥的施用,降低農(nóng)業(yè)面源污染,對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)污染的問題應(yīng)采取積極有效的措施進(jìn)行治理,通過多管齊下,防治結(jié)合,保護(hù)河北省昌黎縣海洋環(huán)境,實(shí)現(xiàn)該地區(qū)海洋資源可持續(xù)發(fā)展。