乳山灣附近海域表層海水重金屬分布特征及污染評價

于國慶　鐘熙

摘 要：根據2013年夏（8月）、秋季（10月）對乳山灣附近海域表層海水重金屬的調查資料，分析了該海域溶解態重金屬Cu、Pb、Zn、Cd的時空分布特征，并對其進行了污染評價。結果表明，海域表層溶解態重金屬的含量均表現為Zn>Cu>Pb>Cd，夏季的平均含量高于秋季。濃度高值集中在沿岸海域，受人類活影響明顯。溶解態重金屬的濃度在夏、秋兩季均達到了國家II類海水水質標準，說明該海域海水水質狀況良好。

關鍵詞：溶解態重金屬；污染評價；乳山灣

在海水、固體懸浮顆粒、沉積物和海洋生命物質中，重金屬都廣泛存在著，其多為非降解型有毒物質，重金屬之所以是海洋環境的主要污染物之一，是因為他們通過食物鏈被生物吸收并慢慢地富集起來，在某些條件下又可以被轉化成毒性更大的金屬有機化合物，對海洋生物及人體健康造成嚴重的威脅[1]。海水中的重金屬會保持在某一水平，是因為重金屬進入海洋后，被海水稀釋、懸浮物質吸附、沉降，最后至海底的沉積物中，而表層沉積物中的重金屬又可以通過某些物理化學反應及生物過程再次進入海水中[2]。由于重金屬化學行為和生態效應的復雜性，其分布、變化、遷移以及歸宿等是當今海洋環境領域的研究熱點[3-6]。

隨著社會經濟的大力發展，重金屬被廣泛應用到各個領域，沿岸海域重金屬的污染也越來越嚴重。乳山養殖區位于乳山口附近海域，臨近乳山口碼頭，以養殖濾食性貝類為主，受人為影響嚴重。近年來，對乳山灣海域沉積物、生物體重金屬的研究較多[7-9]，對海水溶解態重金屬的研究至今未見報道，本文根據2013年夏季（8）、秋季（10）在乳山養殖區海域的調查數據，分析了溶解態重金屬Cu、Pb、Zn、Cd的濃度季節差異及平面分布特征，且對其進行了污染評價，以期為乳山養殖區重金屬的進一步研究和污染防治提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 站位布設

于2013年8月、10月中旬對乳山灣附近海域進行了2個航次的調查，共設7個站位，分別采集表層海水樣品，采集站位布設如圖1所示。

1.2 樣品采集及分析方法

按照《海洋監測規范》[10]要求，用聚乙烯采樣瓶對重金屬進行采集，用 1∶5的稀硝酸將采樣瓶、過濾漏斗等浸泡數日，依次用蒸餾水、超純水沖洗干凈，再用聚乙烯袋包裝待用。用卡蓋式采水器采集表層水樣，水樣經0.45 μm的微孔濾膜過濾，過濾水樣用硝酸酸化固定，酸化固定至pH 值均小于2.0 ，均保存在聚乙烯瓶中，密封后避光保存，帶回實驗室后進行分析。

海水重金屬的分析參照《海洋監測規范》（GB17378 -2007） 進行。Cu、Pb、Zn、Cd的檢測采用原子吸收分光光度法。

1.3 數據處理

文中重金屬含量平面分布圖用Surfer8.0繪制，對調查海域的海水質量采用單因子指數法進行評價，其計算公式為：

式中：Pi 、Ci 和Si分別為某重金屬i項指標、實測數據和評價標準，當 Pi>1， 表明水質已經受到污染，當Pi ≤1，表明水質未受到污染，Pi越大，表明水體受污染程度越高。本研究采用國家II類海水水質標準[11]。

2 結果與討論

2.1 乳山灣附近海域表層海水溶解態重金屬含量

夏季乳山灣附近海域表層海水溶解態Cu的濃度介于（2.05～2.98）μg·L-1，平均值為2.48 μg·L-1，溶解態Pb 的濃度介于（0.44～0.85）μg·L-1，平均值為0.66 μg·L-1，溶解態Zn 的濃度介于（6.73～19.27）μg·L-1，平均值為11.14 μg·L-1，溶解態Cd 的濃度介于（0.10～0.25）μg·L-1，平均值為0.17 μg·L-1。秋季乳山灣附近海域表層海水溶解態Cu的濃度介于（2.05～2.85）μg·L-1，平均值為2.40 μg·L-1，溶解態Pb 的濃度介于（0.48～0.80）μg·L-1，平均值為0.65 μg·L-1，溶解態Zn 的濃度介于（5.18～12.42）μg·L-1，平均值為8.32 μg·L-1，溶解態Cd 的濃度介于（0.11～0.24）μg·L-1，平均值為0.15 μg·L-1。在夏、秋季中，溶解態重金屬的含量均表現為Zn>Cu>Pb>Cd，夏季的重金屬平均含量高于秋季。

2.2 乳山灣附近海域海水溶解態重金屬平面分布特征

2.2.1 溶解態Cu的平面分布 夏季時，乳山灣附近海域溶解態Cu的平面分布在南北方向上呈現出低—高—低的趨勢（圖2A），高值出現在近岸區域，最高值為2.98 μg·L-1，但在乳山口附近出現了低值區域，最低值為2.05 μg·L-1。秋季與夏季表現出了相同的分布特征（圖2B），高值區位于西北沿岸海域，最高值為2.85 μg·L-1，但在中部出現了一個明顯的低值區，是由RS4站位的值偏低引起的，其值為2.23 μg·L-1。

2.2.2 溶解態Pb的平面分布 夏季時，乳山灣附近海域溶解態Pb的平面分布呈現出由東北向西南方向逐漸降低的趨勢（圖3A），在東北部出現了明顯的高值區，最高值為0.85 μg·L-1，秋季與夏季表現出相同的分布特征（圖3B），高值區位于海區的東北部，最高值為0.80 μg·L-1。

2.2.3 溶解態Zn的平面分布 夏季時，乳山灣附近海域溶解態Zn南北方向上表現出先降低后升高的變化特征（圖4A），高值區出現在南、北兩端，最高值分別為19.27 μg·L-1、15.9 μg·L-1，中間出現了較大的低值區域，秋季溶解態Zn表現出了相同的分布趨勢（圖4B），南北高值區的最高值分別為11.59 μg·L-1、12.42 μg·L-1。

2.2.4 溶解態Cd的平面分布 夏季時，乳山灣附近海域溶解態Cd從北向南表現出先降低后升高的變化趨勢（圖5A），在海區的中部形成明顯的低值區域，高值位于遠離海岸的南部區域，最高值為0.25 μg·L-1。秋季與夏季表現出相同的分布特征（圖5B），高值區位于調查海域的南部，最高為0.24 μg·L-1。

2.3 乳山灣附近海域表層海水重金屬污染評價

對乳山灣附近海域夏、秋季溶解態重金屬用單因子指數法進行了評價（表1）。從表中可以看出，乳山灣附近海域春、秋季溶解態重金屬均未超過國家II類水質標準，說明該海域水質狀況良好。

3 結論

通過對2013年8月、10月乳山灣附近海域表層海水溶解態Cu、Pb、Zn、Cd的調查研究，得出以下結論：

2013年乳山灣附近海域表層海水中溶解態重金屬Cu、Pb、Zn、Cd的平均濃度在夏、秋季分別為：2.48 μg·L-1，0.66 μg·L-1，11.14 μg·L-1，0.17 μg·L-1以及2.40 μg·L-1，0.65 μg·L-1，8.32 μg·L-1，0.15 μg·L-1，濃度均表現為Zn>Cu>Pb>Cd。

從濃度的平面分布看，大多數重金屬高值區都集中在沿岸區域，說明沿岸的工業生產、居民生活等對乳山灣附近海域重金屬的濃度產生了影響。

乳山灣附近海域溶解態重金屬濃度在夏、秋均未超過國家II類海水水質標準，說明該海域海水水質狀況良好。

參考文獻：

[1] FORETNER U，WITTMAN G T W.Metal Contamination in Aquatic Environment[M].Berlin：Springer-Verlag，1984

[2] 陳靜生，周家義.中國水環境重金屬研究[M].北京：中國環境科學出版社，1992：369-376

[3] Robert W，Furness.Heavy metals in the marine environment[M].[s.l]：CRC Press Inc，1990：5-20

[4] Paul M S，Hein J W，Robin H.Cd，Zn，Ni and Cu in the India Ocean[J] .Deep-Sea Research，1992，39（1）：9-35

[5] 李然，李嘉，趙文謙.水環境中重金屬污染研究概述[J].四川環境，1997，16（1）：19

[6] Krief M H C，T homas A J，Martin J M.Trace metal（Cd，Cu，Ni and Pb） cycling in the upper water column near the shelf edge of the European continental margin（Celtic Sea） [J]. Marine Chemistry，2002，79：1-26

[7] 崔 毅，辛福言，馬紹賽，等.乳山灣東流區表層沉積物中有害物質調查研究[J].海洋水產研究，1997，18（2）：39-45

[8] 崔 毅，辛福言，馬紹賽，等.乳山灣表層沉積物質量現狀及其評價[J].海洋水產研究，2004，25（6）：42-46

[9] 李寶泉，李新正，王洪法，等.乳山近海六種重要經濟動物重金屬含量現狀與評價[J].海洋環境科學，2004，29（3）：392-395

[10] 中華人民共和國國家質量技術監督局.GB17378.4-2007海洋監測規范第4部分：海水分析方法[S].北京：中國標準出版社，2007

[11] 中華人民共和國國家標準（GB3097-1997 ），海水水質標準 [S].北京：中國標準出版社，1997

Abstract：Based on the data of surveys during summer（August） and autumn（October） in the surface seawaters near Rushan Bay in 2013，the distribution characteristics of the heavy metal （Cu、Pb、Zn、Cd） were analyzed，and evaluated the level of pollution.The results showed that the concentrations of the dissolved heavy metals were characterized by Zn>Cu>Pb>Cd，and the average of concentration in summer was higher than in autumn.The high concentration value was concentrated in the coastal seawaters，which was obviously influenced by human activities.The concentration values of the dissolved heavy metals in the summer and autumn of 2013 did not exceed those of the Second-Classed Seawater Quality Standard of China，which indicated the quality of the seawaters near Rushan Bay was good.

Key words：dissolved heavy metals； pollution evaluation； Rushan Bay

（收稿日期：2015-02-25）