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东、黄海海域沉积物中重金属、生源要素的分布特征和生态风险评价

作　者: 郭福星
导　师: 吕颂辉
学　校: 暨南大学
专　业: 环境工程
关键词: 沉积物重金属生源要素生态风险评价
分类号: X820.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 222次
引　用: 3次
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内容摘要

本文针对2009年5月采集的80个东、黄海表层沉积物样品,以及2010年4-5月采集的长江口附近3个沉积物柱状样,分析研究了其中的重金属及生源物质(碳、氮、磷、硅)的平面和垂直分布特征和变化规律,探究污染物变化趋势及其来源,从较大尺度上较全面和系统地对东、黄海重金属和生源要素的含量分布、重金属潜在生态危害评价和生源要素毒性评价等几个方面对长江口附近海域和黄海海域进行了研究,为全面了解该海域海洋环境状况提供数据,同时也为海洋环境保护等相关部门的管理工作提供一定的科学参考,研究结果表明：((1)黄海表层沉积物中Cu、Mn、Pb、Zn、Cr、Fe、Hg、Cd的含量变化范围分别为6.13～38.25 mg/kg、106.8～2353.8 mg/kg、8.13～33.38 mg/kg、23.2～114.0 mg/kg、18.1-56.3 mg/kg、1.29～5.48%、0.005～0.052 mg/kg和0.056～0.376 mg/kg,平均含量分别为：18.84 mg/kg、626.2 mg/kg、17.64 mg/kg、56.7 mg/kg、32.5 mg/kg、2.73%、0.019mg/kg和0.132mg/kg。南黄海中部和威海以北的北黄海西部海域表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cr、Fe、Hg含量偏高,海州湾和北黄海北部含量偏低。潜在生态危害评价结果表明,黄海表层沉积物只有部分站点处于生态危害的中等级别,大多站点生态危害轻微,各个重金属元素的潜在生态风险程度由强到弱依次为Cd>Hg>Cu>Pb>Cr>Zn,对黄海表层沉积物具有潜在影响的重金属主要是Cd,底质环境质量评价显示南黄海中部的泥质沉积区域环境质量较差。(2)长江口及其邻近海域表层沉积物中Cu、Mn、Pb、Zn、Cr、Fe、Hg、Cd的含量变化范围分别为2.00～37.75mg/kg、256.25～776.13 mg/kg、5.75～29.88 mg/kg、19.5～100.25 mg/kg、14.25～51.5 mg/kg、1.1-7.42%、0.003～0.079 mg/kg和0.016～0.347 mg/kg,平均含量分别为17.34 mg/kg、424.73 mg/kg、16.25 mg/kg、55.53 mg/kg、31.65 mg/kg、2.89%、0.016 mg/kg和0.106 mg/kg。Cu、Mn、Pb、Zn、Cr、Fe的含量分布特征表现为由近岸向远岸呈递减趋势,在研究区中部含量较低,之后向济州岛方向有增加趋势,整体上象山县和舟山群岛近岸海域的含量高于北部含量, Hg在长江口南端含量较高,由西向东呈递减趋势；Cd在长江口南端以及象山县以东含量较高。潜在生态危害评价结果表明,长江口及其邻近海域表层沉积物只有部分站点处于生态危害的中等级别,大多站点生态危害轻微,污染程度顺序为Cd>Hg>Cu>Pb>Cr>Zn,对长江口及其邻近海域生态环境具有潜在影响的重金属元素首先是Cd,其次是Hg。底质环境质量系统聚类分析结果表明,象山县和长江口外以及济州岛西南近海海域的底质环境较差。(3)对za3、de11、gd26柱状样沉积物重金属含量测定分析表明,位于东海浙江沿岸的za3站位各项重金属平均含量最高,结合za3210Pb放射性同位素测年结果表明近三十年来Za3站位重金属的含量没有表现出大的波动,没有发生很严重的重金属污染事件,但是除Hg外的其它重金属含量均有明显上升的趋势,Hg的含量略有降低。邻近长江口海域的dcll站位各项重金属含量从底层到表层呈降低趋势,其中Cu的变化幅度最大,占到了平均值的90%,推测可能的原因是2000年以来长江径流量的减少导致长江输入到海洋的污染物质减少,重金属含量富集降低。而位于长江口以北的gd26站位在7cm以下,重金属的含量相对比较稳定,变化幅度不大,但是7cm以上,重金属含量出现了激增,显示出近几年该区域的环境质量恶化趋势,需予以重视(4)黄海表层沉积物中生源要素含量和其它海域相比,处于中等水平,表层积物中生源要素含量有机碳(TOC)、总有机氮(TON)、总磷(TP)、生物硅(BSi)的变化范围分别为0.18%～1.36%、0.03%～0.29%、0.029%～0.056和0.706%～1.588%之间,平均含量分别为0.68%、0.13%、0.046%和1.109%。从TOC/TON比值来判断,南黄海南部区域有机碳来源主要是水生有机碳,N36°以北的黄海区域有机碳来源为混合来源,既来源于海洋水生浮游植物,也来源于陆源的输入。长江口附近海域表层生源要素含量与世界其它河口海域相比也处于中等水平,积物中有机碳(TOC)、总有机氮(TON)、总磷(TP)、生物硅(BSi)的变化范围分别为0.16%～1.31%、0.03%～0.23%、0.035%～0.076%和0.62%～1.26%,平均含量分别为0.65%0.12%、0.050%,和0.99%,长江口以北与黄海相邻的海域有机碳来源主要是水生有机碳。(5)对za3、dc11、gd26柱状样沉积物生源要素含量测定分析表明,za3柱状样的TOC、TON、TP含量从底层到表层呈现缓慢升高的趋势,BSi含量变化不稳定,没有明显的变化趋势。dcl1站位TOC含量从底层到表层呈降低趋势,TON、TP含量从底层到表层逐渐升高。而gd26站位TOC、TON的垂直分布存在很大的共性,两者从底层到表层都呈上升趋势,TP的分布从底层到表层2cm变化幅度很小,基本趋于稳定,但是在表层TP含量急剧升高,可能是水体向沉积物中高的营养盐扩散通量所致。BSi在垂直方向上的变化波动很大。对三个柱状沉积物中生源要素的含量进行对比分析,沉积物中TOC、TON、TP的平均含量均以za3站位最高,这和重金属的含量分布特点一致,进一步显示了za3站位受陆源输入的影响较大,接纳了大量陆源污染物质。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-9
目录  9-11
第1章前言  11-23
  1.1 海洋沉积物重金属的研究概况  11-14
  1.2 海洋沉积物生源要素的研究概况  14-16
  1.3 东、黄海沉积地质概况  16-22
  1.4 本文的研究目的和意义  22-23
第2章材料与方法  23-28
  2.1 仪器和试剂  23
  2.2 样品的采集  23-25
  2.3 重金属的前处理方法  25-26
  2.4 样品的测定方法  26-27
  2.5 数据分析  27-28
第3章东、黄海海域表层沉积物重金属的分布特征和生态风险评价  28-56
  3.1 黄海表层沉积物重金属的分布特征  28-37
  3.2 长江口及附近海域表层沉积物重金属的分布特征  37-45
  3.3 东、黄海表层沉积物重金属潜在生态危害评价  45-54
  3.4 小结  54-56
第4章东、黄海典型柱状样重金属的垂直分布  56-66
  4.1 东海浙江沿岸za3站位重金属的垂直分布特征  56-60
  4.2 长江口邻近海域dc11站位重金属垂直分布特征  60-63
  4.3 黄海南部gd26站位重金属的垂直分布特征  63-65
  4.4 小结  65-66
第5章东、黄海海域表层沉积物生源要素的分布特征和生态风险评价  66-76
  5.1 黄海表层沉积物生源要素的分布特征  66-70
  5.2 长江口附近海域表层沉积物生源要素的分布特征  70-73
  5.3 东、黄海表层沉积物生源要素毒性评价  73-74
  5.4 小结  74-76
第6章东、黄海海域典型柱状样生源要素的垂直分布  76-82
  6.1 东海浙江沿岸za3站位生源要素的垂直分布特征  76-78
  6.2 长江口邻近海域dc11站位生源要素垂直分布  78-79
  6.3 黄海南部gd26站位生源要素的垂直分布特征  79-81
  6.4 小结  81-82
结论与展望  82-84
参考文献  84-91
在学期间发表的学术论文  91-92
致谢  92

东、黄海海域沉积物中重金属、生源要素的分布特征和生态风险评价

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