東海島潮間帶表層沉積物重金屬含量、形態(tài)分布及其潛在生態(tài)風(fēng)險評價.pdf

1、潮間帶是一類典型的環(huán)境脆弱帶和敏感帶，其生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱、極易遭受人類活動的破壞。自20世紀90年代成立東海島開發(fā)試驗區(qū)以來，東海島近岸海域的開發(fā)力度不斷增大，特別是潮間帶資源的開發(fā)、濱海旅游業(yè)的興起等人類活動已使東海島海岸帶空間資源、灘涂資源、生物資源等生態(tài)環(huán)境要素遭受了較大的破壞。本文以東海島潮間帶為研究對象，于2011年7月到2012年4月對東海島潮間帶的沉積環(huán)境特征進行調(diào)查和分析，獲得了表層沉積物中重金屬含量和賦存形態(tài)以及同步提

2、取重金屬的時空變化規(guī)律，并通過不同的方法對東海島潮間帶表層沉積物中重金屬的污染來源、污染水平、生物毒性和存在的潛在生態(tài)危害進行了綜合評價，以期為海洋管理部門對東海島的產(chǎn)業(yè)合理布局、可持續(xù)開發(fā)與利用及其生態(tài)保護提供科學(xué)的決策支持。本研究的主要成果如下：
　?。?）東海島潮間帶的底質(zhì)類型主要有3種，分別為泥質(zhì)、泥沙質(zhì)、沙質(zhì)，其中湛江灣區(qū)和雷州灣區(qū)為泥沙質(zhì)，粒徑在30μm～230μm，龍海天區(qū)為沙質(zhì)，粒徑在170μm～190μm，通明海

3、區(qū)為泥質(zhì)，粒徑在8μm～10μm。沿岸除通明海、雷州灣潮間帶區(qū)域分布有零星的紅樹林外，其余部分均為光灘。
　　（2）東海島表層沉積物的pH在6.57～8.76之間，年均為7.63，表層沉積環(huán)境整體處于中性－弱堿性環(huán)境中。表層沉積物中總有機碳整體含量低，年均為0.50％，呈現(xiàn)低有機碳的沉積環(huán)境，可揮發(fā)性硫化物的年均含量為64.2×10-6，總有機碳和硫化物含量均在國家一類海洋沉積物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值（TOC≤2%，硫化物≤300 mg/k

4、g）以內(nèi)。表層沉積物的Fe3+/Fe2+比值年均為2.39，Eh值年均為40.9 mV，表明東海島潮間帶表層沉積環(huán)境在退潮后大部分時間處于弱氧化性狀態(tài)。表層沉積環(huán)境中環(huán)境因子（溫度、pH、TOC、AVS、Eh、Fe3+/Fe2+比值）均存在不同程度的地域差異和季節(jié)差異。
　?。?）東海島潮間帶表層沉積物中重金屬的周年平均含量順序為Zn>Cr>Pb>Cu>Cd，其中Cu的年均值為7.54μg/g，Zn為35.73μg/g，Cd為0.

5、06μg/g，Pb為23.25μg/g、Cr為26.72μg/g；東海島潮間帶表層沉積物中5種重金屬含量從東海島西北部兩側(cè)（湛江灣區(qū)和通明海區(qū)）往東部（龍海天區(qū)）降低的趨勢。東海島表層沉積物中重金屬元素含量在不同季節(jié)亦存在顯著的差異( p<0.05)，表現(xiàn)為夏季各重金屬含量高，秋或春季各重金屬的含量低。
　　（4）東海島潮間帶表層沉積物同步浸提5種重金屬SEM5（Cu、Zn、Cd、Pb、Cr）的含量：冬季在0.200μmol/g～

6、0.964μmol/g，平均為0.491μmol/g；春季在0.397μmol/g～5.246μmol/g，平均為1.776μmol/g；春季SEM5含量是冬季的3.62倍。
　?。?）東海島潮間帶表層沉積物中 Cu、Zn、Cd、Pb、Cr均以殘渣態(tài)為主，水溶態(tài)最低。在總可利用態(tài)（總量中除去殘渣態(tài)的部分）中，Cu、Pb均以Fe-Mn氧化物結(jié)合態(tài)為主，有機物及硫化物結(jié)合態(tài)和可交換態(tài)及碳酸鹽結(jié)合態(tài)次之；Zn以Fe-Mn氧化物結(jié)合態(tài)和可

7、交換態(tài)及碳酸鹽結(jié)合態(tài)為主，有機物及硫化物結(jié)合態(tài)次之；Cr則以有機物及硫化物結(jié)合態(tài)和Fe-Mn氧化物結(jié)合態(tài)為主，可交換態(tài)及碳酸鹽結(jié)合態(tài)次之；Cd以可交換態(tài)及碳酸鹽結(jié)合態(tài)為主，F(xiàn)e-Mn氧化物結(jié)合態(tài)和有機物及硫化物結(jié)合態(tài)次之。東海島潮間帶表層沉積物中重金屬的潛在遷移能力順序為Cu>Zn>Cd>Pb>Cr。
　　（6）東海島潮間帶表層沉積物中5種重金屬總可利用態(tài)含量順序為 Zn（4.647μg/g）>Pb（1.899μg/g）>Cr（1

8、.141μg/g）>Cu（1.087μg/g）>Cd（0.006μg/g）。東海島潮間帶表層沉積物中總可利用態(tài)重金屬的含量從東海島西北部兩側(cè)（湛江灣區(qū)和通明海區(qū)）往東部（龍海天區(qū)）逐漸降低。隨著夏、秋、冬、春季節(jié)的變化Cu、Zn有向更不穩(wěn)定狀態(tài)遷移的趨勢，Cd、Pb既有向不穩(wěn)定狀態(tài)遷移的趨勢又有再向穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)化的趨勢，Cr的遷移轉(zhuǎn)化趨勢不明顯。
　　（7）以不同的方法（單因子污染評價法、Hakanson潛在生態(tài)風(fēng)險性指數(shù)法、沉積物