杭州湾庵东浅滩沉积柱重金属污染历史及生态风险评价

摘要

杭州湾是中国东部一个喇叭状的海湾。湾口上游与钱塘江连接，湾口下游通过星罗棋布的舟山群岛与东海连通。湾口南北两岸分别于长江，曹江及甬江相连接。中国“改革开放”之后迅速的城市化和工业化导致了一系列的环境问题。同样，杭州湾也遭受到人类活动严重的影响。沉积物是重金属的源和汇，因此关于杭州湾沉积物研究得到很多学者的关注。有关杭州湾重金属的研究，前人主要集中在表层沉积物上，关于湾内深层沉积物中重金属污染情况的研究尚显不足。通过研究沉积柱中的重金属污染能够再现重金属污染历史和污染物的分布特征，并进一步研究重金属的潜在生态风险和人类活动对杭州湾重金属污染的影响。因此，从杭州湾庵东浅滩采集沉积柱并研究其重金属污染历史及评价其潜在生态风险是非常有意义的。
　　我们从庵东浅滩采集了两个沉积物岩芯柱（C1和C2），研究其重金属(Cr、Cd、Hg、Pb、Co、Ni、Mn、Cu和Zn)含量的历史变化。根据210Pb测年可知，沉积柱的沉积历史可以追溯到30年之前，根据沉积深度及沉积年限可以计算出，近年来庵东浅滩的沉积速率大约为5cm a-1。在2000年之前，这两个沉积柱中重金属浓度垂向分布几乎不变。然而，在2000年之后，沉积柱C1中重金属浓度随着赋存深度减小而大幅度增加。两个沉积柱中沉积物重金属浓度增加表明，最近十年该地区沉积物已受到严重的人类污染。沉积柱C1受到Cr和Pb污染的程度为中度污染到重度污染，而沉积柱C2基本上未受到重金属的污染。多元统计分析表明，沉积柱C1的重金属污染主要来源于人类活动，而沉积柱C2的重金属来源主要受自然过程的控制。通过CIC模型分析可得，沉积柱C1中沉积物重金属的通量为3.99-8.91g m-2a-1，沉积柱C2中沉积物重金属的通量为2.74-7.37gm-2a-1。沉积柱C1中，沉积物重金属的通量较高的原因有可能与相邻地区污水排放密切相关。因此，人类活动对杭州湾地区重金属污染的增大有显著的影响。此外，杭州湾跨海大桥也可能影响沉积物中重金属的积累，因为在大桥建设过程中沉积物的重金属通量有所下降。论文重建了过去30年杭州湾重金属污染的历史，它将为周边的环境保护和政策制定提供重要的信息。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究课题来源

1．2 研究目的意义

1．3 研究背景

1．4 课题研究现状

1．4．1 国内外研究现状

1．4．2 杭州湾沉积物研究现状

1．5 研究目标、技术路线和方法

1．5．1 研究目标和技术路线

1．5．2 研究方法

2 研究区域概况

2．1 研究区域地理位置

2．2 地质概况

2．2．1 地质构造特征

2．2．2 沉积物分布特征

2．3 区域水文特征

2．3．1 钱塘江地理构造水文特征

2．3．2 长江口地理构造水文特征

2．3．3 舟山群岛地理构造水文特征

2．4 区域污染源分布

3 样品来源及数据分析

3．1 样品来源

3．1．1 样品采集点选择

3．1．2 样品采集和预处理

3．2 样品实验分析

3．2．1 样品测年和沉积速率分析

3．2．2 样品重金属浓度分析方法

3．2．3 样品粒度及粒级分析

3．2．4 沉积柱总有机碳分布特征

3．3 沉积柱中重金属地球化学特征和时空分布分析

3．3．1 沉积柱中重金属的地球化学特征

3．3．2 沉积物中重金属来源的统计分析

3．4 小结

4 杭州湾重金属污染评价及生态风险评价

4．1 杭州湾庵东浅滩重金属污染评价

4．1．1 重金属背景值的选取

4．1．2 重金属污染评价

4．2 杭州湾庵东浅滩重金属生态风险评估

4．3 小结

5 杭州湾周边经济发展与重金属污染的关联研究

5．1 沉积柱重金属通量的时空分布

5．2 杭州湾周边主要省市经济发展趋势

5．3 沉积桂重金属通量与经济发展之间关系

5．4 小结

6 结论与展望

6．1 研究结论

6．2 问题及展望

参考文献

作者简介