江苏省海州湾入海河流沉积物地球化学特征及其环境意义

发布时间：2020-07-05 03:35

【摘要】：河流入海沉积物是研究陆地周边污染状况的有效载体。本文以海州湾入海河流沉积物为研究对象,分别对9条河流入海处河漫滩表土(0-5cm)32个沉积物样品的黑碳(简称BC,包括焦炭(Char)和烟炱(Soot))、磁化率(MS)、总有机碳(TOC)、多环芳烃(PAHs)和几种重金属元素(简称HMs,包括Cr、Mn、Ni、Zn和Pb)等地球化学指标进行测试和分析,系统探讨海州湾地区沉积物中各项地球化学指标的空间分布特征及其相关性,利用Arcgis和SPSS分析,对黑碳、多环芳烃和重金属的污染状况进行评估和来源解析,其研究结果对于该研究区域污染状况深入理解和治理对策,提供基础数据。主要研究结果如下:(1)海州湾入海河流沉积物中不同地球化学指标的浓度空间分布呈现区域性。黑碳的浓度在0.144~4.678 mg/g范围内变化,平均值为1.005 mg/g,最高值在该区域西南部石梁河流域样点SLH-4(4.678 mg/g),而最低值则出现在该区域东北部绣针河流域样点XZ-2(0.079 mg/g);总有机碳的浓度在0.083~2.290 mg/g范围内变化,平均值为0.726 mg/g,最高值在该区域中部沙王河流域样点SWH-1(2.290mg/g),而最低值则出现在该区域东北部绣针河流域样点XZ-2(0.083 mg/g);5种重金属浓度的变化范围分别在Cr(47.88~135.44 mg/kg)、Mn(268.11~2050.52mg/kg)、Ni(17.68~133.05 mg/kg)、Zn(30.42~605.11 mg/kg)、Pb(18.13~71 mg/kg)内变化,所有的平均浓度均高于其环境背景值(5种重金属的环境背景值分别为Cr(60.28 mg/kg)、Mn(570 mg/kg)、Ni(31.62 mg/kg)、Zn(64.68 mg/kg)、Pb(24.7 mg/kg)),其空间分布(Cr、Mn、Ni、Zn、Pb)均以东北部绣针河等环海州湾沿岸河流向西南部石梁河流域减少的趋势;16种多环芳烃(PAHs)的总浓度和平均浓度分别为456.85~3048.86 ng/g和1237.36 ng/g,其组分来看,海州湾主要以3~5环多环芳烃为主。从多环芳烃浓度的空间分布来看,该区位于西南临洪河流域的多环芳烃浓度最高。可见,海州湾入海河流沉积物中各项环境指标的浓度分布区域性特征与海州湾城乡工业空间格局和人类活动的强度密切相关。(2)根据地累积指数法、潜在风险指数法和富集系数3种评价方法得知,重金属Mn、Cr、Ni、Zn和Pb污染属于轻、中度污染。BC/TOC值(0.5~1)表明海州湾入海河流沉积物中黑碳主要来自区域化石燃料和海港交通的生物质燃烧;同构异构体比值表明海州湾入海河流沉积物中多环芳烃主要来源于煤炭、石油和生物质燃烧。可见,海州湾入海河流沉积物中重金属、黑碳和多环芳烃表明该区域污染物主要来源于沿环海州湾一带周边的石化工业和海港交通作业的污染物的排放。(3)不同入海河流沉积物中黑碳、总有机碳、重金属和多环芳烃的相关性差异与其物质来源不同密切相关。从沉积物中黑碳、重金属、总有机碳和多环芳烃的相关性表明:海州湾入海河流沉积物中的污染物来自混合污染源,黑碳和总有机碳、多环芳烃主要来源于生物质或化石燃料的燃烧源。而重金属则主要来源于工厂污染物排放物。相对于总有机碳,黑碳和多环芳烃的相关性显著(P0.05),其中Char与3环呈现极显著正相关(P0.01),与人类农业生物质燃烧有关;Soot与4环为正相关(P0.05),与周边石化工业和海港交通作业的污染物排放相关;从黑碳组分Soot与重金属的相关性整体上明显高于Char与重金属的相关性。黑碳对重金属的富集作用表明黑碳可作为多环芳烃和重金属的理想前驱体,同时对其污染程度具有重要的指示意义。综上所述,沉积物中重金属、黑碳、多环芳烃的来源差异不仅与人类活动排放物燃烧过程有关,而且还受到区域排放物质传输和沉积埋藏的动力学所控制。图19幅,表16个,参考文献107篇。
【学位授予单位】：西安工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X142
【图文】：

海州湾,地理位置,连云港市

2 研究区域概况及样品采集2 研究区域概况及样品采集2.1 地理位置及气候特征海州湾位于江苏省北部，与山东省接壤，是连云港市的辖区，南始连云港市高公岛（34°45′25″N，119°29′45″E），北至日照市佛手咀（35°05′55″N，119°21′53″E），海州湾东邻黄海、西连大陆，有众多河流汇入。海州湾是一个半开阔的海湾，海岸线长 86.81 km，宽 42 km，最大水深 12.2 m，总面积约 876.39 km2[8]，如图 2-1 所示。

采样点位

等远近闻名的景点，其中最吸引国内外游客的是滨海浴场。素有黄金海岸‖之称的海州湾海岸带占有江苏省最大的天然优质浴场—连岛滨海浴场。2.4.2 经济社会该区域主要属于连云港市管辖，其位于连云港市的岚山区、赣榆区和连云区。截止 2013 年，该区登记人口有 520.2 万人，每平方公里内的人口密度约有 581.5 人但城市化水平并不高。然而从 2005 年 2013 年，城市化的水平得到了改善[51]。201年，该区经济普遍呈现上升趋势，其国内生产总值有 1965.89 亿元，相比于江苏省其他市，该区经济属于落后地区，调整了三大产业的结构后，经济有了较快的发展农业经济发展势头逐渐拔高，农业生产总值不断提高，完成了农林经济增加值（277.51 亿元）。与此同时，工业经济开始稳步的增长，增加值达 989.77 亿元[52]该区工业分为轻工业和重工业，而重工业是该区主要的工业结构，它包括钢铁工业有色冶金、金属材料加工业等，这些工业在生产过程中产生的“三废”是造成其周边环境污染的主要原因。2.5 沉积物样品采集方法及采样点设置

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