秋季遼東灣近岸表層沉積物重金屬含量特征

姜冰　宋永剛

摘 要：為查明遼東灣近岸海域表層沉積物中重金屬銅（Cu）、鉛（Pb）、鋅（Zn）、鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）的含量及污染程度，2014年10月（秋季）對遼東灣近岸進行了1個航次的現場調查。調查結果顯示，重金屬Cu、Pb、Zn、Cd、Hg和As的濃度平均值分別為25.53、22.59、72.48、0.21、0.04和10.81mg/kg。

關鍵詞：重金屬；污染程度；沉積物；遼東灣

重金屬污染物是一種重要的海洋環境問題[1]。海洋沉積物是監測重金屬污染物的一種敏感指示物[2]。近岸是位于陸地和海洋之間的中間地帶，受人類活動影響劇烈。所以，由于自然因素和人為活動所產生的重金屬污染物，很容易通過復雜的物理、化學過程吸附于懸浮顆粒物上，并且隨之沉降在近岸海域沉積物中，對鄰近海域生態系統安全和人類健康造成威脅[3]。因此，我們要特別重視對近岸海域的沉積物環境質量進行監測與評價。

遼東灣是半封閉性海灣，受周邊重工業排污的影響顯著，再加上較差的海水交換能力，最終嚴重威脅遼東灣海域沉積物環境質量狀況。雖然大多學者之前對遼東灣沉積物重金屬的研究較多，但是有針對性地研究遼東灣近岸海域沉積物中重金屬污染物污染狀況比較少，本文是在2014年秋季遼東灣近岸海域的現場調查基礎上，研究分析該海域近岸表層沉積物中6種重金屬（Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As）的含量水平和污染程度，并進行了綜合評價與分析，為該海灣的海洋生態環境保護與修復提供背景資料。

1 材料與方法

1.1 采樣站位與時間

共設18個調查站位（圖1），分布于渤海老鐵山角至止錨灣連線以北全部近岸海域，調查時間為2014年10月。

1.2 測定參數與分析方法

使用箱式采泥器采集表層沉積物樣品。樣品的采集、現場處理及分析方法均按照《海洋監測規范》（GB 17378.5–2007）中規定的方法進行[4]。樣品檢測項目包括銅（Cu）、鉛（Pb）、鋅（Zn）、鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）。Cu、Pb、Zn、Cd采用原子吸收分光光度法（日立Z-2000）測定，Hg采用全自動測汞儀（DMA-80）測定、As 采用原子熒光法（AFS-9531）測定。

1.3 質量控制

沉積物均采集3個平行樣品，每批測試樣品均測定3個空白，沉積物標準物質（GBW07314）與樣品同時進行前處理和分析測定，所用標準物質的回收率均在85%～110%之間。為了防止沉積物樣品受到污染，在樣品的整個消解、測試過程中都使用去離子水，實驗中用到的塑料瓶和玻璃管均在25%（V/V）的HNO3浸泡至少24 h，然后用去離子水徹底清洗。

2 結果與討論

2.1 重金屬含量特征

遼東灣近岸表層沉積物中重金屬質量分數統計分析結果見表1。通過表1數據可得，研究區表層沉積物重金屬質量分數整體水平較低，平均值均小于國家海洋沉積物質量第一類標準，最高值也均低于國家海洋沉積物質量第二類標準（GB 18668-2002）[5]。重金屬Cu、Zn、Cd和As質量分數的平均值大于中值，說明區域內Cu、Zn、Cd和As質量分數分布均向高值的方向傾斜；重金屬Pb質量分數的平均值小于中值，說明區域內Pb質量分數分布均向低值的方向傾斜；Hg質量分數的平均值和中值相差不明顯，說明其質量分數分布相對較均勻。Wetzez[6]指出，變異系數能夠反映各站位之間的平均變異程度，通過分析表1數據可知，僅Cd的變異系數大于50%，屬于強變異類型[7]，表明遼東灣近岸表層沉積物中Cd的空間分布極不均勻，離散性相對較大，而其他5種重金屬（Cu、Pb、Zn、Hg、As）的變異系數相對較小，變化范圍為11.08%～32.24%，均小于50%，空間分布較均勻，波動程度相對較小。

2.2 重金屬污染程度比較

為進一步分析遼東灣近岸表層沉積物重金屬質量分數的平均水平，比較了遼東灣和國內、國際海灣沉積物中重金屬質量分數，結果見表2。對比分析發現，除Hg外遼東灣近岸表層沉積物重金屬質量分數平均值均高于萊州灣；湛江港、欽州灣沉積物中的Cd低于遼東灣；湛江港、大亞灣、欽州灣和柘林灣的Zn均低于遼東灣；且遼東灣沉積物中Cu高于湛江港、大亞灣、欽州灣和柘林灣；但遼東灣與膠州灣、深圳灣、汕頭灣、泉州灣重金屬質量分數平均值相比要低很多，尤其是泉州灣Hg高出遼東灣10倍左右，深圳灣Zn高出遼東灣7倍左右，Cd更是高出遼東灣約20倍。與美國Egypt灣相比，遼東灣近岸Cu和Zn較高，Pb和Cd相對較低；遼東灣近岸沉積物中Cu、Pb、Zn和Cd明顯低于美國Narrangansett灣；Cd低于加拿大James灣，Cu、Pb和Zn高于加拿大James灣。因此，相比而言遼東灣近岸表層沉積物重金屬質量分數屬于中等水平。

3 結論

遼東灣近岸表層沉積物中重金屬濃度較低，Cu、Pb、Zn、Cd、Hg和As的平均值分別為2553、22.59、72.48、0.21、0.04和10.81 mg/kg，均小于國家海洋沉積物質量一類標準，與國內、國際典型海灣沉積物中重金屬濃度相比，遼東灣近岸表層沉積物重金屬濃度屬于中等水平。

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（收稿日期：2016-11-16）