渤海湾沉积物重金属的分布特征及影响因素.pdf

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1、第35卷第3期2017年7月海洋科学进展ADVANCESINMARINESCIENCEV01．35NO．3July，2017渤海湾沉积物重金属的分布特征及影响因素陈秀1，李爽兆1，袁德奎卜，穆迪2，李原仪1(1．天津大学力学系，天津300354；2．河北工业大学海洋科学与工程学院，天津300130)摘要：2012-1011对渤海湾18个站位(含4个沉积物柱状样站位)的沉积物进行采样分析，结果表明，5种主要的重金属((Jr，Cu，Zn，Cd，Pb)有相似的空间(水平方向)分布特征，即渤海湾西北部和渤海湾中部的沉积物重金属质量分数较高。利用地质累积

2、指数法评价沉积物重金属污染程度，结果显示，Cd受到轻度污染。采用相关性分析和主成分分析，对污染物来源进行了探讨，推测渤海湾西北部高质量分数重金属很可能与排污口的排放有关。根据沉积物粒度分布特征，结合渤海湾的环流情况，推测沉积物重金属分布受渤海湾水流及其所导致的粒度变化所影响，进一步分析了放射性核素2”Pb活度的空间分布，在渤海湾西北部及中部的重金属高质量分数区域，2“’Pb活度随埋藏深度呈现有规律的衰减且沉积速率较低，证实该区域沉积环境较为稳定，有利于携带重金属的悬浮物沉积。关键词：渤海湾；沉积物；重金属；粒径；放射性同位素中图分类号：P736

3、文献标识码：A文章编号：1671—6647(2017)03—0382—10doi：10．3969／i．issn．16716647．2017．03．008渤海是中国的内海，平均水深约18m，海域面积约7．8万km2，由中央盆地、渤海海峡、辽东湾、渤海湾和莱州湾组成。位于渤海西部的渤海湾水深相对较浅，平均水深不足10m，最大水深约32m。渤海湾三面环陆，与河北、天津、山东的陆岸相邻，是一个典型的半封闭海湾，海水与外界的交换能力较弱、自净能力差。随着渤海湾沿岸区域经济社会的快速发展，该海域面临着巨大的生态环境压力。重金属是具有潜在危害的重要污染物，难

4、以降解，能持久存在于环境中。更为重要的是，重金属会随着食物链迁移和积累，最终对人类健康构成威胁。因此，重金属的影响受到了广泛的重视，在此方面开展了大量的研究口6]。泥沙是重金属迁移转化的重要载体。一方面，泥沙颗粒可以吸附大量重金属，在一定的水动力条件下沉积下来；另一方面，当水动力和物理化学等外部条件改变时，吸附在泥沙颗粒上的重金属可随着泥沙迁移。所以沉积物是重金属的主要富集介质，同时也是潜在的污染源。换一个角度看，沉积物记录着重金属的来源、分布，以及迁移和转化的历史_6。81。因此，研究沉积物重金属的分布特征及影响因素对于认识生态环境的状况及变

5、迁规律和机理有重要意义。对于渤海湾沉积物重金属，已有大量的研究成果，但主要集中在港口及潮间带区域一”“。，对于渤海湾整个区域沉积物重金属研究缺乏，尚不足以全面地反映出渤海沉积物中重金属分布特征，对其机理的认识也有待深入。为此，本文在基本覆盖整个渤海湾区域的18个站位采集了沉积物样品，开展了重金属的分析测试，综合其他研究者的测试数据，并结合渤海湾余环流特征及210Pb活度的垂向分布，对渤海湾沉积物重金属的分布规律及影响因素进行分析。收稿日期：2016-06—19资助项目：天津市自然科学基金重点项目——渤海叶绿素分布的年际变化特征及其水动力输运机理

6、(16JCZDJC39400)；教育部新世纪优秀人才支持计划——近海水生态环境数据驱动模型及其在渤海湾的应用(NCET12-0406)作者简介：陈秀(1990一)，女，安徽安庆人．硕士研究生，主要从事河VI、海湾和河流水动力和水环境方面研究．E-mail：chenxiu@tju．edu．cn*通讯作者：袁德奎(1972一)，男，四川遂宁人，研究员，博士．主要从事河口、海湾和河流水动力和水环境问题数值模拟方面研究．E—mail：dkyuan@t{u．edu．CI](陈靖编辑)3期陈秀，等：渤海湾沉积物重金属的分布特征及影响因素3831数据及方法2

7、012—10—11两次采集了渤海湾18个站位的沉积物样品(图1中A1～A6，D1～D6，E1～E6站位)。其中A2，A4，A5和A6站位采集的是柱状沉积物样品(样品长度20～30cm不等)，柱状样按1或2cm厚度进行切割分样，其余14个站位采集的是表层沉积物样品。样品装入聚乙烯袋后立即低温冷藏并带回分析测试中心。经自然风干，用瓷钵研磨，过100目尼龙筛，四分法缩分分取10～20g制备好的样品，放入样品袋。称取上述处理后的样品0．1g在聚四氟乙烯坩埚中，加入HF—HNO。一HCl0。溶解后使用电感耦合等离子体质谱(ICP—MS)测定每份样品中Cr

8、，Cu，Zn，Cd和Pb的质量分数。整个分析测定过程中加入标准工作溶液，标准工作溶液由国家标准溶液在使用时根据不同元素测定的需要配制而成，各元素的回收