钦州近岸海域及其入海口重金属的分布、来源及污染风险评价

摘要

近岸海域及入海口作为河海连接的枢纽，是一个具有复杂动态变化的环境系统，人类活动产生的大量污染物主要通过入海口输入近岸海域，进而向远海输运。在这些环境污染物中，重金属因其易蓄积、难于生物降解等特征而引起社会的普遍关注。近年来钦州沿岸港口和临海工业迅速发展，大量工业废水及生活污水的排放对钦州海域生态环境的污染负荷日趋严重。本文分析了钦州近岸海域及入海口的海水、悬浮颗粒物及沉积物中Zn、Cu、Pb、Cd、Cr的含量分布特征与污染状况，初步探讨了重金属的分配与富集，并分析了重金属的可能来源。得到主要结论如下:
　　(1)钦州近岸海域及入海口溶解态Zn、Cu,Pb、Cd、Cr平均含量分别为29.95、1.96、1.47、0.09、0.40μg/L，Cu、Cd、Cr在所有采样点含量均低于海水水质一类标准，Zn、Pb平均含量高于海水水质一类标准。Cd含量由西向东呈先升高再降低的分布趋势，Pb总体呈由西北向东南升高的分布趋势，Zn、Cu、Cr含量空间分布相对较均匀。研究区78.79％以上区域属于基本无污染，部分地区轻度污染，Zn、Pb为其主要污染贡献元素。
　　(2)钦州近岸海域及入海口颗粒态Zn、Cu,Pb、Cd、Cr平均含量分别为127.2、30.3、40.9、0.50、47.9μg/g。Cd元素空间分布最不均匀，Cu、Pb、Cr总体呈现海湾低于入海江河的趋势，Zn则在钦州湾东边近岸区域及入海径流含量较高。五种重金属的综合潜在生态风险等级在48.5％区域属于中等，主要污染区域为茅岭江、钦江、大风江及钦州港附近，Zn、Pb、Cd为主要污染贡献元素，其中Cd是最主要的生态危害因子。
　　(3)钦州近岸海域及入海口沉积物Zn、Cu、Pb、Cd、Cr的总含量均值分别为83.3、18.4、23.2、0.17、23.4μg/g，均低于海洋沉积物质量一类标准。Cd含量总体呈西高东低的趋势，Cu、Pb含量分布均为由河至海逐渐降低，Zn在靠近外海的区域含量较低，Cr含量高值区主要为靠近海岸的区域及大风江近上游区域。沉积物中Pb、Cr、Zn、Cu普遍以残渣态为主，Cd主要以碳酸盐结合态为主，可能会对环境产生较大的影响。沉积物仅对Pb元素未产生明显的富集作用。五种重金属的综合潜在生态风险等级在93.9％区域属于低等，污染区域主要为茅岭江、钦江及钦州港附近，Zn、Cu、Cd为主要污染贡献元素，Cd是最主要的生态危害因子，但暂时不会对研究区产生不良生物效应，而Zn、Cu则偶尔会对研究区产生生物毒性效应。
　　(4)研究区溶解态Pb、Cr含量主要受到钦州外湾之外的海水影响，由河至海呈反向稀释作用。盐度的升高会增强Cu、Pb、Cr的解吸作用，pH的升高则会减弱Cr的吸附作用。溶解态Zn容易受到Fe-Mn氧化物及有机物的吸附而沉降至沉积物，溶解态Cr与悬浮颗粒物结合后会迅速沉降至沉积物，含Cu颗粒物与含Cu沉积物间会频繁地进行沉降-再悬浮等作用。
　　(5)研究区重金属主要来源于工业排污、农业废水、生活污水、船舶运输、岩石风化与自然侵蚀等，受到人为来源和自然来源的共同影响。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 重金属概述

1．1．1 重金属的定义及特点

1．1．2 重金属的危害

1．2 国内外对近岸海域及入海口重金属研究进展

1．2．1 近岸海域及入海口溶解态重金属研究进展

1．2．2 近岸海域及入海口悬浮颗粒态重金属研究进展

1．2．3 近岸海域及入海口沉积物重金属研究进展

1．3 研究区概况

1．4 研究目的、意义和内容

1．4．1 研究目的与意义

1．4．2 主要研究内容

1．4．3 研究技术路线图

2．1．1 主要仪器

2．1．2 主要试剂

2．2 样品采集

2．3 实验分析

2．3．1 海水样品分析

2．3．2 悬浮颗粒物分析

2．3．3 沉积物分析

2．4 评价方法

2．4．1 海水重金属污染风险评价方法

2．4．2 悬浮颗粒物重金属污染风险评价方法

2．4．3 沉积物重金属污染风险评价方法

2．5 数据处理方法

第三章 钦州近岸海域及入海口重金属的分布特征与污染评价

3．1 溶解态重金属含量分布特征与污染评价

3．1．1 溶解态重金属含量水平

3．1．2 溶解态重金属空间分布特征

3．1．3 溶解态重金属污染评价

3．2 颗粒态重金属含量分布特征与污染评价

3．2．1 颗粒态重金属含量水平

3．2．2 颗粒态重金属空间分布特征

3．2．3 海水环境中重金属的固液分配系数

3．3．4 颗粒态重金属污染评价

3．3 沉积物重金属分布、富集与污染评价

3．3．1 沉积物重金属总含量水平

3．3．2 沉积物重金属总含量空间分布特征

3．3．3 沉积物重金属的赋存形态及分布特征

3．3．4 沉积物对重金属的富集系数

3．3．5 沉积物重金属污染风险评价

3．4 本章小结

第四章 重金属含量与主要环境因子的相关性

4．1 海水环境重金属含量与主要环境因子的相关性

4．1．1 与盐度的相关性

4．1．2 与pH的相关性

4．1．3 与总悬浮颗粒物的相关性

4．1．4 与DO的相关性

4．2 不同介质间重金属含量的相关性

4．3 本章小结

第五章 重金属来源分析

5．1 海水重金属来源分析

5．2 悬浮颗粒物重金属来源分析

5．3 沉积物重金属来源分析

5．4 本章小结

6．1 结论

6．2 主要创新点

6．3 研究展望

参考文献

致谢

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