苏北浅滩表层沉积物中主要污染物的分布、来源及风险评价

发布时间：2020-09-16 17:23

　　重金属、多环芳烃、多氯联苯和有机氯农药由于其难降解、难挥发、持久性及其毒性而成为21世纪环境科学研究的热点问题。人为活动使其残留在环境中且长期存在,并通过地表径流最终汇聚到河流、湖泊和海洋。在水体中这些污染物通过一系列的理化作用与沉积颗粒物相结合从而在水体底部沉积下来,因此沉积物变成了这些污染物的存储库。在一定条件下,沉积物又能通过水动力再悬浮,并进行远距离迁移运输,变为污染源。因此,沉积物不仅是污染物的载体,也是污染物的来源,这些特性使其适合作为污染物的“指示剂”,能较好的反应该地区的污染状况。苏北浅滩由于其特殊的地貌又是亚洲最大的淤泥质滩涂,大量的养殖户在该地区建立文蛤、泥螺、四角蛤蜊和紫菜等养殖区。滩涂的开发利用一方面带来经济效益的增长,另一方面也使脆弱的滩涂生态遭受威胁。目前对于苏北浅滩重金属、多环芳烃、多氯联苯和有机氯农药污染状况的研究所涉及的内容和种类较为单一,信息不全,且区域不完整,有一定的局限性,很难全面反映滩涂生态系统的综合污染状况。因此,本文对苏北浅滩表层沉积物中多种污染物进行综合全面的评价分析,以便了解掌握该区域目前的生态环境状况,以期为苏北浅滩生态环境的预防、控制及治理提供科学依据。苏北浅滩表层沉积物中重金属Ni、Zn、Cr、Cu、As、Pb、Cd和Hg的浓度分别为47.88±8.93、38.18±8.86、19.22±5.14、11.32±5.07、6.97±2.45、0.13±0.72、0.56±0.77和0.06±0.02 mg/kg。总有机碳(TOC)、粘土(Clay)、淤泥(Silt)和砂(Sand)的含量分别为1.7±0.8%、3.3±3.2%、13.6±14.2%和83.1±17.4%。在空间分布上,重金属Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ni和As显示出相似的空间分布,北部最高,中部次之,南部最低。TOC、粘土、淤泥的空间分布与这些重金属也相似,但汞的分布恰恰相反。主成分分析表明Cu、Zn、Cd、Cr和Ni主要为天然来源,而Pb、Cd、As和Hg为工业和农业来源。地累积指数(I_(geo))、潜在生态风险指数(RI)、污染负荷指数(PLI)、毒性风险指数(TRI)和污染严重程度指数(CSI)的结果表明,处于污染的站位分别占33.4%、25.9%、33.3%和70.4%,其中70.4%的CSI站位包含66.7%的污染程度较低的站位。Cd和Hg为中度污染,且为主要污染因子。污染区域主要分布在苏北浅滩中部和北部,而南部地区生态环境良好。苏北浅滩表层沉积物中16种多环芳烃(PAHs),除了苊烯(Acy)、苊(Ace)、Ant、苯并[k]荧蒽(BkF)和二苯并[ah]蒽(DBA)外,其余11种多环芳烃均被检出。总PAHs浓度范围为0.0至25.2 ng/g,平均值为5.9 ng/g,最高值区域出现在苏北浅滩中部。TOC和粘土含量与总PAHs浓度正相关,表明TOC和粘土对研究区PAHs的分布有重要影响。PAHs多以4-5环为主,轻重比(LMW/HMW)表明苏北浅滩PAHs主要来自高温燃烧。主成分分析显示,PAHs主要来自煤炭燃烧、运输(汽油燃烧)、焦化源和石油来源。生态风险结果表明,PAHs的生态风险处于较低水平。苏北浅滩表层沉积物中10种多氯联苯(PCBs)和17种有机氯农药(OCPs)都只检测出5种,∑PCBs和∑OCPs的浓度范围分别为n.d.~18.247 ng/g(平均值为2.117 ng/g)和n.d.~1.840 ng/g(平均值为0.080 ng/g),浓度都处于较低水平,且其分布都呈不均匀分布。生态风险评价结果表明,苏北浅滩表层沉积物中的PCBs和OCPs残留对生物产生的毒副作用影响较小。
【学位单位】：大连海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X55
【部分图文】：

技术路线图,技术路线

本研究技术路线

示意图,苏北,浅滩,表层沉积物

第二章材料与方法点布设年 4 月 7 日-23 日，项目组前往江苏沿海与当地渔政管理部门对接，供的沿海滩涂断面GPS信息联合进行了实地勘测和定位，最终确定由典型的沙脊群形成的特殊地貌，因此本研究选取苏北浅滩 9 个断个断面沿海岸线垂直向外分别采集 6 个站位表层 5cm 沉积物样品每个站位之间距离 500 m 左右。该区域北纬 31°45'03" 34°27'45"，东经"。图 2-1 和表 2-1 分别为采样地点的位置和具体经纬度信息。

空间分布,重金属,苏北,浅滩

的含量较高有关，根据“粒径规律”，粒径越小的沉积物颗粒越有可能吸附重金属在物中沉积下来[142]。与前面 7 种重金属分布相反，重金属 Hg 的空间分布由北到南逐，这可能是由于苏北浅滩南部存在的大量化工厂[143]以及工业园区等。TOC 的空间分征从南向北增加，在苏北浅滩北部检测到最高值。粒度分布是影响沉积物中重金属学行为的重要因素[144]，细颗粒沉积物通常会由于吸附作用携带较高含量的重金属C[145, 146]。该研究区域中细粒沉积物和 TOC 的分布显示出与重金属相似的结果，表沉积物可能是某些重金属和 TOC 良好的载体[147, 148]。

【参考文献】