摘要：為評估廣西海岸帶潮灘重金屬污染現(xiàn)狀，文章對2 0 2 1—2 0 2 2年廣西海岸帶2 9個采樣站位的沉積物和底棲生物體內(nèi)的重金屬污染特征開展采樣調(diào)查。結(jié)果表明：沉積物中各重金屬的平均含量從大到小排列為：鋅、鉻、鉛、銅、砷、鎘、汞，結(jié)合克魯斯卡爾-沃利斯檢驗(yàn)結(jié)果，整體上在河口岸線和養(yǎng)殖岸線含量較高，自然岸線含量較低。相關(guān)性分析結(jié)果表明沉積環(huán)境中的大多數(shù)重金屬之間存在協(xié)同性且受到沉積環(huán)境的有機(jī)碳含量及粒徑組成的影響。H a k a n s o n潛在生態(tài)危害指數(shù)評價(jià)結(jié)果表明，沉積物重金屬污染水平由高到低排列為：河口（養(yǎng)殖岸線）、港口（生態(tài)保護(hù)岸線）、自然岸線，本區(qū)的鎘、汞污染的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較高。不同底棲生物體內(nèi)重金屬元素平均含量排序不同。相關(guān)性分析表明不同金屬在生物體內(nèi)的吸收和富集機(jī)制存在較大的差異。克魯斯卡爾-沃利斯檢驗(yàn)結(jié)果顯示，底棲生物對重金屬的累積效應(yīng)受岸線類型影響較小，主要與重金屬生物可利用性，不同生物類群的生理特性、食性等差異有關(guān)。

關(guān)鍵詞：廣西海岸帶；重金屬污染；生物積累；潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)

中圖分類號：X 5 5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號： 1 0 0 5-9 8 5 7（ 2 0 2 4） 1 1-0 0 9 8-1 3

基金項(xiàng)目：中化地質(zhì)礦山總局“海岸帶資源利用與環(huán)境修復(fù)”（ Z HT D 2 0 2 1 0 6）.

C h a r a c t e r i s t i c so fH e a v yM e t a lC o n t a m i n a t i o n i nT i d a lF l a t S e d i m e n t s a n dB e n t h i cO r g a n i s m s i nG u a n g x iC o a s t a lZ o n e

Z OUY u1，HUAN GY i m i n g2，CH I J i a n g1，Z HAN GJ i a y a o2，ME NGP e i x i n2， L I UB a o l i n2，YAN GJ u a n2

（ 1. G e o l o g yI n s t i t u t eo fC h i n aC h e m i c a lG e o l o g ya n dM i n eB u r e a， N a n n i n g5 3 0 0 0 1， C h i n a； 2. C h i n aU n i v e r s i t yo fG e o s c i e n c e sB e i j i n g，B e i j i n g1 0 0 0 8 3， C h i n a）

A b s t r a c t：I no r d e r t oa s s e s s t h e s t a t u s o f h e a v ym e t a l p o l l u t i o no n t i d a l f l a t s i n t h eG u a n g x i c o a s t -a l z o n e，a n i n v e s t i g a t i o no f s e v e nh e a v ym e t a l s ’ c o n t e n t s i ns e d i m e n t s a n db e n t h i co r g a n i s m sw a s c a r r i e do u tf r o m2 9s a m p l i n gs t a t i o n sd u r i n g2 0 2 1-2 0 2 2. T h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ea v e r a g e c o n t e n t so fh e a v ym e t a l s i nt h es e d i m e n t s r a n k e d i no r d e ra s f o l l o w s：z i n c（ Z n） ，c h r o m i u m（ C r） ， l e a d（ P b） ，c o p p e r（ C u） ，a r s e n i c（ A s） ，c a d m i u m（ C d） ，a n dm e r c u r y（ H g）. T h er e s u l t so fK r u s k a l -W a l l i s t e s t i n d i c a t e d t h a t t h e c o n t e n t sw e r eh i g h e r i n t h e e s t u a r i n e a n da q u a c u l t u r e s h o r e l i n e，a n d l o w e r i nt h en a t u r a l s h o r e l i n e . C o r r e l a t i o na n a l y s i s s h o w e d t h a tm o s t o f t h eh e a v ym e t a l s i ns e d i -m e n t sw e r es y n e r g i s t i cw i t he a c ho t h e ra n dw e r e i n f l u e n c e db yt h eTO Cc o n t e n t a n dp a r t i c l es i z e c o m p o s i t i o n i nt h es e d i m e n t a r ye n v i r o n m e n t . T h eH a k a n s o n ’ sP o t e n t i a lE c o l o g i c a lR i s kI n d i c e s d e m o n s t r a t e dt h a t t h er a n k i n go fe c o l o g i c a l r i s ko nh e a v ym e t a l c o n t a m i n a t i o ni ns e d i m e n t sw a s a sf o l l o w s：e s t u a r i n e（ /a q u a c u l t u r e）s h o r e l i n e，h a r b o r（ /e c o l o g i c a l l y p r o t e c t e d）s h o r e l i n e， n a t u r a l s h o r e l i n e，w i t hh i g hr i s ko fC da n dH gc o n t a m i n a t i o n i n t h i s a r e a . H o w e v e r，t h e a v e r a g e c o n -t e n t so fh e a v ym e t a l sr a n k e dd i f f e r e n t l yi nb e n t h i co r g a n i s m s . C o r r e l a t i o na n a l y s e si n d i c a t e dt h a tt h e m e c h a n i s m so fu p t a k ea n de n r i c h m e n to fd i f f e r e n t m e t a l si no r g a n i s m s m a y b eh i g h l yv a r i a b l e . M o r e o v e r，t h e r e s u l t so fK r u s k a l - W a l i s t e s t s h o w e d t h a t t h ec u m u l a t i v ee f f e c to fb e n t h i co r g a n i s m so n h e a v ym e t a l sw a s l e s s a f f e c t e db ys h o r e l i n e t y p e，b u tm a i n l yr e l a t e d t o t h eb i o a v a i l a b i l i t yo f h e a v ym e t -a l s，p h y s i o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s a n d f e e d i n gh a b i t so f d i f f e r e n t o r g a n i s mg r o u p s .

K e y w o r d s： G u a n g x i c o a s t a l z o n e，H e a v ym e t a l c o n t a m i n a t i o n，B i o - a c c u m u l a t i o n，P o t e n t i a l e c o l o g i c a l r i s k

0 引言

沿海生態(tài)系統(tǒng)是最重要的生態(tài)系統(tǒng)之一，擁有豐富的自然資源，如土地、水、植被、能源、礦物和生物等[ 1]。2 0世紀(jì)6 0年代以來，隨著全球范圍的工業(yè)化、城市化、人口膨脹、環(huán)境污染、氣候異常等重大問題的日益加劇，沿海生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境污染日趨嚴(yán)重。重金屬是沿海生態(tài)系統(tǒng)中最危險(xiǎn)的污染物之一，由于其高毒性、持久性和生物蓄積性，對生態(tài)系統(tǒng)的破壞十分嚴(yán)重[ 2]。目前，用來評估重金屬污染的指標(biāo)大多數(shù)是以沉積物或水體為媒介，例如地累積指數(shù)（ Ig e o）、富集因子（ E F）、污染因子（ C f）和污染負(fù)荷指數(shù)（ P L I）、改良污染度（m C d）、潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（ R I）等[ 3]。其中，基于沉積物的地質(zhì)積累指數(shù)法（ Ig e o）、潛在生態(tài)危害指數(shù)法（ R I）運(yùn)用較多，例如，陳思楊等[ 4]和馬德毅等[ 5]對我國主要河口和沿海潮灘的表層沉積物重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)研究均表明，我國沿海沉積物重金屬污染水平存在地域差異，流域污染物排放（工業(yè)廢水和生活污水） ，交通污染是我國沿海表層沉積物重金屬污染的重要來源。

北部灣是中國東南部最重要的濱海漁場和經(jīng)濟(jì)區(qū)。目前，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅游、港口建設(shè)、土地污染物排放等人為因素使北部灣潮灘重金屬污染問題日益突出[ 6]。許多學(xué)者對本區(qū)的重金屬污染開展了大量工作，閻琨等[ 7]利用地累積指數(shù)、污染負(fù)荷指數(shù)、潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)對欽州灣表層沉積物中的重金屬污染情況和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估和分析，朱學(xué)韜等[ 8]利用隨機(jī)地累積模型（ S GM）評價(jià)法和H a k a n s o n潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)法對北部灣表層沉積物重金屬污染水平和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評價(jià)。結(jié)果表明，本區(qū)重金屬污染受人類活動和工業(yè)污染影響較大，且鎘污染較嚴(yán)重。而作為海洋食物鏈的重要組成部分，底棲生物能夠?qū)⒅亟饘傥塍w內(nèi)，這些被吸收的重金屬能夠通過食物鏈進(jìn)行傳遞，對生態(tài)系統(tǒng)中各級消費(fèi)者造成重金屬污染[ 9]。利用底棲生物對重金屬的累積、富集和毒害影響，可以揭示重金屬在生態(tài)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)移和危害程度[ 1 0]。例如，雷富等[ 1 1]采用單因子評價(jià)法對欽州灣近岸海域底棲生物體內(nèi)重金屬污染進(jìn)行評價(jià)，張敬懷等[ 1 2]、王毅等[ 1 3]利用富集系數(shù)法對廣西近岸海域底棲生物體內(nèi)重金屬污染進(jìn)行評價(jià)。結(jié)果表明，本區(qū)沉積物雖未受到重金屬污染，但底棲生物已經(jīng)受到一定程度的重金屬污染。然而，由于研究范圍和采樣時(shí)間上的差異，不同重金屬在化學(xué)穩(wěn)定性、遷移轉(zhuǎn)化速度、生物可利用性和潛在毒性等方面的不同，以及不同底棲生物對同種重金屬的富集程度，甚至同種底棲生物不同器官組織對重金屬的富集程度的差異，利用沉積物和底棲生物的評價(jià)結(jié)果可能存在不一致性[ 9， 1 4]。

實(shí)際上，我國廣西北部灣岸線曲折，不僅自然地貌類型豐富，而且受到人為干擾的程度也存在區(qū)域差異，潮灘沉積物的來源及沉積環(huán)境相對復(fù)雜，目前針對本區(qū)不同岸線類型重金屬污染的對比研究相對不足。據(jù)此，本研究以廣西北部灣不同類型岸線的沿海潮灘為研究對象，通過采樣調(diào)查，測定沉積物和大型底棲生物體內(nèi)的重金屬含量，評估沉積物重金屬污染狀況、潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)結(jié)合不同底棲生物對重金屬的生物累積效應(yīng)，探討本區(qū)優(yōu)勢大型底棲生物對環(huán)境中重金屬污染的響應(yīng)[ 1 5]。該研究對認(rèn)識不同岸線自然地貌和人為干擾對潮灘重金屬污染水平的影響，以及底棲生物對沉積環(huán)境重金屬遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律具有重要的理論和實(shí)踐指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

廣西海岸帶位于廣西北緣，大陸海岸線西起北侖河口，東至英羅港洗米河口，全長約15 0 0k m。本區(qū)位于北回歸線以南，屬邊緣熱帶海洋氣候，全年盛行季風(fēng)，海域氣溫日較差、年較差?。菏芎ｊ戯L(fēng)和季風(fēng)的影響，干濕季明顯，年降水量20 0 0～30 0 0mm[ 1 6]。沿岸各地潮差較大，最大潮差6 .2 5m（鐵山港） ，平均潮差2 . 4 2m[ 1 7]。沿岸多分布商港、漁港，其中防城港、欽州港、北海港是對外貿(mào)易的三大港口。本區(qū)灘涂面積10 0 0k m2余，以細(xì)沙質(zhì)、泥沙質(zhì)和淤泥質(zhì)等為主要沉積，潮灘坡度為0 .5 %～1 .2 %，多分布于鐵山港、欽州灣和南流江河口灣[ 1 8]。

1.2 野外樣品采集

本研究樣品采集時(shí)間分別為2 0 2 2年9月和2 0 2 3年4月兩次廣西海岸帶環(huán)境調(diào)查期間。依據(jù)2 0 0 8年國家批準(zhǔn)實(shí)施的《廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展規(guī)劃》岸線的劃分及野外調(diào)查的現(xiàn)場描述，本研究將采樣岸線大致劃分為5種類型：生態(tài)保護(hù)岸線、自然岸線、港口岸線、河口岸線和養(yǎng)殖岸線。其中生態(tài)保護(hù)岸線用于海洋生態(tài)環(huán)境和動植物資源保護(hù)；自然岸線未明確功能；港口岸線主要用于深水港口建設(shè)、漁港擴(kuò)建和臨港工業(yè)發(fā)展；河口岸線指河流入海口區(qū)域；養(yǎng)殖岸線用于水產(chǎn)養(yǎng)殖。沿岸線范圍1 0 8.1 1°E—1 0 9. 6 6°E進(jìn)行隨機(jī)采樣。依據(jù)現(xiàn)場勘察，各類岸線的采樣站位數(shù)量分別為：自然岸線1 0站，港口岸線6站，生態(tài)保護(hù)岸線6站，河口岸線

4站，養(yǎng)殖岸線3站。

對每個站位的優(yōu)勢底棲生物進(jìn)行現(xiàn)場采集，每個站位每種生物采集2個以上重復(fù)樣。經(jīng)初步鑒定后用超純凈水沖洗干凈，同種類型裝入1個自封袋標(biāo)記保存。另取表層沉積物混合樣1個，約5 0 0g，自封袋標(biāo)記保存。調(diào)查期間，采集的所有樣品經(jīng)保溫箱冷凍保存，帶回實(shí)驗(yàn)室后3個月內(nèi)完成樣品的測試工作。

1.3 室內(nèi)測試分析

1.3.1 底棲生物樣品預(yù)處理流程

將來自同一采樣地點(diǎn)的每個物種的個體合并為單個樣本或平行樣本，以確保足夠的樣品質(zhì)量和數(shù)量。腹足綱用鑷子挑出生物，分離足部肌肉；雙殼綱去殼取閉殼肌肉；石磺類僅去除內(nèi)臟；蟹類去除內(nèi)臟、頭部、背殼、鰓；個體過小的彈涂魚類樣品去除頭部和內(nèi)臟。將所有樣品在冷凍干燥機(jī)中干燥7 2h，用電子天平測量個體干重。大于2 0 0m g的樣品研磨后稱重，精確至微克（±0 .1μg）。在高溫、高壓、密封條件下，利用高純硝酸和分析純過氧化氫在微波消解儀中消解為樣品溶液，以備后續(xù)上機(jī)測試。

1.3.2 表層沉積物樣品的預(yù)處理流程

沉積物樣品經(jīng)冷凍干燥，每個樣品稱取約1 5g用于粒度測試，取剩余樣品約5g磨樣過1 0 0目篩，用于沉積物有機(jī)碳（ TO C）分析，另取約5g磨樣過2 0 0目篩，用于沉積物重金屬含量測試。沉積物樣品的消解方法參考《土壤和沉積物金屬元素總量的消解微波消解法》（ H J 8 3 2-2 0 1 7）。

1.3.3 沉積物及底棲生物樣品測試

沉積物有機(jī)碳含量測試?yán)迷胤治鰞x采用熱導(dǎo)法測試，樣品預(yù)處理及測試方法參照《海洋監(jiān)測規(guī)范第5部分：沉積物分析》（G B1 7 3 7 8. 5—1 9 9 8）。沉積物及底棲生物組織經(jīng)消解后，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定重金屬含量（鎘、鉻、銅、鉛、鋅、砷）?？偣坎捎美湓訜晒夤庾V法測試。沉積物重金屬含量測試方法參照檢測標(biāo)準(zhǔn)《硅酸鹽巖石化學(xué)分析方法第3 0部分： 4 4個元素量測定》（ G B/T1 4 5 0 6.3 0—2 0 1 0） ，《土壤質(zhì)量總汞、總砷、總鉛的測定原子熒光法第1部分：土壤中總汞的測定》（ G B/T2 2 1 0 5 .1—2 0 0 8）。生物樣品測試方法參考《生態(tài)地球化學(xué)評價(jià)動植物樣品分析方法第1部分：鋰、硼、釩等1 9個元素量的測定電感耦合等離子體質(zhì)譜（ I C P-M S）法》（ D Z/T0 2 5 3 .1—2 0 1 4） ，《生態(tài)地球化學(xué)評價(jià)動植物樣品分析方法第3部分：總汞的測定冷原子熒光光譜法》（ D Z/T0 2 5 3 .3—2 0 1 4）。

沉積物4種重金屬（銅、鉛、鋅、鎘）的形態(tài)測試分析采用三步連續(xù)萃提法依次對弱酸提取態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài)進(jìn)行提取，參考?xì)W共體標(biāo)準(zhǔn)局順序提取方案（ B C Rs e q u e n t i a le x t r a c t i o np r o c e d u r e）分三步完成，即乙酸提取弱酸提取態(tài)，鹽酸羥胺溶液提取可還原態(tài)，過氧化氫和乙酸銨溶液提取可氧化態(tài)，樣品處理流程參見P u e y o等[ 1 9]。利用7 9 7伏安極譜儀進(jìn)行重金屬各形態(tài)含量的測試。

1.4 重金屬污染評價(jià)指標(biāo)與方法

1.4.1 地累積指數(shù)法

1.5 數(shù)據(jù)處理

測試分析結(jié)果采用E x c e l2 0 1 9和R（ 4. 3. 3）軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。經(jīng)檢驗(yàn)，部分樣本不服從正態(tài)分布，因此岸線分組樣本組間差異對比采用K r u s k a l -W a l l i s秩和檢驗(yàn)（K - W檢驗(yàn)）及T u k e y - K r a m e r -N e m e n y i多重比較完成（α= 0. 0 5） ，沉積物及底棲生物各重金屬含量的相關(guān)性采用S p e a r m a n相關(guān)系數(shù)分析方法。并采用O r i g i n P r o2 0 2 4繪制箱線圖、柱狀圖及相關(guān)系數(shù)熱圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 沉積物重金屬含量及分布

由圖1可知，沉積物中各重金屬的平均含量由大到小排列為：鋅、鉻、鉛、銅、砷、鎘、汞，且砷、汞、鉛3種重金屬含量的組間差異較顯著，總體來說河口岸線和養(yǎng)殖岸線含量較高，自然岸線含量較低。其中汞、鋅、鉛3種重金屬的空間分布特征相似，由高到低都呈現(xiàn)為：河口岸線、養(yǎng)殖岸線、港口岸線（生態(tài)保護(hù)岸線）、自然岸線；鉻和砷兩種金屬的空間分布特征也較為相似，均呈現(xiàn)養(yǎng)殖岸線和河口岸線含量高，自然岸線地區(qū)含量低。沉積物中TO C含量的空間分布特征由高到低呈現(xiàn)為河口岸線、養(yǎng)殖岸線、生態(tài)保護(hù)岸線、港口岸線、自然岸線；平均粒徑（ F）空間分布表明沉積物粒徑從粗到細(xì)排序?yàn)椋鹤匀话毒€、河口岸線、生態(tài)保護(hù)岸線、港口岸線、養(yǎng)殖岸線。

2.2 沉積物重金屬形態(tài)分析

如圖2所示，沉積物中4種重金屬形態(tài)含量最高的均是殘?jiān)鼞B(tài)，占總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的9 0%以上，表明大多數(shù)重金屬的賦存形態(tài)對生物的可利用性較低。同時(shí)，不同金屬的可利用態(tài)在不同岸線類型也存在一定差異，影響生物的可利用性。例如，鎘的可利用形態(tài)在自然岸線占比最高，且以可氧化態(tài)為主（ 4.8 6%） ；鉛的可利用形態(tài)占比在港口岸線最高，且以可還原態(tài)為主（ 1. 4 8%） ；銅的可利用形態(tài)占比在自然岸線最高，河口岸線最低，但在養(yǎng)殖岸線可還原態(tài)的占比最高（ 1. 6 8%） ；鋅的可利用形態(tài)在生態(tài)保護(hù)岸線占比相對較高，且以可氧化態(tài)為主（ 4.7 0%） ，在河口岸線和養(yǎng)殖岸線較低。

2.3 底棲生物重金屬含量特征

如圖3所示，不同底棲生物體內(nèi)重金屬含量從高到低排列為，石磺：銅、鋅、砷、鎘、鉻、鉛、汞；彈涂魚：鋅、砷、銅、鉻、鉛、汞、鎘； 3種蟹類：鋅（銅）、砷、鉻（鉛）、鎘、汞。其中石磺體內(nèi)銅的平均含量遠(yuǎn)高于其他類群；彈涂魚體內(nèi)鋅含量相對高于其他類群，銅的平均含量相對低于其他類群；鎘和汞在所有底棲生物種類的平均含量均較低。

此外，結(jié)果顯示同種底棲生物不同岸線之間少部分重金屬含量存在組間差異：石磺的鋅含量表現(xiàn)出自然岸線高于河口岸線；褶痕相手蟹的砷含量表現(xiàn)出養(yǎng)殖岸線顯著高于港口岸線，鋅含量表現(xiàn)出養(yǎng)殖岸線顯著高于除生態(tài)保護(hù)岸線外其他岸線。由此可見，除了生物本身的生理特性外，底棲生物部分重金屬含量也受到不同岸線環(huán)境條件的影響，但與沉積物在不同岸線的組間差異（圖2）并不完全一致。

2.4 沉積物及底棲生物體內(nèi)重金屬的相關(guān)性

從S p e a r m a n相關(guān)性分析結(jié)果來看，如圖4（ a）所示，沉積物7種重金屬間普遍存在較強(qiáng)的正相關(guān)性。砷、鎘與T O C呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)性（ p< 0 .0 0 1） ，鉻、汞和鉛與T O C呈現(xiàn)顯著正相關(guān)性（ p< 0 .0 1） ，銅、鋅與T O C呈現(xiàn)顯著正相關(guān)性（ p< 0 .0 5） ；除鎘外其他重金屬與平均粒徑F值均存在顯著的正相關(guān)關(guān)系，表明沉積環(huán)境中的大多數(shù)重金屬之間存在協(xié)同性且受到沉積環(huán)境的有機(jī)碳含量及粒徑組成的影響。

而底棲生物體內(nèi)重金屬含量的相關(guān)性與沉積物中顯著不同，如圖4（ b）所示，表現(xiàn)為：砷、鎘、銅三者之間呈極顯著正相關(guān)（ p <0.0 0 1） ；汞與砷、鎘、銅之間呈極顯著正相關(guān)，但相關(guān)性系數(shù)在0.5以下，與鉻極顯著負(fù)相關(guān)（p <0. 0 0 1） ；鋅與鎘、銅呈極顯著負(fù)相關(guān)（ p <0.0 0 1） ，表明不同金屬在生物體內(nèi)的吸收和富集機(jī)制可能存在較大的差異。

2.5 廣西海岸帶潮灘重金屬污染評價(jià)結(jié)果2.5.1 地累積指數(shù)法污染評價(jià)

根據(jù)表2評價(jià)結(jié)果，本區(qū)各岸線的重金屬地累積指數(shù)普遍較低，僅重金屬鉛在養(yǎng)殖岸線與河口岸線的污染等級達(dá)到1級，為無污染到輕度污染，其余岸線的污染等級為0級，無污染。整體而言，沉積物污染水平在不同岸線類型的排序基本一致，從大到小排列為：河口岸線（養(yǎng)殖岸線）、港口岸線（生態(tài)保護(hù)岸線）、自然岸線。各岸線銅、鉛、鋅的污染水平相對較高。

2.5.2 沉積物重金屬污染評價(jià)

根據(jù)沉積物重金屬污染因子（Cir）評價(jià)結(jié)果，本區(qū)各岸線的鉻為低污染，砷、銅、鉛、鋅均為中低污染，鎘為中等污染，汞為嚴(yán)重污染。各金屬在不同環(huán)境分區(qū)的Cir值從大到小排列為：河口岸線（養(yǎng)殖岸線）、港口岸線（生態(tài)保護(hù)岸線）、自然岸線。

潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值（Eir）評估結(jié)果顯示，砷、鉻、銅、鉛和鋅在各岸線的污染指數(shù)均為低風(fēng)險(xiǎn)；鎘的污染指數(shù)為中低風(fēng)險(xiǎn)；汞的污染指數(shù)為較高風(fēng)險(xiǎn)及以上。各重金屬在不同岸線類型的Eir值排序與Cir相同，從大到小排列為：河口岸線（養(yǎng)殖岸線）、港口岸線（生態(tài)保護(hù)岸線）、自然岸線。

本區(qū)綜合重金屬污染因子（Cd）和綜合重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子（Ri）評估結(jié)果如表3所示，不同岸線的Cd值從大到小排列為：河口岸線、養(yǎng)殖岸線、港口岸線、生態(tài)保護(hù)岸線、自然岸線，除河口岸線處于中等污染外，其他均處于低污染。不同岸線的Ri值從大到小排序?yàn)椋汉涌诎毒€、養(yǎng)殖岸線、生態(tài)保護(hù)岸線、港口岸線、自然岸線。除自然岸線污染指數(shù)為低污染外，其他均為中等污染。

由此可見，不同評價(jià)指標(biāo)雖然評價(jià)等級有一定差異，但整體而言，沉積物污染水平在不同岸線類型的排序基本一致，從大到小排列為：河口岸線（養(yǎng)殖岸線）、港口岸線（生態(tài)保護(hù)岸線）、自然岸線。各岸線鎘、汞的污染水平均較高。

2.5.3 底棲生物對重金屬的生物富集能力評價(jià)

如圖5所示，根據(jù)K - W檢驗(yàn)分析結(jié)果來看，大多數(shù)重金屬的B S A F值在不同岸線不具有組間顯著性差異，表明受沉積環(huán)境的重金屬污染水平影響較小。不同生物體對重金屬積累效應(yīng)有所不同：石磺的B S A F從大到小排列為：銅、鎘、汞、砷、鋅、鉻、鉛。彈涂魚的B S A F從大到小排列為：鋅、汞、鎘、砷、銅、鉻、鉛。3種蟹類的B S A F從大到小排列為：銅、鋅（鎘）、汞（砷）、鉻（鉛）。

石磺體內(nèi)銅的B S A F最高，這與石磺的銅含量遠(yuǎn)高于其他4種底棲動物一致；彈涂魚個體體內(nèi)B S A F高于1的元素有汞和鋅，在自然岸線彈涂魚體內(nèi)砷的B S A F也高于1； 3種蟹的B S A F相似，高于1的主要有銅，此外，北方丑招潮蟹鎘含量的B S A F在所有岸線中均高于1，汞和鋅在大部分岸線類型也高于1?？傮w而言， 5種底棲生物體內(nèi)的鉻、鉛含量均低于底棲環(huán)境，銅含量均高于底棲沉積環(huán)境（彈涂魚除外） ，砷、汞、鎘、鋅含量與底棲環(huán)境接近（石磺的鎘、汞高于底棲環(huán)境）。

3 討論

3.1 影響廣西海岸帶沉積物重金屬污染的因素

本研究區(qū)沉積物中各金屬間的相關(guān)性反映出單因素重金屬污染之間存在一定程度的相似性。例如，砷與鉻金屬濃度間的顯著相關(guān)，且養(yǎng)殖岸線和河口岸線的污染水平均較高，自然岸線的污染水平均較低。一方面，這可能與砷、鉻污染主要來源于飼料的投放以及生活廢水排放等人類活動有關(guān)[ 2 6]，自然岸線較養(yǎng)殖岸線和河口岸線受人類活動的影響更小，因此砷、鉻的污染程度更低；另一方面，也與沉積物的黏土含量與重金屬含量存在較普遍的正相關(guān)性相關(guān)[ 2 7]。已有研究表明，沉積物中的黏土及有機(jī)物組分對氧化態(tài)砷（砷酸鹽）有較強(qiáng)的吸附作用[ 2 8]，同時(shí)也對鉻具有較強(qiáng)的還原作用和吸附清掃作用[ 2 9-3 0]，這與調(diào)查區(qū)自然岸線的沉積物細(xì)粒組分和有機(jī)質(zhì)組分含量均低于其他海岸類型是一致。

重金屬汞、鎘的污染程度在本區(qū)均表現(xiàn)中等污染，且含量也在河口岸線和養(yǎng)殖岸線較高，究其原因，河口岸線污染與河流上游區(qū)域工業(yè)點(diǎn)污染和農(nóng)業(yè)面源污染有關(guān)[ 3 1]，工業(yè)污水中的汞、鎘等重金屬攜帶至河口岸線，而農(nóng)業(yè)有機(jī)肥和農(nóng)藥可能導(dǎo)致鎘、汞的氧化與富集[ 3 2-3 3]。養(yǎng)殖岸線汞、鎘污染可能主要來源于水產(chǎn)加工的污水排放以及含汞飼料的投放[ 2 6， 3 3]。此外，水體中溶解有機(jī)質(zhì)不僅與汞、鎘等重金屬結(jié)合，改變這些物質(zhì)的遷移及生物可利用性，有機(jī)質(zhì)的還原能力還可促進(jìn)汞、鎘形成硫化物沉淀[ 3 4]。類似的，砷、鋅、銅、鉛在河口岸線、養(yǎng)殖岸線和港口岸線均為中等污染，推測與該地區(qū)的石油化工、冶金產(chǎn)業(yè)發(fā)展有一定的關(guān)系[ 3 0-3 1]。在人類活動較強(qiáng)的沿海地區(qū)，漏油污染、燃料燃燒導(dǎo)致的大氣沉降以及有機(jī)物的螯合作用均可造成鋅、銅、鉛在沿岸潮灘的富集[ 3 3， 3 5]。

3.2 底棲生物對沉積環(huán)境重金屬污染的響應(yīng)

沉積物重金屬能被生物所利用的前提條件是：沉積物中的重金屬可釋放到間隙水中，其游離分子或簡單絡(luò)離子為生物吸收，并參與到生物體內(nèi)各種生化與生理過程[ 3 6]。而沉積物的不同形態(tài)重金屬組成可以反映其進(jìn)入水環(huán)境的難易程度，影響生物吸收的有效性。已有研究表明，沉積物中鎘、鉛、銅、鋅等可利用態(tài)含量與生物利用度呈正相關(guān)[ 3 7]。此外，重金屬的不同賦存形態(tài)可能影響生物體內(nèi)的重金屬累積響應(yīng)。在本研究區(qū)，廣西北部灣地區(qū)沉積物中的大多數(shù)重金屬存在形態(tài)以殘?jiān)鼞B(tài)為主，占總質(zhì)量的9 0%以上（圖3）。由此推測，本研究區(qū)沉積物重金屬污染的生物毒性較低，對生態(tài)系統(tǒng)的威脅處于較低水平。

同時(shí)，重金屬在生物體內(nèi)的富集和轉(zhuǎn)化是一個復(fù)雜的動態(tài)過程[ 3 8]。生物對重金屬的富集程度與食物質(zhì)量、所處營養(yǎng)級及重金屬本身的理化性質(zhì)有很大關(guān)聯(lián)[ 3 9]，即使生活在相同的環(huán)境，不同物種體內(nèi)重金屬含量和積累因子也反映出其對重金屬污染響應(yīng)的物種特異性。例如，銅與鋅作為生物體所必需的微量元素，在合成酶、維持細(xì)胞形態(tài)與代謝、促進(jìn)細(xì)胞生長等方面具有重要作用[ 4 0]，因此在底棲生物中的含量普遍較高。而石磺的銅積累因子出現(xiàn)異常高值，可能與銅離子能提高軟體動物肌肉組織內(nèi)抗氧化酶的活性，加強(qiáng)抗氧化防御系統(tǒng)有關(guān)[ 4 1-4 2]。彈涂魚的鋅含量與積累因子值出現(xiàn)異常高值，可能與彈涂魚的樣品組織中未剔除魚骨，而魚骨中的鋅含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于肌肉組織有關(guān)[ 4 3-4 4]。此外，砷、鎘在生物體內(nèi)的積累可能與其易與生物體內(nèi)有機(jī)物螯合相關(guān)，汞的生物甲基化機(jī)制，使得生物在進(jìn)食、呼吸等過程中發(fā)生了重金屬汞的富集[ 4 5-4 6]。鉛、鉻可通過食物鏈或食物網(wǎng)產(chǎn)生生物稀釋效應(yīng)，生物的酶解作用、抗氧化機(jī)制和對重金屬的螯合轉(zhuǎn)移也使得重金屬鉛、鉻以較穩(wěn)定的形態(tài)存在而不易被生物吸收，或可能通過細(xì)胞空泡化的方式將重金屬排出體外而達(dá)到解毒效果[ 4 7]。

此外，不同生物食性不同也反映了其對食物鏈中重金屬遷移富集的響應(yīng)不同。本研究中，彈涂魚、石磺、3種蟹的重金屬富集指數(shù)存在一定差異，總體來說，石磺對重金屬的富集能力最強(qiáng)，其次是蟹類，彈涂魚最低。推測可能與它們的食性不同有關(guān)。雖然這些底棲生物均為雜食性，但石磺是兼植物食性的軟體動物，營養(yǎng)等級較低，而彈涂魚的營養(yǎng)級相對較高，對重金屬的積累主要通過復(fù)雜的食物鏈來轉(zhuǎn)化[ 4 8]。

4 結(jié)論

本研究通過調(diào)查廣西海岸帶不同岸線類型的表層沉積物和底棲動物重金屬含量，獲得以下結(jié)論：①沉積物中各重金屬的平均含量從大到小排列為：鋅、鉻、鉛、銅、砷、鎘、汞，且砷、鉻、汞、鉛、鋅的含量在不同岸線類型的組間差異較顯著，總體上河口岸線和養(yǎng)殖岸線含量較高，自然岸線含量較低；這與河流上游區(qū)域工業(yè)點(diǎn)污染和農(nóng)業(yè)面源污染、水產(chǎn)加工的污水排放等有一定的關(guān)系。大多數(shù)重金屬之間存在協(xié)同性且受到沉積環(huán)境的有機(jī)碳含量及粒徑組成的影響。②不同底棲生物體內(nèi)重金屬平均含量排序不同， B S A F排序反映出重金屬污染響應(yīng)的生物特異性顯著，例如，石磺的B S A F從大到小排列為：銅、鎘、汞、砷、鋅、鉻、鉛；彈涂魚的B S A F從大到小排列為：鋅、汞、鎘、砷、銅、鉻、鉛；而3種蟹類的重金屬富集響應(yīng)相似，從大到小排列為：銅、鋅（鎘）、汞（砷）、鉻（鉛）。由此推測，除了環(huán)境中的重金屬生物可利用性，不同生物類群的生理特性以及食性差異等也是對重金屬污染響應(yīng)不同的主要原因。

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