论文部分内容阅读
目前环境中重金属主要来源于工业革命以后人为活动,其中大部分环境中重金属污染物通过地表径流和大气沉降进入到海洋中,海洋为人类提供了生产生活资源的同时,也承载着来自陆地的重金属污染物。重金属作为典型的累积性污染物,具有显著的生物毒性和持久性,对海洋生态环境构成潜在威胁,由于重金属具有生物累积性,通过食物链富集作用最终影响到人类健康。长江口是中国第一大河口,同时长江三角洲经济圈作为我国经济最发达的地区之一,随着长江流域人口的增长及经济的发展,长江口及附近海域污染情况备受关注,马鞍列岛位于长江口南部浙江省舟山市,属国家级海洋特别保护区,该海域具有丰富的海洋生物资源,独特的岛礁地貌和潮间带湿地生态系统。本次研究以长江口外海海域表层沉积物7种重金属（Cd、Cu、Zn、Pb、Cr、As、Ni）数据为基础,重点研究了位于浙江舟山马鞍列岛海域表层和垂向沉积物重金属分布特征与pH值、氧化还原电位（Eh）、粒度（D[3,2]）等地球化学指标之间的关系,同时结合富集因子系数（EF）、地累积指数法(Igeo)、聚类分析等方法探索了长江口及马鞍列岛海域沉积物中重金属的污染特征及其来源,较系统地分析了该海域沉积物重金属的形态组成及其潜在生态风险,以期为该海域生态环境修复,海洋资源的开发利用提供科学依据,主要研究结论归纳如下:（1）研究区表层沉积物重金属分布规律显著,长江口外海表层海域沉积物呈中性-弱酸性,属氧化环境,马鞍列岛海域其表层沉积物呈中性-弱碱性,属还原环境。pH值呈现远海岸>近海岸。从横向分布上,马鞍列岛表层沉积物粒度组成（D[3,2]）近岛礁区域以粉砾和粘粒为主,远岛礁区域以砂砾和粉砾为主,从纵向分布上,马鞍列岛海域柱状沉积物粒度组成（D[3,2]）以细粉砂粒为主.（2）长江口外海域中沉积物7种重金属Cr、As、Ni、Zn、Pb、Cu、Cd的总量,除部分长江口外海域Cd含量符合我国海洋沉积物质Ⅱ类标准,其余均满足我国海洋沉积物质量I类标准。总体上,长江口外海域及马鞍列岛海域重金属含量的平均值大小排列依次为:Zn>Cr>Ni>Pb>Cu>As>Cd,呈近近海高外海低,近岛礁高于远岛礁。（3）长江口外海域表层沉积物重金属Cd、Cu、Zn、Pb以次生相为主要赋存形态,Cr、As、Ni以原生相为主要赋存形态。马鞍列岛海域与长江口外海域表层沉积物重金属形态特征具有一致性,在马鞍列岛海域沉积物重金属中Cd以可交换态及碳酸盐结合态（F1）以及有机物及硫化物结合态（F3）为主要赋存形态,Zn、Pb、Cu以铁锰氧化物结合态（F2）为主要赋存形态,而Cr、As、Ni以残渣态为主要赋存形态。马鞍列岛柱状沉积物重金属的含量总体上随深度呈锯齿状波动,在0.5m和2.0m时达到极值,重金属Cd以次生相为主,可交换态及碳酸盐结合态（F1）、Fe/Mn氧化物结合态（F2）及有机物及硫化物结合态（F3）三种形态百分组成基本相当,其余6种重金属均以残渣态为主要赋存形态,7种重金属有效态垂直变化趋势具有周期性和一致性。（4）通过空间污染状况分析发现,长江口外海域沉积物中重金属富集顺序:Cd>Cu>Ni>Pb>Zn>Cr>As,Cu、Cd、Zn和Pb存在陆源或人为活动影响,其中Cd、Cu存在明显富集污染现象,Zn、Pb人为来源尚未达到富集污染程度,Cr、As、Ni与马鞍列岛一致主要是自然沉积的结果。而马鞍列岛海域沉积物7种重金属的富集程度顺序为:Cd>Cu>Ni>Zn>Pb>Cr>As,综合马鞍列岛表层、柱状沉积物空间污染状况分析发现,Cu、Cd在受人为活动影响较大的近岛礁区存在富集污染现象,其它重金属则主要表现为天然来源。总体上,长江口外海域Cd、Cu的生态风险程度最高,对水生生物具有较大的毒性影响,应当引起重视,马鞍列岛国家级特别海洋保护区沉积物重金属污染程度较低,生态环境保护与地质修复效果较好。