南海北部珊瑚生长区重金属分布特征及评价

摘要

珊瑚礁区生态系统对海洋生物多样性保护以及维护区域和全球生态健康均具有极其重要的作用，然而随着人类活动的加剧，近海岸重金属污染问题日渐突出，严重影响着珊瑚礁生态系统健康。因此，本文选择南海北部的涠洲岛、三亚鹿回头和雷州半岛灯搂角珊瑚礁区，以及广东大亚湾珊瑚群落发育的海域，分析了海水、沉积物、珊瑚骨骼重金属(Hg、As、Cu、Cd、Cr、Pb和Zn)的含量分布特征及生态风险，研究的主要结论如下:
　　(1)南海北部4个珊瑚生长区海水中重金属平均含量依次为6.92(Zn)、1.05(Pb)、0.89(Cr)、0.80(As)、0.77(Cu)、0.079(Cd)、0.055(Hg)μg/L。鹿回头与灯楼角珊瑚生长区中Pb、Hg含量较高，其平均含量均高于一类海水水质标准;大亚湾珊瑚生长区中Hg含量较高，其平均含量高于一类海水水质标准;涠洲岛珊瑚生长区中各重金属含量均低于一类海水水质标准。通过综合指数法（WQI）评价得出，4个区域WQI值均小1，这表明重金属处于基本无污染水平。
　　(2)4个珊瑚生长区沉积物中重金属平均含量分别为15.55(Zn)、8.15(Cr)、5.66(Cu)、3.75(Pb)、3.14(As)、0.07(Cd)、0.06(Hg)μg/g,灯楼角礁区中As、Cu、Cr、Pb、Zn的含量均显著高于其余3个礁区，而Hg、Cd的含量四个礁区基本持平，4个区域中各元素含量均未超过海洋沉积一类标准。生态危害指数法(ERI)评价得出，4个区域ERI值均小于150，表明重金属综合潜在生态风险处于较低水平。就单个元素对ERI的贡献率而言，Hg元素对涠洲岛、大亚湾、鹿回头、灯楼角4个区域的综合潜在风险指数的贡献率分别达69.14％、61.43％、76.28％、56.55％，因此，Hg为4个区域的主要潜在风险因子。
　　(3)涠洲岛5种珊瑚骨骼中各元素的平均含量从大到小依次为22.66(Zn)、2.93(Cu)、1.90(Pb)、0.70(Cr)、0.14(Cd)μg/g。大亚湾10种珊瑚骨骼中各元素的平均含量从大到小依次为34.77(Zn)、6.02(Cu)、2.29(Pb)、1.50(Cr)、0.16(Cd)μg/g。鹿回头9种珊瑚骨骼中各元素的平均含量从大到小依次为10.68(Zn)、1.12(Cu)、0.56(Pb)、0.32(Cr)、0.04(Cd)μg/g。灯楼角6种珊瑚骨骼中各元素的平均含量从大到小依次为11.48(Zn)、1.96(Cu)、1.04(Pb)、0.70(Cr)、0.13(Cd)μg/g。单因素方差分析得出，涠洲岛礁区Cd元素的含量在珊瑚种之间存在着显著差异，其余4种重金属元素未体现出珊瑚的种间差异性;大亚湾、鹿回头、灯楼角礁区中5种重金属元素均未体现出珊瑚的种间差异性，这说明区域环境条件是影响珊瑚骨骼中重金属含量的重要因素。珊瑚对重金属的富集系数显示，4个礁区均表现为珊瑚对Cu、Zn的富集系数较高，对Cr的富集系数较低，这表明珊瑚对重金属的富集具体一定的选择性。通过区域对比可知，涠洲岛、大亚湾、鹿回头、灯楼角4个礁区珊瑚骨骼中Cu、Cd、Cr、Pb、Zn含量均处于相对较低水平，值得注意的是，涠洲岛、大亚湾礁区中Pb含量与大堡礁相比，高出其4.5～13.78倍，需引起关注。
　　(4)南海北部珊瑚生长区重金属来源利用相关性、聚类分析，推测其可能主要来源于工业排污、船舶运输、旅游活动、养殖污染及农业生产等。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 重金属概述

1．1．1 重金属的定义和特征

1．1．2 重金属的来源

1．1．3 重金属的危害

1．2 珊瑚的生物学特征

1．2．1 分类学

1．2．2 分布区域

1．2．3 生长环境

1．3 珊瑚礁资源的价值

1．3．1 科研价值

1．3．2 经济价值

1．4 珊瑚礁退化的影响因素

1．4．1 气候变化

1．4．2 人类活动

1．5 珊瑚礁重金属污染的研究进展

1．5．1 国内珊瑚礁重金属研究进展

1．5．2 国外珊瑚礁重金属研究进展

1．6 研究内容、目的及意义

1．6．1 研究内容

1．6．2 研究的技术路线

1．6．3 研究目的与意义

第二章 样品采集与测定

2．1 研究区域的环境状况

2．2 采样点的环境状况

2．3 样品的采集

2．4 实验分析

2．4．2 沉积物样品分析测定

2．4．3 珊瑚骨骼样品分析测定

2．4．4 质量控制与质量保证

2．4．5 数据处理方法

第三章 珊瑚生长区海水重金属的分布特征及评价

3．1 涠洲岛海水重金属的研究

3．1．1 海水中重金属的含量分布特征

3．1．2 海水中重金属污染评价

3．2 大亚湾海水重金属的研究

3．2．1 海水中重金属的含量分布特征

3．2．2 海水中重金属污染评价

3．3 鹿回头海水重金属的研究

3．3．1 海水中重金属的含量分布特征

3．3．2 海水中重金属污染评价

3．4 灯楼角海水重金属的研究

3．4．1 海水中重金属的含量分布特征

3．4．2 海水中重金属污染评价

3．5 四个礁区海水重金属含量与其他海域礁区的比较

3．6 本章小结

第四章 珊瑚生长区沉积物重金属的分布特征及评价

4．1 涠洲岛、鹿回头沉积物重金属的研究

4．1．1 沉积物中重金属的含量分布特征

4．1．2 沉积物中重金属风险评价

4．2 大亚湾、灯楼角沉积物重金属的研究

4．2．1 沉积物中重金属的含量分布特征

4．2．2 沉积物中重金属风险评价

4．3 四个礁区沉积物重金属含量与其他海域礁区的比较

4．4 本章小结

第五章 珊瑚骨骼重金属的含量分布特征及评价

5．1 涠洲岛珊瑚骨骼重金属的研究

5．1．1 珊瑚骨骼重金属的含量分布特征

5．1．2 珊瑚重金属的富集因子

5．2 大亚湾珊瑚骨骼重金属的研究

5．2．1 珊瑚骨骼重金属的含量分布特征

5．2．2 珊瑚重金属的富集因子

5．3 鹿回头珊瑚重金属的研究

5．3．1 珊瑚骨骼重金属的含量分布特征

5．3．2 珊瑚重金属的富集因子

5．4 灯楼角珊瑚骨骼重金属的研究

5．4．1 珊瑚骨骼重金属的含量分布特征

5．4．2 珊瑚重金属的富集因子

5．5 四个礁区珊瑚重金属含量与其他礁区的比较

5．6 本章小结

第六章 四个礁区重金属污染源的探讨

6．1 四个礁区重金属来源分析

6．2 本章小结

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 研究展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表学术论文目录