劉 明,張愛濱,范德江*,鄧聲貴,王 亮,張喜林,趙全民 (.中國海洋大學(xué)海底科學(xué)與探測(cè)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 青島 6600；.國家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心,遼寧 大連 603)

近岸海域是海陸交互作用的重要地帶,也是人類活動(dòng)最為活躍的地帶,是人類活動(dòng)產(chǎn)生的重金屬等污染物質(zhì)的重要聚積區(qū).近岸海域沉積物中重金屬的研究具有十分重要的意義,一方面沉積物中的重金屬通過水-沉積物的交換反應(yīng)在液相與固相間遷移,影響水體的環(huán)境質(zhì)量;另一方面大多數(shù)重金屬化合物為非降解型有毒物質(zhì),生態(tài)效應(yīng)的濃縮和累積作用使其沿食物鏈被生物體吸收、富集,最終成為生命體積累和慢性中毒的源頭[1].同時(shí),沉積物中重金屬的含量可以判斷研究區(qū)受污染的程度,其含量的水平分布可以追蹤污染源,了解其擴(kuò)散范圍,甚至可以作為陸源物質(zhì)的示蹤元素[2].近年來國內(nèi)外許多學(xué)者開展了河口及海灣底質(zhì)沉積物環(huán)境質(zhì)量的研究,并試圖對(duì)沉積物中重金屬的污染程度進(jìn)行評(píng)價(jià)[2-15].

渤海是一個(gè)半封閉的陸架邊緣海,僅以渤海海峽與黃海相通.每年有1.3×109t的泥沙由黃河、海河、灤河、遼河等注入;同時(shí),環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈的快速發(fā)展,大量的污染物質(zhì)通過河流、沿岸排污口及大氣沉降等途徑進(jìn)入渤海,其近岸海域陸源污染物約占入海污染物總量的 87%[3].本研究擬通過對(duì)渤海中部表層沉積物中重金屬元素含量和空間分布的研究,旨在豐富該區(qū)陸海相互作用特征,加深認(rèn)識(shí)人類活動(dòng)對(duì)近海特別是半封閉陸表海的影響,為合理利用和開發(fā)海上資源、加強(qiáng)污染防治及渤海的可持續(xù)開發(fā)利用提供一定的理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)和樣品采集

樣品采集于2006年8月,使用挖泥斗獲得,共計(jì)386個(gè)樣品.采集范圍覆蓋了渤海灣中北部、渤海中央盆地(中央泥質(zhì)區(qū))的一部分、渤中淺灘的一部分及遼東灣南部遼東半島沿岸海域,具體站位見圖 1.樣品采集后裝入聚乙烯瓶中帶回實(shí)驗(yàn)室待測(cè).

圖1 底質(zhì)沉積物采樣站位示意Fig.1 The locations of sampling sites

1.2 重金屬元素分析

重金屬元素測(cè)試采用能量色散型臺(tái)式偏振X熒光光譜儀(德國 SPECTRO 公司)完成.將測(cè)試的樣品在106°C下烘干過夜,取4～5g克研磨至65μm,裝入直徑為32mm的聚乙烯樣品杯內(nèi)壓實(shí),保證底面絕對(duì)壓平,之后上機(jī)測(cè)試.

采用的測(cè)試方法為TurboQuant-Geo[16],測(cè)試過程中通過水系沉積物國家標(biāo)準(zhǔn) GBW 07315 (GSMS-2)[17]和平行樣進(jìn)行質(zhì)量控制,每分析 10個(gè)樣品中加1個(gè)標(biāo)樣、1個(gè)平行樣.對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的多次重復(fù)測(cè)試表明,Cu、Pb、Zn、Cr、V、Ni相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在分別為 1.20%、1.64%、1.28%、4.12%、10.53%、1.39%;相對(duì)誤差分別為13.23%、14.7%、18.18%、10.58%、39.93%、10.04%.對(duì)平行樣分析結(jié)果比較顯示,各元素的絕對(duì)誤差均較小,分別為2.27,1.06,1.01,9.01,7.63,1.38μg/g.

2 結(jié)果與討論

2.1 表層沉積物中重金屬元素含量和空間分布

由表 1和圖 2可見,Cu含量為 2.88～39.70μg/g之間,平均 22.50μg/g.在海河口及天津沿岸附近、渤海灣中部、渤海中央泥質(zhì)區(qū)的含量較高;其次是遼東半島近岸區(qū)域,高含量區(qū)呈平行于岸邊的條帶狀或者斑狀分布;在研究區(qū)的東部渤中淺灘和渤海灣北部的含量較低.最低點(diǎn)位于渤海灣北部,最高值出現(xiàn)在中部泥質(zhì)區(qū).該元素標(biāo)準(zhǔn)偏差為8.93%,站間差異較小.

表1 研究區(qū)重金屬元素含量的統(tǒng)計(jì)特征Table 1 The statistic characters of heavy metals concentrations in study area

Pb含量為 10.33～48.20μg/g,平均 24.26μg/g.該元素的含量整體較高,渤海灣北部和研究區(qū)東部的渤中淺灘含量較低,在20μg/g以下外;其余海域的含量均較高,多在25μg/g以上.最低點(diǎn)位于渤海灣北部,最高值出現(xiàn)在大連北部沿岸海域.Pb含量的標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.98%,站間差異也較小.

Zn含量為15.76～110.10μg/g,平均64.27μg/g.其分布較為雜亂,在渤海灣北部和研究區(qū)的東部渤中淺灘含量較低;遼東半島近岸區(qū)域含量較高,高含量區(qū)域呈斑塊狀分布,大連南北兩岸含量相對(duì)較高;在海河口及天津沿岸附近、渤海灣中部、渤海中央泥質(zhì)區(qū)的含量最高.最低點(diǎn)出現(xiàn)在研究區(qū)東部的渤中淺灘砂質(zhì)區(qū),最高值出現(xiàn)遼東半島沿岸長(zhǎng)興島附近海域.該元素的標(biāo)準(zhǔn)偏差較大,為 19.60%,站間差異較大.

圖2 表層沉積物Cu、Pb、Zn、Cr、V、Ni含量分布Fig.2 The concentrations of Cu, Pb, Zn, Cr, V, Ni in surface sediments單位為μg/g

Cr含量為13.18～93.56μg/g,平均59.66μg/g.渤海灣北部和研究區(qū)東部含量較低;在海河口及天津沿岸附近、渤海灣中部、渤海中央泥質(zhì)區(qū)含量較高,遼東半島近岸區(qū)域含量也較高但分布不均勻.最低點(diǎn)在渤海灣北部,最高點(diǎn)在研究區(qū)的中部泥質(zhì)區(qū).該元素的標(biāo)準(zhǔn)偏差也較大,為 15.97%,站間差異也較大.

V含量為6.99～140.7μg/g,平均67.91μg/g.在渤海灣北部和研究區(qū)東部的渤中淺灘的含量較低;渤海中央泥質(zhì)區(qū)的含量最高;海河口及天津沿岸附近及遼東半島近岸區(qū)域的含量也較高.最低值出現(xiàn)在渤海灣北部,最高值出現(xiàn)大連南部附近海域.該元素的標(biāo)準(zhǔn)偏差為 18.54%,站間差異也較大.

Ni含量為 5.95～53.96μg/g,平均 30.57μg/g.該元素的分布與 Cu較為相似,在渤海灣北部和研究區(qū)東部的渤中淺灘含量較低;而在在海河口及天津沿岸附近、渤海灣中部、渤海中央泥質(zhì)區(qū)及遼東半島近岸區(qū)域的含量較高.最低點(diǎn)在渤海灣北部,最高點(diǎn)出現(xiàn)在河?？诟浇?該元素的標(biāo)準(zhǔn)偏差為13.01%,站間差異較大.

總體上各重金屬元素的含量在海河口及天津沿岸附近、渤海灣中部、渤海中央泥質(zhì)區(qū)及遼東半島近岸區(qū)域的含量較高,而在渤海灣北部和研究區(qū)東部的渤中淺灘含量較低.

2.2 渤海表層重金屬含量與國內(nèi)外部分海域的比較

與國內(nèi)外其他海域和河口的研究結(jié)果相比(表 2),研究區(qū)重金屬含量處于中等水平.該區(qū)重金屬水平與黃河口海域的含量最為接近,這與渤海中部沉積物主要來源于黃河有關(guān)[18];長(zhǎng)江口和珠江口的重金屬含量相對(duì)較高,可能是由于兩江流域尤其是三角洲地區(qū)經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá),重金屬排放較多引起的.

與國外的海灣和河口相比,研究區(qū)高于加拿大James灣和美國Egypt灣,低于其他海域,美國Narrangansett灣和英國Thames河口重金屬含量較高,污染較為嚴(yán)重.

表2 與國內(nèi)外部分河口海灣近岸沉積物重金屬濃度比較(μg/g)Table 2 The concentrations of heavy metals in surface sediments of estuaries/bays in the world (μg/g)

2.3 渤海重金屬來源分析

重金屬元素的來源一般有自然來源和人類活動(dòng)來源兩大類.Al2O3是大陸分化產(chǎn)物,在地殼中較穩(wěn)定,多數(shù)學(xué)者認(rèn)為鋁從大陸到海洋是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的元素,并將其作為海洋中陸源成分的指標(biāo)[4].Fe2O3與Al2O3具有類似的地球化學(xué)特性,常用來反映細(xì)顆粒物質(zhì)的遷移規(guī)律.

采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)軟件SPSS對(duì)重金屬元素以及Al2O3、Fe2O3和平均粒徑(Mz)之間進(jìn)行了Pearson相關(guān)性分析,結(jié)果見表3.各重金屬之間的相關(guān)性非常高,體現(xiàn)了它們相似的來源及遷移搬運(yùn)規(guī)律.各重金屬與Al2O3、平均粒徑之間也均有較好的相關(guān)性,表明了它們均以自然來源為主,并受到了沉積物粒度大小的顯著制約.

表3 研究區(qū)重金屬元素與Al2O3、Fe2O3和平均粒徑(Mz/Ф)的相關(guān)性Table 3 The correlations between heavy metals and Al2O3, Fe2O3, and mean grain size (Mz/Ф)

為考察人類活動(dòng)對(duì)研究區(qū)重金屬元素的貢獻(xiàn),對(duì)Cu、Pb、Zn、Cr、V、Ni等元素進(jìn)行Al2O3標(biāo)準(zhǔn)化處理,對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)化前后的元素分布態(tài)勢(shì),見圖3.

Cu標(biāo)準(zhǔn)化前后的分布態(tài)勢(shì)基本一致,相比較而言,海河口及天津沿岸海域、遼東半島沿岸的部分站位和渤海中央泥質(zhì)區(qū)的值較高,表明這些區(qū)域受人類活動(dòng)影響較大.

Pb標(biāo)準(zhǔn)化前后分布形式變化較大,標(biāo)準(zhǔn)化后整個(gè)研究區(qū)域的值都較高,大部分介于1.8～2.2之間,海河口及遼東半島沿岸等近岸海域,尤其是渤海灣北部的近岸區(qū)域增加明顯.標(biāo)準(zhǔn)化前,Pb與Cu的平均含量相差較小,而標(biāo)準(zhǔn)化后卻明顯大于后者.表明整個(gè)研究區(qū)域Pb來源均受到了人類活動(dòng)的顯著影響.

Zn標(biāo)準(zhǔn)化前后分布形式變化也較大,與 Pb較為類似.標(biāo)準(zhǔn)化后的值在整個(gè)區(qū)域均較大,表明整個(gè)研究海域Zn的來源均受到了人類活動(dòng)的較強(qiáng)影響;增加較為明顯的是渤海灣北部和遼東半島沿岸,表明這些海域 Zn的來源受人類活動(dòng)影響更為強(qiáng)烈.

Cr標(biāo)準(zhǔn)化前后分布形式變化有所變化,但較Pb,Zn小,表明Cr的來源也受到了人類活動(dòng)的影響;海河口及天津沿岸和大連南部附近海域的值較高,表明這些區(qū)域受人類活動(dòng)影響更大.

V標(biāo)準(zhǔn)化前后分布形式變化較大,較大值出現(xiàn)在遼東半島沿岸和渤海中部泥質(zhì)區(qū),遼東半島沿岸增加尤為明顯.表明了V元素受到了人類活動(dòng)的顯著影響.

Ni標(biāo)準(zhǔn)化前后分布態(tài)勢(shì)基本一致,同樣是在渤海灣北部和研究區(qū)東部的渤中淺灘值較低,渤海中央泥質(zhì)區(qū)和遼東半島南部沿岸的值相對(duì)較高,海河口及天津沿岸附近海域的值則最高.表明該元素在海河口附近海域受人類活動(dòng)影響較顯著.

由此可見,研究區(qū)重金屬元素的來源雖以自然源為主,但也受到人類活動(dòng)的影響.海河口及天津沿岸、遼東半島南部沿岸海域及渤中泥質(zhì)區(qū)是人類活動(dòng)影響較為顯著的區(qū)域.

2.4 底質(zhì)重金屬環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

國內(nèi)外評(píng)價(jià)沉積物中重金屬污染的方法很多,包括地質(zhì)累積指數(shù)法、潛在生態(tài)危害指數(shù)法、生物效應(yīng)濃度法、臉譜圖法、元素相關(guān)圖法、回歸過量分析法、綜合指數(shù)法、尼梅羅綜合指數(shù)法、污染負(fù)荷指數(shù)法、沉積物富集系數(shù)法和次生相富集系數(shù)法等[19].而地質(zhì)累積指數(shù)法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法的應(yīng)用較多,尤其是潛在生態(tài)危害指數(shù)法的應(yīng)用更為廣泛.

2.4.1 地質(zhì)累積指數(shù)法 地質(zhì)累積指數(shù)的計(jì)算公式如下[20]:

式中:Igeo為地質(zhì)累積指數(shù);Cn是元素在沉積物中的含量;Bn為該元素的地球化學(xué)背景值;K為考慮成巖作用可能會(huì)引起背景值的變動(dòng)而取的系數(shù)(一般值為1.5).根據(jù)Igeo數(shù)值的大小,可以將沉積物中重金屬的污染程度分為7個(gè)等級(jí),即0～6級(jí),如表4.

表4 地質(zhì)累計(jì)指數(shù)Igeo與重金屬污染分級(jí)Table 4 The grades of heavy metal pollution by geological cumulative index (Igeo)

本研究采用的重金屬元素 Cu、Pb、Zn、Cr、V、Ni的環(huán)境背景值為全球巖石圈沉積層(頁巖為主)的元素豐度,分別為 40,15,72,63,90, 56μg/g[21].

圖3 表層沉積物Cu、Pb、Zn、Cr、V、Ni等重金屬Al2O3標(biāo)準(zhǔn)化分布Fig.3 The spatial distributions of the heavy metals contents standardized by Al2O3

通過計(jì)算得出6種重金屬的地質(zhì)累計(jì)指數(shù)Cu為-4.38～-0.60,平均-1.56;Pb為-1.12～1.10,平均0.08;Zn為-2.78～0.03,平均-0.86;Cr為-2.84～-0.01,平均-0.72;V 為-4.27～0.06,平均-1.06;Ni為-3.82～-0.64,平均-1.61.由圖4可見,地累積指數(shù)表明研究區(qū)為未污染或僅輕微污染,順序?yàn)镻b＞Cr＞Zn＞V＞Ni＞Cu.其中,Pb在整體上為輕度污染,在海河口及天津沿岸附近、渤海灣中部、渤海中央泥質(zhì)區(qū)及遼東半島近岸區(qū)域均為輕度污染,在遼東半島沿岸個(gè)別站位出現(xiàn) Pb的偏中度污染,其余站位無污染;Zn和V均有一個(gè)站位出現(xiàn)輕度污染,Zn位于遼東半島沿岸的北部,V出現(xiàn)在大連沿岸海域,其余站位無污染;Cu和Ni未出現(xiàn)污染.

2.4.2 潛在生態(tài)危害評(píng)價(jià)法 單因子指數(shù)法和綜合污染指數(shù)法的計(jì)算公式分別見式(2)和(3)[22]:

圖4 重金屬地質(zhì)累計(jì)指數(shù)Igeo分布Fig.4 The spatial distributions of the geological cumulative index (Igeo) of heavy metals

因此,某一區(qū)域沉積物中第 i種重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)參數(shù)及沉積物中多種重金屬的潛在生態(tài)綜合危害指數(shù)ERI的計(jì)算方法分別見公式(4)和(5):

表5 潛在生態(tài)危害評(píng)價(jià)參數(shù)及其對(duì)應(yīng)的污染程度Table 5 The potential ecological risk assessment index and their relative pollution grades

6種重金屬的單因子污染物污染指數(shù)分布如圖5所示,Pb除在渤海灣北部砂質(zhì)區(qū)為輕度污染外,在其余站位均為中等污染,在遼東半島南部長(zhǎng)興島沿岸的個(gè)別站位出現(xiàn)重度污染; Zn、Cr污染情況較為類似,在海河口及天津沿岸附近、渤海灣中部、渤海中央泥質(zhì)區(qū)及遼東半島南部近岸區(qū)域出現(xiàn)中等污染,其余站位為輕度污染;V在中部泥質(zhì)區(qū)的大部分站位、大連沿岸海域部分站位,以及海河口至渤海灣中部的部分站位出現(xiàn)中等污染,其余站位均為輕度污染;Cu和Ni污染程度較輕,均為輕度污染.

6種重金屬的綜合污染指數(shù)Cd為1.66～8.02,平均5.32,為低度污染,只有研究區(qū)中部泥質(zhì)區(qū)一個(gè)站位為中等污染,污染指數(shù)為8.02.

6種重金屬的潛在生態(tài)綜合危害指數(shù)ERI的值為5.82～26.99,平均17.92,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于150,總的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度為低度.

2.4.3 研究區(qū)重金屬污染分區(qū) 2種評(píng)價(jià)方法相比較,地質(zhì)累積指數(shù)法與潛在生態(tài)危害評(píng)價(jià)法中的單因子評(píng)價(jià)較為一致,主要考慮人為活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響.而潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)參數(shù)考慮了生物對(duì)不同底質(zhì)條件下重金屬的毒性響應(yīng)特征和不同重金屬的毒性的差別,揭示了各種重金屬的生態(tài)危害效應(yīng)[19];但是潛在生態(tài)危害評(píng)價(jià)法中的兩類綜合指數(shù)Cd和ERI顯然受到評(píng)價(jià)元素個(gè)數(shù)的制約,因而本研究以單因子指數(shù)和潛在生態(tài)參數(shù)為主.通過以上 2種方法的質(zhì)量評(píng)價(jià),可以得出研究區(qū)重金屬污染以低度污染為主,主要污染元素為 Pb,其次為 Zn、Cr和V,但尚未造成生態(tài)危害.相比較而言,海河口附近、中部泥質(zhì)區(qū)以及遼東半島南部沿岸的重金屬污染相對(duì)較嚴(yán)重.

依據(jù)研究區(qū)重金屬的污染程度,結(jié)合利用SPSS軟件對(duì)386個(gè)站位重金屬含量的Q型聚類分析,可將研究區(qū)劃分為 3個(gè)區(qū)域,如圖 6所示.Ⅰ區(qū)為渤海灣北部砂質(zhì)沉積區(qū)和研究區(qū)中東部的渤中淺灘,Ⅱ區(qū)為遼東半島南部沿岸海域,Ⅲ區(qū)為渤海灣西部海河口附近、渤海灣中部和渤海中部泥質(zhì)區(qū).各區(qū)域重金屬含量及各污染指數(shù)的統(tǒng)計(jì)見表6.

重金屬在沉積物中的分布除了受到物源的影響外,還被各種黏土礦物及氧化物吸附,在細(xì)顆粒物質(zhì)中富集,因而往往與細(xì)顆粒沉積物的分布相對(duì)應(yīng).渤海沉積物的分布受海流、潮流、波浪等沉積動(dòng)力因素的顯著影響,潮流是其最主要的影響因素[24-25].導(dǎo)致了細(xì)顆粒物質(zhì)主要分布在渤海灣中南部及其向遼東灣呈條帶狀延伸的區(qū)域(渤中泥質(zhì)區(qū)),而粗顆粒物質(zhì)主要分布在遼東和渤中淺灘等強(qiáng)潮流區(qū)[26].

圖5 重金屬單因子指數(shù)和綜合污染指數(shù)Cd分布Fig.5 The spatial distributions of single factor index () of the heavy metals and comprehensive indice (Cd)

表6 各區(qū)域重金屬濃度及各污染指數(shù)統(tǒng)計(jì)Table 6 Heavy metals concentrations and pollution index in the 3 zones

Ⅰ區(qū)重金屬元素基本無污染,僅在渤海灣北部部分區(qū)域出現(xiàn)輕度污染.渤海灣北部沉積物主要來自灤河,以砂質(zhì)為主[24],且在沿岸環(huán)流的影響下,該區(qū)域的沉積物粒度較粗,不利于重金屬元素的賦存.但在唐山海港開發(fā)區(qū)沿岸海域和曹妃甸西南附近海域出現(xiàn)了Pb、Zn、Cr的輕度污染,該區(qū)域Pb、Zn的含量在Al2O3標(biāo)準(zhǔn)化后增加顯著,其污染可能是由于沿岸排污所導(dǎo)致.渤中淺灘由于水動(dòng)力較強(qiáng),沉積物粒度粗、分選差,重金屬較難在此沉積,各元素含量均較低,單因子綜合污染指數(shù)均小于1,為無污染或輕度污染.

Ⅱ區(qū)重金屬整體為輕度污染,也有部分站位重金屬含量較高,呈斑狀分布,出現(xiàn)偏中度污染,甚至重度污染.較為嚴(yán)重的是長(zhǎng)興島南北兩岸和大連沿岸,出現(xiàn)Pb的地累積指數(shù)的偏中度污染和單因子污染物污染指數(shù)的重度污染,以及Zn、Cr的單因子污染物污染指數(shù)的中度污染.另外在離岸稍遠(yuǎn)的海域(121°E)出現(xiàn)了Pb、Zn、Cr的偏中度污染,呈南北向的條帶狀分布.遼東半島沿岸海域水深較淺,水動(dòng)力較強(qiáng)[23],河流入海物質(zhì)很少在此沉積,該區(qū)重金屬多來自沿岸人類活動(dòng)的排放,各重金屬元素含量在 Al2O3標(biāo)準(zhǔn)化前后有明顯的差別,顯然受到人類活動(dòng)的影響.以大連為中心的遼東南經(jīng)濟(jì)區(qū)現(xiàn)已逐漸成為當(dāng)?shù)刂匾氖?、先進(jìn)裝備制造業(yè)基地、造船基地和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地,污染物質(zhì)的排放使得臨近海域出現(xiàn)了重金屬的污染.

Ⅲ區(qū)各重金屬元素在該區(qū)均有較高的含量,Pb、Zn、Cr、V在該區(qū)都出現(xiàn)單因子污染物污染指數(shù)的中等污染.一方面,在潮流為主的水動(dòng)力作用下,入海的細(xì)顆粒物質(zhì)在渤海灣中南部及其向遼東灣呈條帶狀延伸區(qū)域沉積,形成了渤中泥質(zhì)沉積[26-27],且與沉積物分布有關(guān)的地球化學(xué)元素也呈條帶狀分布[27].因而大量的重金屬元素在細(xì)顆粒物質(zhì)的吸附作用下在此沉積,使得該區(qū)域具有較高的重金屬含量.另一方面,海河口及天津沿岸等近岸海域重金屬多來自人類活動(dòng)的排放,海河流域尤其是京津冀經(jīng)濟(jì)區(qū)工業(yè)發(fā)達(dá),環(huán)保部稱流域內(nèi)約60%的監(jiān)測(cè)河流斷面污染嚴(yán)重[28],大量的污染物被攜帶入海,在河口及沿岸地區(qū)沉積;天津等沿岸排污口也排放了大量的污染物質(zhì),使得近岸海域重金屬含量較高.海河口附近及天津沿岸各重金屬元素在Al標(biāo)準(zhǔn)化前后均有較高值,顯示了自然過程和人為活動(dòng)的雙重影響.該區(qū)域尤其是海河口附近為研究區(qū)污染最為嚴(yán)重的區(qū)域.

圖6 研究區(qū)重金屬環(huán)境質(zhì)量分區(qū)Fig.6 The subdivisions of heavy metal environment quality in the study area

3 結(jié)論

3.1 重金屬在海河口及渤海灣中部泥質(zhì)區(qū)、渤海中部泥質(zhì)區(qū)及遼東灣沿岸區(qū)域的含量較高,而在研究區(qū)東部的渤中淺灘和渤海灣北部砂質(zhì)沉積區(qū)的含量較低.重金屬以自然來源為主,同時(shí)受到人類活動(dòng)的顯著影響.

3.2 地質(zhì)累積指數(shù)法評(píng)價(jià)表明,渤海中部未受重金屬污染或僅輕微污染,污染程度為 Pb＞Cr＞Zn＞V＞Ni＞Cu.Pb在研究區(qū)中部泥質(zhì)區(qū)及遼東半島南部沿岸大部分站位出現(xiàn)輕度污染,在遼東半島南部沿岸個(gè)別站位出現(xiàn)偏中度污染;Zn和V均有一個(gè)站位出現(xiàn)輕度污染,其余站位無污染;Cu和Ni未出現(xiàn)污染.

3.3 潛在生態(tài)危害評(píng)價(jià)法中單因子污染物污染指數(shù) Pb＞Cr＞＞Zn＞V＞Cu＞Ni.Pb、Zn、Cr、V以中度和輕度污染為主,Pb在大連附近個(gè)別站位已達(dá)到了重度污染,Cu和Ni為輕度污染;綜合評(píng)價(jià)為低度污染.單因子污染物生態(tài)危害程度為Pb＞Cu＞Ni＞Cr＞Ni＞Zn,尚未造成生態(tài)危害;總的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度為低度.

3.4 根據(jù)污染程度的不同,將研究區(qū)分為3個(gè)不同等級(jí)的區(qū)域:渤海灣北部砂質(zhì)沉積區(qū)和研究區(qū)中東部的渤中淺灘無污染或者污染程度較輕;遼東半島南部沿岸海域?yàn)檩p度污染,個(gè)別站位有中度或重度污染;渤海灣中部、渤海中央泥質(zhì)區(qū)為中等污染.

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