福建近海重金屬分布特征、形態(tài)分析與地球化學(xué)過程.pdf

1、海洋中重金屬具有來源廣、毒性大、潛伏期長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源，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)M及多年實(shí)測數(shù)據(jù)的擬合，探討影響其分布的因素以及遷移過程。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、長時(shí)

2、間的全國性近海海洋綜合調(diào)查與評(píng)價(jià)（國家“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源。結(jié)果表明:①福建近海表層海水重金屬主要來源于徑流輸入、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)吸附解吸帶來的影響。②福建近海表層沉積物重金屬主要來自有機(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主要來源于有機(jī)物質(zhì)降解;Cr主要來源于工業(yè)、生活污水的排放;Pb主要來源于有機(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)，含量僅約為淡水端含量的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)，含量僅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)輸入來源，無法模擬整個(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