福建主要濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)重金屬污染特征及評價.pdf

1、福建地處我國東南沿海，海岸線漫長，分布著大量的濱海濕地。這些濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)不僅為人類的生產(chǎn)和生活提供了多種資源，而且具有巨人的環(huán)境功能，在抵御洪水、調(diào)節(jié)徑流、蓄洪防早、調(diào)節(jié)氣候、控制土壤侵蝕等方面起著巨大作用。近年來隨著對濱海濕地開發(fā)利用規(guī)模的不斷加大，圍填灘涂造地和灘涂養(yǎng)殖等對濱海濕地的干擾加大，大量廢水廢渣直接排入濕地，導(dǎo)致南方濱海濕地的生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，極大地影響了濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)功能的發(fā)揮。岡此進(jìn)行南方濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)

2、重金屬污染的監(jiān)測研究，掌握南方濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)污染的定量數(shù)據(jù)已成為當(dāng)前環(huán)境科學(xué)界急需解決的重大課題。 由于長期以來對濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境功能重視不夠，缺乏對南方濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)污染的監(jiān)測和評價研究，特別是對南方濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)中與人體健康密切相關(guān)的重金屬污染狀況研究還是空白，缺少南方主要濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)污染的定量數(shù)據(jù)，由此導(dǎo)致了目前在南方濱海濕地保護(hù)和開發(fā)中盲目性較大，極大地影響了對南方濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)。有鑒_丁此，本

3、論文針對目前南方濱海濕地研究中存在的問題，采取全面踏查、典型調(diào)查和定位研究相結(jié)合的方法，選擇福建主要的濱海濕地類型(寧德三都灣濕地、福清福清灣濕地、莆田興化灣濕地、福州閩江河口濕地、泉州泉州灣濕地、漳州九龍江河口濕地)作為調(diào)查對象，分別對福建主要濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤和水體的重金屬(Cu、Pb、Ni、Zn、Cr、Cd、Mn)、pH、COD<,cr>、NH<,3>-N等污染指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)監(jiān)測，在此基礎(chǔ)上，分別運(yùn)用N．L.Nemerow綜合污染

4、指數(shù)、地累積指數(shù)法、Hakanson潛在生態(tài)危害指數(shù)法對福建主要濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)的污染狀況進(jìn)行評價，探討不同評價方法對濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)污染評價的可行性，為建立南方濕地污染預(yù)警體系和濕地資源的保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下： 1、福建主要濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤受到了不同程度的重金屬污染，不同濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤重金屬污染存在明顯差異。福建主要濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤Cu、Pb、Ni、zn、cr、Cd和Mn平均含量分別是福建土壤背景

5、值的1.91、4.02、4.27、2.73、1.02、11.67和3.37倍，其中Cd超標(biāo)最為明顯；濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)中不同重金屬含量差別較大，其中Mn的極差接近2349mg/kg，Cu、Pb、Ni、zn、Cr、Cd的極差分別為429、569、181、529、72和2.6mg/kg：福建主要濱海濕地土壤中Cu、Pb、Ni、Zn、Cr、Cd和Mn含量的變異系數(shù)均超過40％，其中Cu的變異系數(shù)超過100％，表明不同濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤的重金屬

6、污染變化幅度較大。 2、對福建主要濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤重金屬污染指標(biāo)進(jìn)行的聚類結(jié)果表明：當(dāng)采用0-1系統(tǒng)聚類時，可將福建6個主要濱海濕地分為三類，第一類為福清灣濕地、三都灣濕地和閩江河口濕地，這三個濕地位于臺灣海峽上游：第二類為泉州灣濕地和興化灣濕地，位于臺灣海峽中游，處于整個污染物的中間過渡區(qū)：第三類為九龍江河口濕地，從地理位置上看九龍江河口濕地處于臺灣海峽下游。當(dāng)采用R型因子聚類時，可將福建濱海濕地重金屬污染類型分為三類，

7、第一類為Cu污染，第二類為Pb、Ni和Mn污染；第三類為Cr、Cd和Zn的復(fù)合污染。 3、對福建主要濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤重金屬污染的相關(guān)分析表明：福建不同濱海濕地土壤重金屬污染均不是單一重金屬污染類型，而是存在不同程度的重金屬復(fù)合污染，Cu和Pb、Cu和Mn、Cu和Cr、Cr和Mn的相關(guān)性顯著(p>0.05)，其中Cu和Pb呈負(fù)相關(guān)，Mn和Ni、Ni和Pb的相關(guān)性達(dá)極顯著(p>0.01)；福建不同濱海濕地土壤重金屬可浸提態(tài)含

8、量之間相關(guān)性隨浸提液的種類和重金屬的不同而不同，不同重金屬元素之間的相關(guān)性多為極顯著。當(dāng)采用DTPA浸提時，除Cr外，Cu與其它重金屬的差異均達(dá)極顯著水平，與用HCL浸提液提取Cu的結(jié)果類似，說明重金屬Cu的可浸提態(tài)與其它重金屬多呈復(fù)合污染。 4、利用DTPA(二乙三胺五乙酸)和HCL兩種不同浸提劑提取土壤重金屬研究中發(fā)現(xiàn)：福建濱海濕地土壤各種重金屬的可提取態(tài)受土壤化學(xué)成分的影響較大，不是一個穩(wěn)定的參數(shù)，不同提取劑提取的有效量

9、無法統(tǒng)一。DTPA可浸提態(tài)平均值占全量平均值的0.76％～7.94％，而HCL可浸提態(tài)含量平均值占全量平均值的3.21％～36.55％，因重金屬和浸提液的種類不同而異：不同浸提液(DTPA、HCL)對同一種重金屬的浸提量也呈現(xiàn)不同的變化規(guī)律；不同浸提液提取重金屬含量與重金屬全量的比值隨浸提液種類和重金屬的不同而存在較大差別，福建主要濱海濕地土壤重金屬HCL，可浸提態(tài)含量與福建土壤背景值的比值均大于DTPA可浸提態(tài)含量與之的比值，這表明用

10、不同浸提液提取重金屬隨浸提液種類不同而不同，用HCL浸提液提取濱海濕地土壤重金屬的提取量比用DTPA提取量相對較大。 5、對福建主要濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)水體污染的監(jiān)測表明：福建濱海濕地水體的Pb、Ni和cr均超過海水水質(zhì)Ⅳ級標(biāo)準(zhǔn)，分別是海水水質(zhì)Ⅳ級標(biāo)準(zhǔn)的7.6、2.5和30倍，其中Cr超標(biāo)相對較嚴(yán)重．其它重金屬沒有超標(biāo)。不同濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)重金屬污染程度存在明顯著異，其中三都灣濕地水體Cu、Pb、Cd和Mn含量為0.0647、0.

11、8619、0.1730、0.9256g/L，污染程度均居其它濕地首位；Ni污染最嚴(yán)重的是泉州灣濕地，達(dá)到0.3109mg/L，污染最輕的是興化灣濕地，為0.0289mg/L；zn污染最嚴(yán)重的是興化灣濕地，閩江河口濕地Zn污染最輕，分別為0.5079mg/kg和0.0931mg/L。COD<,cr>變動幅度為2.97～765.20mg/L，其中污染程度最重的濕地為興化灣濕地，達(dá)到765.20mg/L，NH<,3>-N污染最嚴(yán)重的為福清灣濕

12、地，含量為5.838mg/L，閩江河口濕地水樣的COD=．和NH<,3>-N污染相對最低：水樣pH值相對差別不大，基本處于6.5～8.0之間；水樣溫度一般處于10～20℃之間，均達(dá)到海水水質(zhì)規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，沒有超標(biāo)。 6、對閩江河口濕地生態(tài)系統(tǒng)水體污染一年的定位動態(tài)監(jiān)測表明：閩江河口濕地生態(tài)系統(tǒng)水體重金屬含量呈現(xiàn)出一定的季節(jié)分布規(guī)律，2～4月Cu、Pb、Ni、Zn、cr、Cd、Mn均呈上升趨勢，5～7月達(dá)到最高值，隨后開始逐漸

13、下落，整體上表現(xiàn)為中間高、兩頭低的趨勢，說明福建閩江河口濕地生態(tài)系統(tǒng)重金屬污染季節(jié)變化明顯，受上游來水成分及降雨等因素的影響較大。 7、利用Hakanson潛在生態(tài)危害指數(shù)法對福建主要濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤重金屬的評價表明：從單個重金屬的潛在生態(tài)危害參數(shù)看，不同污染物對生態(tài)風(fēng)險影響程度的大小排序?yàn)椋篊d>Ni>Pb>Cu>Zn>Cr，其中Cd屬于極強(qiáng)污染，其余屬微弱污染：從不同重金屬的綜合潛在生態(tài)危害指數(shù)來看，福建主要濱海濕地潛

14、在生態(tài)危害指數(shù)RI=407.93，介于300≤RI<600，為于強(qiáng)污染，不同濱海濕地的污染程度表現(xiàn)為：興化灣濕地>三都灣濕地>福清灣濕地>泉州灣濕地>九龍江濕地>閩江河口濕地。 8、利用不同污染評價方法對福建濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤重金屬污染的評價表明：N．L．Nememw綜合污染指數(shù)中的單因子污染指數(shù)P<,ij>，只能表明某一重金屬是否受污染，其受污染的程度該評價方法未作出表述；地累積指數(shù)法更能詳細(xì)地表明某一重金屬受污染的程度和

15、污染級別，但缺乏對整體評價判別：Hakanson潛在生態(tài)危害指數(shù)法單個重金屬潛在生態(tài)富集系數(shù)(c<'i>f)和潛在生態(tài)風(fēng)險參數(shù)(E<'i>r)克服了這一點(diǎn)，它可以定量地反映某一特定環(huán)境中單種及多種污染物造成的污染程度，是評價濱海濕地土壤污染相對較理想的一種評價方法。 9、利用主成分分析法對福建主要濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)水體11項(xiàng)指標(biāo)的分析表明：11項(xiàng)單項(xiàng)指標(biāo)可歸結(jié)為四個主成分，其代表了福建主要濱海濕地水體污染指標(biāo)全部信息的97.17