华东沿海滩涂区环境地球化学研究

发布时间：2020-03-30 11:24

【摘要】：华东沿海滩涂总面积11056.48 km2,占我国滩涂面积一半左右,是我国重要后备土地资源。前人的研究只局限于小区域、少量元素的研究,缺少针对华东沿海滩涂整体区域地球化学特征及不同类型滩涂围垦后地球化学变化规律的系统研究。本文以华东沿海滩涂区作为研究对象,以1:25万多目标区域地球化学调查所获得的1906个表层样品测试分析数据为基础,应用多种统计分析方法,重点研究了华东地区沿海滩涂沉积物中重金属元素和富营养元素含量特征,讨论了华东地区沿海滩涂中重金属污染和富营养化的程度和影响因素。随后,作者选择了大丰(淤泥质滩涂)、如东(粉砂质滩涂)两个不同物质组成典型滩涂区,分析其在百年尺度下不同围垦年限、不同利用方式滩涂的成土过程、常量元素、重金属元素、营养元素、含盐量、盐基离子和pH的变化规律,并采用相关分析、因子分析等统计方法揭示地球化学指标内在关系。主要的研究结论如下:1、通过对中国东部沿海滩涂中重金属元素含量特征、富集因子和元素共生组合特征分析,中国东部沿海滩涂沉积物中各重金属元素含量总体不高,大多低于世界主要河口三角洲的重金属元素含量水平,污染程度总体不高。2、中国东部(由北向南)的江苏省、上海市、浙江省、福建省的沿海滩涂中重金属的分布特征有较大差别,表现为江苏省沿海滩涂的重金属含量总体偏低,污染叠加弱;浙江省和上海市沿海滩涂中重金属含量一般最高,含量直方图多呈双峰分布,显示强烈的污染叠加,尽管平均值大多未超标,但存在一定量的高值点,其含量已超过国家土壤环境质量II级乃至III级标准,其污染程度值得关注;福建省沿海滩涂中重金属含量则多显示高背景下的部分污染叠加;富集分析显示各种重金属元素均有一定程度的富集,其中尤以As和Hg最为明显,50%以上采样点达到中等富集(EF2.0)以上;Cr次之;其它重金属元素多为弱富集,中等富集和强富集的比例小。3、Pb、Zn、Hg、Cu、Ni、As是华东地区沿海滩涂中重金属元素的主要组合,代表了沿海滩涂受区域岩石风化背景制约下受人类活动影响的一组元素组合特征。滩涂中重金属元素明显以Fe-Mn氧化物和粘土矿物(以高Al为特征)吸附、有机质(以高OrgC含量为特征)吸附为主要富集机理,并受环境酸碱性的影响,酸性条件(CaO、pH、Na2O低)有利于重金属元素Pb、Zn、Hg、Cu、Ni、As在滩涂沉积物中富集。4、中国东部沿海滩涂沉积物中N、OrgC的含量总体不高;P含量相对较高,局部富营养化较严重;各省市沿海滩涂沉积物中N、P、OrgC含量的分布特征差异明显。5、通过对大丰、如东2个典型区不同围垦年限土壤理化性质分析显示:土壤粒度变化规律是一致的,随着围垦年限增加平均粒径变小,细粒径含量增加,粗粒径含量减少;pH和无机盐总量同时呈现随着围垦年限增加pH和无机盐总量逐渐减小,盐基离子组合和含量也发生变化,Na+、Cl-所占比例减少,Ca2+、Mg2+、SO42-及HCO3-所占比例逐渐增加;Cd、Hg、N、P、F、I等含量都随着围垦年限的增加而增加;As、Cl、Br等含量随着围垦年限的增加而减少。6、土壤风化指数显示两个地区在围垦后呈现成土过程有所差别,在大丰围垦区呈现出富硅贫铝、铁成土过程,而如东则呈现相反成土过程。但同时又都在进行脱盐、脱钙成土过程。7、围垦后土壤理化性质变化对土壤元素含量有着不同程度影响,其中土壤风化指数Na/K、硅铝率和硅铝铁率变化规律能很好解释两个围垦区重金属、卤族元素和营养元素不同变化特征。8、通过对大丰、如东两个典型区不同利用方式滩涂土壤理化性质分析显示:人为影响较大利用方式(如农田)土壤粒径越均匀,细粒径含量越多;无机盐总量呈现出农田、鱼塘、林地含量明显低于潮滩和荒地,盐基离子也从潮滩和荒地中以Cl-、Na+为主向农田和林地中Ca2+、Mg2+、HCO3、SO42-等为主转变;Cd、Hg、Cu、N、P、有机质、I、F等在农田、林地、鱼塘中显示含量特征,As、Cl、Br呈现相反特征;土地利用方式不同对成土过程有所影响,农田、林地和鱼塘中壤风化指数Na/K、硅铝率和硅铝铁率变化明显高于潮滩和荒地。
【图文】：

沿海滩涂,位置图

由北至南包括行政区有江苏省的连云港市、盐城市、南通市；上海市；浙江省的嘉兴市、杭州市、绍兴市、宁波市、台州市、温州市；福建省的宁德市、福州市、莆田市、泉州市、厦门市、漳州市等沿海城市滩涂（见图2-1）。图2-1 华东沿海滩涂研究区位置图注：引自中国国土资源航空物探遥感中心.2012.《中国东部重要经济区带基础地质环境遥感调查与监测》报告

大丰,位置,沿海平原,海积

达 3000 m 以上。沿海平原第四纪沉积类型为海积、冲积交替沉积区，，沉积厚度一般在 100～300 m 之间，在区内的大中集附近可达 300 m 以上。图2-2 大丰研究区位置3、土壤概况
【学位授予单位】：中国地质大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X142;X55

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