湛江港海水中總鋅、總鉻的含量變化與水質評價＊

曲念東，田秀蕾，易志全，張際標，陳春亮

（1.國家海洋局南海環境監測中心 廣州 510300；2.廣東海洋大學海洋資源與環境監測中心 湛江 524088）

湛江港海水中總鋅、總鉻的含量變化與水質評價＊

曲念東1，田秀蕾1，易志全1，張際標2，陳春亮2

（1.國家海洋局南海環境監測中心 廣州 510300；2.廣東海洋大學海洋資源與環境監測中心 湛江 524088）

文章用電感耦合等離子體質譜法（ICP－MS）對湛江港海水中總鋅（Zn）、總鉻（Cr）的含量進行為期1年4個航次（春、夏、秋、冬）的調查和分析。結果表明：湛江港海水中總鋅、總鉻含量較低，年平均含量分別為1.42×10－2mg/L、2.65×10－2mg/L，其污染指數也較小，分別為0.284、0.265；但各季度海水中總鋅、總鉻平均含量變化趨勢不同：總鋅含量由大到小依次為春季、冬季、夏季、秋季，總鉻含量由大到小依次為秋季、冬季、春季、夏季；最后用單因子污染指數法對湛江港海水中總鋅、總鉻含量進行評價，結果表明：湛江港海水中的總鋅、總鉻含量分別低于國家二、一類海水水質標準規定的限值，符合《廣東省海洋功能區劃》規定的國家二類海水水質標準。

海水；重金屬；污染指數；湛江港

湛江港是新中國成立后第一個自行設計建造的現代化海港，自1956年開港以來，經過50多年的建設發展，已成為全國沿海25個主要港口之一，是西南沿海港口群的龍頭港和唯一億噸大港，也是我國中西部和華南地區貨物進出口的主通道和中國南方能源、原材料等大宗散貨的主要流通中心，泛珠三角地區連接東盟自由貿易區的最佳海上物流平臺，在亞太經濟圈中具有極其重要的戰略地位。

湛江港外有硇洲島為天然屏障，內有東海、南三兩島互為犄角，水深浪靜，海面寬闊，終年氣候溫和，沙泥積淤較少，是集商港、軍港、漁港和油港等于一身的我國南方深水良港。隨著湛江“工業立市、以港興市”發展戰略的深入實施，環湛江港灣的工業大港已初具規模，港內及周邊的交通運輸業、養殖業、石油加工業、服務業和旅游業等均較發達，寶鋼湛江鋼鐵基地、中科石化加工等項目將在湛江建設，海洋生態環境和生態系統的健康狀況令人擔憂，海灣生態環境承載力將在逐漸下降，海灣重金屬污染應引起人們的重視。有關海水中重金屬的研究局限在珠江流域及其入海口周邊地區［1－6］，余日清、陳蓉等對湛江港的水產品中重金屬含量進行研究［7－8］，郭笑宇、張才學等對湛江港海洋沉積物中重金屬的含量及分布進行了調查研究［9－10］，但有關湛江港水體重金屬的研究卻鮮見報道。

鋅污染是指鋅及化合物所引起的環境污染。主要污染源有鋅礦開采、冶煉加工、機械制造以及鍍鋅、儀器儀表、有機合成和造紙等工業的排放。汽車輪胎磨損以及煤燃燒產生的粉塵、煙塵中均含有鋅及化合物，工業廢水中鋅常以鋅的羥基絡合物存在。

鉻污染主要來源于冶金、水泥等工業，以及煤和石油燃燒的廢氣中，含有顆粒態的鉻。海水中溶解態鉻主要以Cr（Ⅲ）、Cr（Ⅵ）和有機鉻等形態存在，但Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）的化學性質與生物效應不同，Cr（Ⅲ）溶解度較小，可強烈吸附在顆粒表面而沉降或與海水中天然有機物形成穩定絡合物，Cr（Ⅵ）溶解度較大，在海洋中主要以含氧酸形式存在［11］。

筆者通過對湛江港海水中總鋅和總鉻含量調查與分析，探討其時空分布特征，并對其污染狀況進行了評價，以期對湛江港合理產業布局和宏觀環境管理提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 樣品的采集

在湛江港由內至外依序共設置15個站位（圖1），其中站位6所在海域為湛江港碼頭核心作業區。采樣時間從2009年3月至2010年1月，分別是2009年3月（春季）、6月（夏季）、10月（秋季）和2010年1月（冬季）。海水樣品的采集、貯運和處理方法均按《海洋調查規范》和《海洋監測規范》［12－13］進行，每個站位采集表層和底層水樣。

圖1 湛江港海水采樣站位分布

1.2 樣品的測定

水樣帶回實驗室后，即以0.45μm微孔濾膜過濾，加濃硝酸酸化至pH＜2，再用超純水配制的2%硝酸稀釋10倍后存于塑料瓶內，然后用電感耦合等離子體質譜（ICP－MS）法［14－15］分別測定樣品中的鋅和鉻含量。實驗中，以2%硝酸為空白樣品，所用試劑均為優級純，水為超純水（18Ω），所用儀器型號為Agilent ICP－MS 7500CX，所有的器皿均用5%的硝酸浸泡24h，用超純水沖洗3次，被測元素混合標準儲備溶液和內控標準物質均由國家海洋局第二海洋研究所制備。

1.3 評價方法與評價標準

根據《近岸海域環境監測規范》［16］，采用單因子污染指數評價法對湛江港海水中鋅和鉻的污染狀況進行評價，參照《海水水質標準》［17］和《廣東省 海洋功能 區 劃》［18］，結合湛江港兼顧港口航運、海洋漁業和濱海旅游等多功能并存的實際情況，筆者采用《海水水質標準》的第二類海水水質標準對湛江港海水水質進行評價。

2 結果與討論

2.1 湛江港海水中總鋅和總鉻含量水平分布特征

2.1.1 表層水分布特征

2009年湛江港灣表層海水中不同季節總鋅和總鉻的含量如圖2和圖3所示。

由圖2和圖3可知，海水中總鋅的含量的季節變化由大到小依次為春季、冬季、夏季、秋季，其變化范圍在0.52×10－2mg/L～3.03×10－2mg/L之間，各季度平均值分別為春季2.16×10－2mg/L，夏季0.93×10－2mg/L，秋季0.91×10－2mg/L，冬季1.38×10－2mg/L。海水中總鉻的含量季節變化由大到小依次為秋季、冬季、春季、夏季，其變化范圍在1.28×10－2mg/L～4.65×10－2mg/L之間，各季度平均值分別為春季2.35×10－2mg/L，夏季1.86×10－2mg/L，秋 季 3.49×10－2mg/L，冬 季 為2.85×10－2mg/L。

2.1.2 底層水分布特征

2009年湛江港灣底層海水中不同季節總鋅和總鉻的含量如圖4和圖5所示。由圖4和圖5可知，海水中總鋅的含量的季節變化與表層相同，由大到小依次為春季、冬季、夏季、秋季，其變 化 范 圍 在 0.50×10－2mg/L～3.86×10－2mg/L之間，各季度平均值分別為春季2.30×10－2mg/L，夏季1.11×10－2mg/L，秋季1.01×10－2mg/L，冬季為1.55×10－2mg/L。海水中總鉻的含量季節變化與表層相同，由大到小依次為秋季、冬季、春季、夏季，其變化范圍在1.31×10－2mg/L～4.92×10－2mg/L之間，各季度平均值分別為春季2.42×10－2mg/L，夏季1.91×10－2mg/L，秋季3.49×10－2mg/L，冬季2.87×10－2mg/L。

2.2 湛江港海水中總鋅和總鉻含量年均分布特征

2009年湛江港灣各監測站位表層、底層水體總鋅和總鉻的年平均含量變化狀況如圖6和圖7所示。水體中的總鋅含量較低，除站3和站6為二類水水質標準外，其他站位均達到一類水水質標準，其中表層水體年平均值為1.34×10－2mg/L；底層水體總鋅的含量高于表層，年平均值為1.49×10－2mg/L。水體中的總鉻含量低，各站位均達到一類水水質標準，表層水和底層水總鉻的年平均值基本相同，分別為2.64×10－2mg/L和2.67×10－2mg/L。湛江港海域未受到鉻污染。

2.3 湛江港海水中鋅和鉻的環境質量分析

由于湛江港兼顧港口航運、海洋漁業和濱海旅游等多類型環境功能，海水水質評價標準按二類海水水質標準執行，即：總鋅不大于0.05mg/L，總鉻不大于0.10mg/L。計算時用各站點年平均濃度值除以相應的標準限值，可得相應的污染指數P，若小于或等于1表示水質達到規定的要求，水質較好，若大于1則表示濃度超標，水質已不能滿足相應的功能要求（表1）。

表1 湛江港海水總鋅、總鉻的環境質量

湛江港海水中的總鋅和總鉻評價結果如表1所示。結果表明，湛江港各監測站位總鋅和總鉻的污染指數均小于1，平均污染指數分別為：0.284和0.265，湛江港各監測站位所代表的水域均未受到總鋅和總鉻的污染，水質較好，符合《廣東省海洋功能區劃》規定的國家二類海水水質標準。

3 結論

筆者通過2009年4個季度在湛江港進行海水中總鋅和總鉻的調查分析，探討其變化特征及分布規律，并進行了海水水質評價，得到以下結論。

（1）湛江港海水中總鋅含量3站和6站明顯高于其他各站，是因為3站附近曾有貝類養殖區，鋅是目前發現的最具有生理功能的微量元素，也是海洋生物生長代謝過程中所必需的礦物元素，在養殖區投放的餌料或貝類的糞便中也含有較高的鋅。6站為湛江港核心碼頭作業區，大量裝卸鐵礦石和硫黃礦等，而且礦石中含有少量的鋅和鉻，在裝卸時有粉塵或少量礦石掉到海里，在海流的作用下被海水溶解、顆粒物吸附和沉降到海底，以及6站附近的排污入海口和漁船甲板污水的排放，所以造成總鋅和總鉻的含量偏高。

（2）湛江港海水中總鋅和總鉻含量各站位表層和底層水的含量呈現基本相同的變化趨勢，但各站位底層水含量略高于表層水含量，這與湛江港為半月潮，潮汐活動較頻繁，水動力作用較強有關。

（3）海水中總鋅和總鉻的季節變化不一，總鋅平均含量由大到小依次為：春季、冬季、夏季、秋季，總鉻平均含量由大到小依次為：秋季、冬季、春季、夏季；總鋅表層含量與底層四季含量中春季大于冬季，夏秋兩季不明顯，總鉻表層含量與底層四季含量規律明顯，與平均含量規律相同，由大到小依次為為：秋季、冬季、春季、夏季。

（4）總鋅總鉻的含量平面分布大體表現為：灣內大于灣外，總鋅含量最為明顯，位于湛江港核心作業區的站6最高，灣外站13最低，這表明湛江港海域海水中的總鋅和總鉻主要來源于陸源排放。

（5）單因子污染指數法評價結果表明，2009年湛江港灣水體中的總鋅和總鉻含量均低于國家二類海水水質標準規定的限值，水質比較好。

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廣東省海洋漁業科技推廣專項（A200899J01）.