福建近海重金屬分布特征、形態(tài)分析與地球化學(xué)過(guò)程.pdf

1、海洋中重金屬具有來(lái)源廣、毒性大、潛伏期長(zhǎng)且能沿食物鏈富集等特點(diǎn)，一直是海洋環(huán)境研究的焦點(diǎn)。本論文以福建近海為研究區(qū)域，通過(guò)對(duì)該海域完整統(tǒng)一的水體、沉積物重金屬的調(diào)查，研究其分布特征及來(lái)源，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)M及多年實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的擬合，探討影響其分布的因素以及遷移過(guò)程。此外，選擇廈門灣表層沉積物為研究對(duì)象，分析重金屬的形態(tài)在其遷移過(guò)程中的作用。
　　 主要研究結(jié)果如下:
　　 1．基于2006年～2007年間實(shí)施的第二次大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)

2、間的全國(guó)性近海海洋綜合調(diào)查與評(píng)價(jià)（國(guó)家“908”專項(xiàng)和福建省“908”專項(xiàng)）的數(shù)據(jù)資料，發(fā)現(xiàn):①福建近海表層海水重金屬含量在夏、冬、春、秋四季均低于國(guó)家一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，銅(Cu)、鎘(Cd)、鉻(Cr)、汞(HG)、砷(As)基本呈現(xiàn)近岸高外海低的分布特征，鋅(Zn)的分布特征不明顯，鉛(Pb)受到大氣沉降因素的影響，其高值出現(xiàn)在偏離近岸的海域。②福建近海表層沉積物重金屬的平均含量均低于國(guó)家一類海洋沉積物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，基本呈現(xiàn)近岸高外海低

3、的分布特征，As在興化灣以南的近岸海域存在低值區(qū)，Cr在廈門灣以南海域呈現(xiàn)從北向南遞增的分布特征。⑨福建省潮間帶沉積物重金屬的平均含量亦符合國(guó)家一類海洋沉積物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，但以各重金屬含量而言，則主要受Pb、Cd及Hg污染。
　　 2．運(yùn)用SPSS13.0軟件分析福建近海海水及沉積物中重金屬的來(lái)源。結(jié)果表明:①福建近海表層海水重金屬主要來(lái)源于徑流輸入、工業(yè)排污以及大氣沉降等，其中徑流輸入的貢獻(xiàn)率四季均在30％～40％之間，工業(yè)排污、

4、大氣沉降等的貢獻(xiàn)率均在10％～20％之間，此外，在夏季、秋季還存在水體中有機(jī)物質(zhì)吸附解吸帶來(lái)的影響。②福建近海表層沉積物重金屬主要來(lái)自有機(jī)物質(zhì)降解、工業(yè)生活排污以及沉積環(huán)境本身特性的影響，其貢獻(xiàn)率分別為45.5％、15.0％及11.1％。Cu、Zn、Hg、As主要來(lái)源于有機(jī)物質(zhì)降解;Cr主要來(lái)源于工業(yè)、生活污水的排放;Pb主要來(lái)源于有機(jī)物質(zhì)的降解及工業(yè)、生活污水的排放，且兩種來(lái)源的影響程度基本一致;Cd則同時(shí)受到上述三個(gè)主成分的影響，且

5、影響程度大致相同，有機(jī)物質(zhì)降解的影響略低。③福建省潮間帶沉積物重金屬主要來(lái)自于陸源徑流的輸入、工業(yè)生活排污以及沉積環(huán)境本身特性的影響，其貢獻(xiàn)率分別為47.5％、20.8％及15.1％。Cu、Zn、Cd、Hg、As主要來(lái)源于陸源徑流的輸入;Cd同時(shí)還受到潮間帶沉積環(huán)境的影響;Pb、Cr則主要來(lái)源于工業(yè)、生活污水的排放。
　　 3．廈門灣九龍江口淡水端及大嶝島附近海水端樣品的單因子模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明廈門灣水體中各重金屬(Cu、Pb、Z

6、n、Cd、Cr)含量均與鹽度、pH、懸浮物(SuspendedMatter,SPM)及總有機(jī)碳(TotalOrganicCarbon，TOC)含量存在顯著的相關(guān)關(guān)系，該海域水體的表層重金屬在從河口向外海擴(kuò)散過(guò)程中，這四個(gè)因子均是影響重金屬含量的重要因素:①隨鹽度的增加，各重金屬含量均有不同程度地降低，尤其是Cu、Zn和Cd，鹽度增加到31.5391時(shí)，含量?jī)H約為淡水端含量的60％。②隨pH的增加，各重金屬含量亦有不同程度地降低，尤其是Z

7、n和Cd，pH增加到8.30時(shí)，含量?jī)H分別為淡水端含量的20％及40％左右。③隨SPM含量的增加，除Cr外，各重金屬含量均有不同程度地增加，尤其是Zn和Pb，SPM增加到427.3mg/L時(shí)，含量分別約為淡水端含量的45倍及8倍;SPM與Cr之間存在顯著的線性負(fù)相關(guān)關(guān)系，隨SPM含量的增加，Cr含量略有下降，但降幅不大，SPM增加到427.3mg/L時(shí)，Cr含量約為淡水端的80％。④隨TOC含量的增加，各重金屬含量均有不同程度的增加，尤

8、其是Cu、Zn和Cr。
　　 4．廈門灣九龍江口淡水端及大嶝島附近海水端樣品的混合實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在天然水體多因素的共同作用下，重金屬與鹽度、pH、SPM及TOC等環(huán)境因子之間仍存在相關(guān)性，但受其影響的程度與單個(gè)因素影響不同，表明廈門灣表層海水重金屬在天然水體，從河口向外海擴(kuò)散過(guò)程中，其含量受環(huán)境因子的影響作用是較為復(fù)雜的，遷移過(guò)程的規(guī)律具有復(fù)雜性。
　　 5．回歸分析廈門灣多年的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)得到的Cu、Cd、Cr回歸方程

9、能較好地模擬整個(gè)福建近海的實(shí)際情況，這三種重金屬元素與鹽度、pH、SPM之間存在良好的相關(guān)關(guān)系;Zn由于存在其它多個(gè)輸入來(lái)源，無(wú)法模擬整個(gè)福建近海的實(shí)際情況，需要根據(jù)整個(gè)福建近海的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬;Pb由于受到大氣沉降等的影響，與上述環(huán)境因子之間的規(guī)律性不明顯。
　　 6.2011年開(kāi)展的廈門灣表層沉積物重金屬形態(tài)分析研究結(jié)果表明:廈門灣表層沉積物中Cu以殘?jiān)鼞B(tài)為主，F(xiàn)e/Mn氧化物結(jié)合態(tài)亦較高;Pb以Fe/Mn氧化物結(jié)合態(tài)為主