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海南岛北部红树林地区沉积物元素地球化学特征研究

作　者: 王军广
导　师: 赵志忠
学　校: 海南师范大学
专　业: 自然地理学
关键词: 元素地球化学 环境质量评价 红树林 沉积物 海南岛
分类号: P736.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 95次
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内容摘要


红树林地区沉积物处于海陆交汇的潮间带敏感区,其生态环境受控于海洋和陆地的双重影响;加上红树植物凋落物的残留使得林区沉积物有机质含量比较高,同时林区水速较慢、厌氧环境和粘土等因素的影响,均有利于来自海洋和陆地的常、微量元素在林区沉积和积累,而这些常元素又有可能对红树林生态环境产生直接影响。本文以自然条件复杂的海南岛北部红树林区调查资料为基础,通过分析红树林区沉积物中常、微量元素的含量和空间变化特征,研究了沉积物中元素之间的相关性,探讨了常、微量元素空间分布的控制因素,同时对研究区域沉积物中重金属进行了环境质量及生态风险评价。得到以下主要结论和认识:1.海南岛北部红树林区沉积物中常量元素氧化物中的SiO2、Al2O3、Fe2O3（全铁）含量相对较高,其它常量元素氧化物则相对较低。沉积物元素组成以SiO2和Al2O3为主,反映了研究区沉积物以铝硅酸盐为主。2.沉积物中常量元素的平面空间分布具有如下特征:东寨港红树林区的Al2O3、Fe2O3、MgO、TiO2、MnO、Na2O、K2O含量最高,清澜港红树林区的P2O5含量最高;新盈港红树林区的SiO2、CaO含量最高。3.研究区内常量元素由沉积物表层至深部,SiO2、CaO、P2O5含量总体呈现逐步降低的趋势,由浅至深Al2O3、Fe2O3、MgO、K2O、TiO2含量呈现逐步增高的趋势;不同区域沉积物剖面中MnO含量随着深度变化没有明显变化。三个研究区域沉积物剖面中SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO含量变化幅度较大,TiO2、P2O5、MnO、K2O、TiO2含量变化幅度较小。4.对常量元素进行相关性分析发现,区内SiO2含量与Al2O3、Fe2O3、MgO、TiO2、MnO、P2O5等常量元素呈显著负相关,尤其是与SiO2含量与Al2O3呈现特别显著的负相关关系,与Na2O之间呈负相关;MgO、Al2O3、Fe2O3、TiO2、MnO、P2O5之间存在着不同程度的正相关关系; CaO、Na2O、K2O与TiO2无明显的相关关系,反映区内沉积物具有了复杂的来源背景。5.对海南岛北部红树林区沉积物中微量元素进行研究发现,沉积物中微量元素的平均质量分数（mg/kg）排序为:Zn> Cr> Ni> Cu> Pb> Co> As> Mo> Cd> Hg。微量元素在不同的区域具有不同的含量,东寨港红树林区和清澜港红树林区中表层沉积物中的微量元素含量较高,而新盈港红树林区的相对较低。6.沉积物剖面中微量元素在垂直分布上存在如下规律:在整体上,新盈港红树林区除了As元素外,几乎所有的表层沉积物微量元素都高于下层沉积物中微量元素的含量,这说明微量元素在新盈港红树林区表层沉积物中富集;东寨港红树林区,下层沉积物中6种微量元素高于表层沉积物中微量元素含量,说明表层沉积物受淋溶作用影响大,微量元素在其下层富集;清澜港红树林区,Cd、Cr、Zn在沉积物下层富集,As、Co、Cu、Hg、Ni、Pb等元素在沉积物表层富集。7.海南岛北部红树林区沉积物各微量元素相关性分析显示,Al与As、Cd、Hg、Mo等元素相关性不明显,与其它多种元素具有明显的相关性,这些元素在地球化学行为及影响因子方面具有相似的特征。SiO2与Co、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn呈显著负相关。8. Co、Cr、Cu、Ni、Zn等微量元素的富集与沉积物的颗粒组分有关,同时也反映了这五种元素在物源以及迁移与累积特征上的相似性。Cd、Hg、Pb元素具有较高的正载荷,说明它们的物源相近,迁移、累积特征相似。As、Mo元素的物源、迁移与累积特征有别于其它元素。9.通过地质累积指数法和潜在生态风险指数法两种评价方法对海南岛北部红树林湿地沉积物中重金属的污染状况及潜在生态风险性进行了评价,评价结果表明,海南岛北部红树林湿地沉积物总体环境质量较好,重金属污染不严重,各站位对红树林生态系统潜在生态危害性处于轻微污染水平,只有YF-03、HW-01站点处于“重”风险水平;个别站位Cd、As、Cu的高异常值和重度潜在生态风险水平也为我们敲响了警钟,在海南岛北部红树林沉积物中7种重金属评价因子中,Cu、Hg、As、Cd为该区的主要污染因子。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章 引言  10-18
  1.1 沉积物元素地球化学特征研究现状  10-15
    1.1.1 沉积物中常量元素含量及其分布特征研究  11
    1.1.2 沉积物中微量元素含量分布特征  11-13
    1.1.3 沉积物中元素相关性与因子分析  13-14
    1.1.4 沉积物环境质量评价  14-15
  1.2 研究总体思路  15-18
    1.2.1 研究目的、意义  15-16
    1.2.2 研究内容  16-18
第二章 研究区域与研究方法  18-24
  2.1 研究区域概况  18-20
    2.1.1 东寨港红树林区  18-19
    2.1.2 清澜港红树林区  19
    2.1.3 新盈港红树林区  19-20
  2.2 样品采集与处理  20
  2.3 样品测定方法  20-24
    2.3.1 微量元素含量  20-21
    2.3.2 常量元素含量测定  21
    2.3.3 有机质测定  21-24
第三章 沉积物中常量元素含量及其分布特征  24-36
  3.1 常量元素空间含量分布特征  24-27
  3.2 常量元素垂直分异特征  27-31
  3.3 常量元素的相关性分析  31-32
  3.4 元素的组合及其地质意义  32-34
  3.5 小结  34-36
第四章 沉积物中微量元素含量及其分布特征  36-54
  4.1 表层沉积物中微量元素含量水平  36-38
  4.2 沉积物中微量元素平面分布特征  38-43
  4.3 沉积物中微量元素垂直分布特征  43-46
  4.4 沉积物中微量元素的相关性分析和因子分析  46-51
    4.4.1 相关性分析  46-49
    4.4.2 因子分析  49-51
  4.5 小结  51-54
第五章 沉积物环境质量评价  54-62
  5.1 基于地积累指数法的评价  54-56
  5.2 基于潜在生态风险指数法的评价  56-60
    5.2.1 综合污染状况评价  57-58
    5.2.2 潜在生态风险评价  58-60
  5.3 小结  60-62
第六章 结论  62-64
参考文献  64-72
攻读硕士学位期间取得的研究成果  72-74
致谢  74-75

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 海洋学 > 海洋基础科学 > 海洋地质学 > 海洋沉积、历史海洋学 > 海洋沉积
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