渤海重金屬污染狀況及對典型浮游植物生長影響初步分析.pdf

1、渤海是我國最大的內(nèi)海，是一個半封閉的陸架邊緣海，海水交換能力較弱，海區(qū)自凈能力差，隨著近20年來環(huán)渤海地區(qū)經(jīng)濟的高速發(fā)展，排入渤海海域的重金屬污染物質(zhì)總量不斷增加，造成渤海環(huán)境質(zhì)量急劇惡化。因此，目前渤海海區(qū)重金屬污染狀況如何、渤海的浮游植物生長是否會受重金屬污染物的影響以及影響程度有多大已成為亟需解決的科學(xué)問題。本論文針對這一海洋生態(tài)環(huán)境的熱點問題，通過開展渤海海域重金屬的海上現(xiàn)場調(diào)查、實驗室模擬實驗建立營養(yǎng)鹽影響因子存在下重金屬對浮

2、游植物影響的生長模型等工作，對該海域重金屬污染物的分布變化規(guī)律、重金屬對海域浮游植物生長的影響進行了研究。主要工作及結(jié)論如下： 1.通過2002年8月和2003年8月兩次渤海大面航次調(diào)查，系統(tǒng)分析了溶解態(tài)重金屬Pb、Cu、Cd、Hg、As、Zn的平均濃度和平面分布，并結(jié)合沿岸文獻報道濃度值分析歸納了整個渤海海區(qū)重金屬的污染現(xiàn)狀。 1.12003年調(diào)查海區(qū)6種溶解態(tài)重金屬的平均濃度值均比2002年低，這與國家海洋局的199

3、8-2003年渤海沿岸重金屬濃度調(diào)查結(jié)果所表明的趨勢相一致。渤海重金屬污染的來源主要是陸源輸入，包括河流徑流、工業(yè)廢水、生活污水和農(nóng)藥化肥等。隨著沿岸各省市地區(qū)對環(huán)境質(zhì)量的重視和治理，對排海廢水的總量控制，如“渤海碧海行動計劃”“渤海整治計劃”的有效執(zhí)行，渤海重金屬污染得到了一定的控制，污染狀況有所好轉(zhuǎn)。 1.2以國家海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為衡量基準(zhǔn)，綜合分析沿岸和調(diào)查海區(qū)重金屬濃度，可以看出調(diào)查海區(qū)的污染不嚴(yán)重，而沿岸重金屬污染比較嚴(yán)重

4、；渤海典型重金屬污染是Pb和Hg，而Cu、Cd、Zn、As在局部海域有超標(biāo)站位。 1.3渤海海區(qū)2002和2003年P(guān)b、Cu、Cd、Hg、As和Zn平均濃度的平面分布圖表明，重金屬高值區(qū)主要出現(xiàn)在受人類活動影響較大的三大海灣和河流的入?？谝约爸行暮^(qū)的西部(秦皇島附近海域)和東北部(復(fù)州灣附近海區(qū))。比較3個水深層次分布規(guī)律，可以看出：表層的重金屬高值區(qū)一般出現(xiàn)在近岸，主要是三個海灣和河口區(qū)域；中層高值區(qū)主要在中心海域；而底層

5、的分布相對比較復(fù)雜。 2.在實驗室模擬條件下，通過研究重金屬對海洋浮游植物生長的影響，利用浮游植物生長速率參數(shù)和重金屬濃度變化關(guān)系式以及浮游植物終止生物量和重金屬濃度變化關(guān)系式，建立了營養(yǎng)鹽影響因子存在下重金屬影響下海洋浮游植物生長模型，描述了變化的營養(yǎng)鹽環(huán)境中重金屬對浮游植物生長的影響。 2.1采用實驗室一次培養(yǎng)實驗，研究了f/2營養(yǎng)液條件下Pb、Cu、Cd、Hg、Zn、Cr6種重金屬對5種赤潮藻和3種餌料藻生長的影響

6、，結(jié)果表明：高濃度的重金屬抑制浮游植物的生長，低濃度的某些重金屬可能促進浮游植物生長。在應(yīng)用Logistic生長模型的基礎(chǔ)上引入重金屬濃度項，建立重金屬對浮游植物生長影響的模型來描述重金屬存在下海洋浮游植物的生長過程。其中Lorentz方程可以描述重金屬濃度變化對浮游植物生長速率參數(shù)的影響，而GaussAmp方程可以描述重金屬濃度變化對浮游植物終止生物量的影響。 2.2在不同營養(yǎng)鹽條件下，研究了Pb、Cu、Cd、Hg、Zn、Cr

7、6種重金屬對渤海典型浮游植物旋鏈角毛藻和中肋骨條藻生長的影響，結(jié)果表明：高濃度的重金屬抑制旋鏈角毛藻和中肋骨條藻生長，低濃度某些重金屬可能促進其生長；營養(yǎng)鹽濃度的改變直接影響重金屬對浮游植物生長抑制率的大小。在重金屬對浮游植物生長影響的模型的基礎(chǔ)上引入營養(yǎng)鹽影響因子，建立了描述變化的營養(yǎng)鹽環(huán)境中重金屬對浮游植物生長影響的模型，應(yīng)用該模型可以準(zhǔn)確描述營養(yǎng)鹽影響因子存在下重金屬對浮游植物影響下的生長情況。 3.在渤海重金屬污染狀況的

8、基礎(chǔ)上，本論文應(yīng)用營養(yǎng)鹽影響因子存在下重金屬對浮游植物生長影響的模型，初步分析估計了2002、2003年渤海海區(qū)重金屬Pb、Hg、Cu、Cd、Zn對2種典型浮游植物旋鏈角毛藻和中肋骨條藻生長的影響以及影響程度。結(jié)果表明，渤海2002、2003年夏季營養(yǎng)鹽濃度下，重金屬Pb和Zn對旋鏈角毛藻生長表現(xiàn)出一定的促進作用。其中，沿岸2002年濃度最高的營口海域的Pb(24μg·dm-3)對旋鏈角毛藻生長的促進率達到了5％左右。此外，3種濃度的重