吳祥慶，黎小正，蘭柳春，廖永志

（廣西漁業(yè)病害防治環(huán)境監(jiān)測和質量檢驗中心，廣西 南寧 530021）

廣西防城珍珠港珍珠養(yǎng)殖區(qū)表層沉積物重金屬污染評價

吳祥慶，黎小正，蘭柳春，廖永志

（廣西漁業(yè)病害防治環(huán)境監(jiān)測和質量檢驗中心，廣西 南寧 530021）

分析了防城珍珠港養(yǎng)殖區(qū)表層沉積物中重金屬(Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As )含量的分布特征，并采用海洋沉積物質量國家標準和地積累指數(shù)法評價了該養(yǎng)殖區(qū)沉積物中重金屬污染。結果表明：該養(yǎng)殖區(qū)表層沉積物重金屬含量均達到一類海洋沉積物質量標準；重金屬污染程度基本上屬無污染。

沉積物；重金屬；地積累指數(shù)；珍珠港

Abstract：The distribution characteristics of heavy metals(Cu，Pb，Zn，Cd，Hg)in surface sediments of Pear Bay culture zone have been analyzed．National marine sediment quality standard and index of geo-accumulation were used to assess heavy metals pollution degree．The results showed that the contents of the heavy metals in surface sediments of the culture zone were the first-class standard of the marine sediment quality.The heavy metals pollution was essentially non-polluted.

Keywords：sediments; heavy metals; Index of geo-accumulation; Pearl Bay

防城港市珍珠港位于防城區(qū)白龍半島西側，全港面積 90多平方千米，自東北向西南延伸，呈橢圓形，南部開口與北部灣相連。珍珠港內潮流暢通、水質清澈，以盛產(chǎn)珍珠而得名。這里養(yǎng)殖馬氏珠母貝（又稱合浦珍珠貝）生產(chǎn)珍珠的歷史悠久，曾是中國海水珍珠重要生產(chǎn)地。目前，由于受珍珠貝種質、環(huán)境（外來污染和氣候變化等）和市場變化等多種因素的影響，養(yǎng)殖珍珠貝的數(shù)量越來越少。2008年1月，國家已批準《廣西北部灣經(jīng)濟區(qū)發(fā)展規(guī)劃》，許多重大工業(yè)項目（鋼鐵廠、火電廠和紙漿廠等）即將開工建設，對環(huán)境的壓力必將進一步加大，重金屬類污染物必將會隨之增加。重金屬污染物在水體中不易被降解，其大多數(shù)均能迅速地與懸浮物和沉積物結合，而結合到懸浮物中的重金屬最終也會進入沉積物中。在水－沉積物體系中，沉積物是污染物比較穩(wěn)定的歸宿，也是與水體進行物質交換的界面，許多物理化學過程和生物化學過程都通過這個界面進行。沉積物中某些化學成分的含量及其變化常被作為衡量環(huán)境變化過程的重要因素。因此，開展珍珠港養(yǎng)殖區(qū)表層沉積物中重金屬污染監(jiān)測與評價，可為更好地保護珍珠養(yǎng)殖區(qū)，為珍珠港區(qū)工程項目的環(huán)境評價和合理開發(fā)提供科學的基礎數(shù)據(jù)。

本文以珍珠港養(yǎng)殖區(qū)海域表層沉積物為主要研究對象，根據(jù)重金屬的環(huán)境化學行為特點，依據(jù)2006—2008年該水域環(huán)境常規(guī)監(jiān)測結果，對該養(yǎng)殖區(qū)表層沉積物中重金屬元素Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As的含量分布規(guī)律進行了研究，并利用德國海德堡大學沉積物研究所科學家 Müller[1]提出的地積累指數(shù)（Igeo）法對重金屬污染程度進行評價。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與處理

根據(jù)研究區(qū)海域珍珠養(yǎng)殖狀況，表層沉積物采樣共設置了3個站位，分別為1＃（古硯嘴）、2＃（雙墩）、3＃（國營珍珠場）站位（見圖1）。于2006年、2007年和2008年夏季（5月）、秋季（9月），分別對上述3個監(jiān)測點進行采樣分析。沉積物的采集、貯存與運輸均按照《海洋監(jiān)測規(guī)范（GB 17378.3-1998）》第3部分[2]中的相關方法進行。樣品采集后及時帶回本中心實驗室貯存、檢測分析。

圖1 珍珠港養(yǎng)殖區(qū)監(jiān)測站位Fig.l Monitoring stations in the culture zone of Pear Bay

1.2 樣品檢測與分析儀器

沉積物樣品的消解及檢驗方法依照《海洋監(jiān)測規(guī)范（GB 17378.5-1998）》第5部分：沉積物分析[3]所示方法進行。沉積物中Cu、Zn、Pb、Cd元素的檢測儀器為SOLAAR M6原子吸收分光光度計(美國熱電公司)，檢出限分別為2 mg/kg（石墨爐法為0.5 mg/kg），6 mg/kg，3 mg/kg，0.04 mg/kg；Hg 和As的檢測儀器為AF2300E雙道原子熒光光度計（北京海光公司），檢出限分別為 0.002 mg/kg，0.04 mg/kg。分析所用的其他儀器有MARS5微波消解儀（美國CEM公司）、超純水儀(美國Millipore公司)和數(shù)字溫控電熱板等。

2 結果與討論

2.1 重金屬含量

防城珍珠港養(yǎng)殖區(qū)表層沉積物中重金屬含量見表1。結合圖1，可以看出，Cu、Zn、Pb、Cd、As的平均含量從低到高順序為 1＃（古硯嘴）＜2＃（雙墩）＜3＃（國營珍珠場）,而Hg的平均含量為2＃點最高，尤其是2008年9月采集的樣品，含量達到 0.303 mg/kg，超過《海洋沉積物質量(GB 18668-2002)》[4]Hg的一類標準值。研究表1，在同一采樣點，夏、秋季節(jié)采樣，監(jiān)測結果并沒有規(guī)律性分布。3＃點，除Hg的平均含量外，Cu、Zn、Pb、Cd、As平均含量均高于另 2個監(jiān)測點，原因可能是由于該監(jiān)測站位靠近白龍尾碼頭，碼頭日常的生產(chǎn)作業(yè)導致水域受到了污染。該碼頭長期停泊的貨船較多，其中有較多是裝載越南煤炭的船只。據(jù)國內有關中國煤成分中重金屬含量的報道[5-7]，煤中重金屬Cu、Zn、Pb、Cd、Hg 、As的含量較高，裝卸作業(yè)中進入水體的煤，其含有的重金屬污染物在最終沉積物中累積下來。

表1 珍珠港表層沉積物中重金屬含量Tab.1 Concentration of heavy metals in the surface sediment of Pearl Bay

根據(jù)《海洋沉積物質量(GB 18668-2002)》[4]一類標準，沉積物中重金屬Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As含量在各監(jiān)測站位的平均值，均遠小于標準值，超標率為0%。

2.2 重金屬污染評價

2.2.1 評價方法 根據(jù)防城珍珠港養(yǎng)殖區(qū)表層沉積物的檢測結果，采用地積累指數(shù)法來評價該監(jiān)測區(qū)沉積物的重金屬污染。地積累指數(shù)（Igeo）是德國海德堡大學沉積物研究所科學家 Müller[1]提出的一種研究水環(huán)境沉積物重金屬污染的定量指標。其不僅考慮到人為污染因素、環(huán)境地球化學背景值等，特別是注意到自然造巖作用可能引起背景值變動的因素(常數(shù))。計算公式如下：

式中，Cn是指元素n在沉積物中的含量(指質量比，實測值)，mg／kg；BEn是指重金屬地球化學背景值，mg／kg；常數(shù) 1.5，是由于考慮到成巖作用可能會引起背景值的變動。地積累指數(shù)共分為7級，即 0～6級，表示污染程度由無至極強。最高一級（6級）的元素含量可能是背景值的幾百倍。表 2列出了采用中國陸殼豐度值作為重金屬地球化學背景值[8]，表3列出了地積累指數(shù)(Igeo)與污染程度的關系[9]。

表2 重金屬地球化學背景值Tab.2 Geo-chemical background vaIues of heavy metals

表3 地積累指數(shù)(Igeo)與地積累污染級數(shù)Tab.3 Index of geo-accumulation(Igeo)and the pollution grades

2.2.2 評價結果 本文選取 Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As6種重金屬元素來評價防城珍珠港養(yǎng)殖區(qū)海域表層沉積物中重金屬污染程度，重金屬地球化學背景值為參照值，結果列于表 4。結果表明，3個監(jiān)測點的Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As的地積累指數(shù)(Igeo)均較小，Cu、Zn、Cd、Hg的Igeo均小于0，Pb和Hg的Igeo值在0～1之間；地積累指數(shù)(Igeo)最大值出現(xiàn)在國營珍珠場（3＃）監(jiān)測點，As的Igeo為0.77。

古硯嘴（1＃）監(jiān)測點，Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As的Igeo均小于0，依據(jù)表3判斷，地積累指數(shù)的級別為0，污染程度屬無污染。

雙墩（2＃）監(jiān)測點，Cu、Zn、Pb、Cd、Hg的Igeo均小于0，地積累指數(shù)的級別為0，污染程度屬無污染；As的Igeo值為0.68，在0～1之間，地積累指數(shù)的級別為1，污染程度屬“無～中”級。

國營珍珠場（3＃）監(jiān)測點，Cu、Zn、Cd、Hg的Igeo均小于0，地積累指數(shù)的級別為0，污染程度屬無污染；Pb和As的Igeo值分別為0.37和0.77，在0～1之間，地積累指數(shù)的級別為1，污染程度屬“無～中”級。

從整體上看，3個監(jiān)測點的重金屬污染程度依次為1＃＜2＃＜3＃。從Igeo值看，3個監(jiān)測站點中，雙墩（2＃）和國營珍珠場（3＃）As的Igeo級別均是1，表明重金屬 As是該養(yǎng)殖區(qū)的主要污染因子，這與廉雪瓊[10]報道的 2000年廣西近岸海域沉積物中重金屬污染物砷的監(jiān)測結果一致。與深圳蛇口漁港、福建淺海、天津海域、錦州灣等海區(qū)相比，上述幾個海區(qū)中Pb的Igeo值為1級或2級，鉛污染程度屬“無～中”或“中”級，而不存在砷污染。

表4 珍珠港沉積物重金屬的地積累指數(shù)(Igeo)和級別Tab.4 Index of geo-accumulation (Igeo)and the pollution grades of sedimentary heavy metals in Pearl Bay

表5 國內不同海區(qū)沉積物中重金屬的地積累指數(shù)級別的比較Tab.5 Comparison of the pollution grades of geo-accumulation (Igeo)of sedimentary heavy metals in different regions of China

3 結 論

3.1 防城珍珠港養(yǎng)殖區(qū)表層沉積物質量狀況良好，重金屬Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As的含量均符合《海洋沉積物質量標準(GB 18668-2002)》第一類標準要求。

3.2 該養(yǎng)殖區(qū)沉積物重金屬Cu、Zn、Pb、Cd、As的含量中，國營珍珠場（3＃）站點，除Hg的平均含量外，Cu、Zn、Pb、Cd、As平均含量均高于另2個監(jiān)測點，主要受到碼頭煤炭裝卸作業(yè)影響，應引起有關部門的注意。

3.3根據(jù)地積累指數(shù)（Igeo）法所得到的評價結果，表明：該養(yǎng)殖區(qū)表層沉積物中重金屬的污染程度基本上屬無污染。

致謝：參加該項工作的還有楊姝麗、陳靜、吳明媛、韋信賢、秦振發(fā)等。

[1]Müller G.Index of geoaccumulation in sediments of the Rhine River[J].Geojoumal,l969,2: 108-l18.

[2]GB 17378.3 [s].《海洋監(jiān)測規(guī)范》第3部分: 樣品采集、貯存與運輸方法.

[3]GB 17378.5 [s].《海洋監(jiān)測規(guī)范》第5部分: 沉積物分析.

[4]GB 18668-2002 [s].海洋沉積物質量.

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Assessment on the heavy metals pollution in surface sediments of pearl culture zone of Pearl Bay in Fangcheng City

WU Xiang-qing,LI Xiao-zheng,LAN Liu-chun,LIAO Yong-zhi
(Fisheries Disease Prevention Environmental Monitoring and Quality Testing Center of Guangxi,Nanning 530021,China)

X820.3；X55

A

1001-6932(2010)05-0584-04

2009-03-25 ；

2009-10-23

廣西科技攻關項目（桂科攻0718003-3-14）

吳祥慶（1977－），男，工程師，學士，主要從事漁業(yè)生態(tài)環(huán)境和水產(chǎn)品檢測技術研究。電子郵箱：wuxiangqing19@163.com

黎小正，電子信箱：lixz@tom.com