海口灣表層沉積物重金屬分布特征①

劉紅晨 邢孔敏 吳 瑞

(海南省海洋與漁業科學院/海南省海洋開發規劃設計研究院 海南海口 571126)

重金屬元素多為非降解型有毒物質，在海洋環境中一般表現為流動性大、擴散范圍廣、危害時間長等特點，重金屬在海洋環境污染評價中已成為重要評價內容之一。主要的重金屬污染物包括銅、鉛、鋅、鎘、砷和汞(Cu、Pb、Zn、Cd、As和Hg)等6種。海水中的重金屬元素在物理、化學、生物等共同作用下會很快從水體中解離出來而最終進入沉積物，因此沉積物容易成為重金屬賦存的主要介質[1]。海口灣位于海南島北部、瓊州海峽中段南側，東起白沙門，西至后海，與廣東省的雷州半島隔海相望，是一個向北敞開的弧形海灣，其東部主要為南渡江三角洲；海灣東西長約14 km，南北寬約6 km，岸線長約20.5 km，口門寬約12.5 km，全灣總面積42 km2[2]。隨著海口市經濟和社會的發展，尤其是海南省國際旅游島發展建設以來，大規模的海岸帶旅游和海洋產業開發導致人口聚集和資源高消耗，使海口灣近岸海域接納的污染負荷日趨加重[3]。已有的研究對水體污染特征關注較多[4-12]，而對沉積物重金屬污染特征研究比較缺乏[13]。因而，利用2018年海口灣海洋沉積物樣品，對10月份海口灣海域沉積物重金屬含量進行了研究，評價了沉積物重金屬的污染程度，從而為海口市海洋環境生態保護提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料

2018年10月對海口灣海域底質環境當中的重金屬進行分析，在該海域附近共布設了20個沉積物調查站位，調查站位見圖1。本次布設的站位中1、2、3、4、5、6、7和20號站位位于海口市西海岸旅游休閑娛樂區；8、9、11、12和19號站位位于秀英港港口航運區；14號站和15號站位于海口市東海岸旅游休閑娛樂區；10、13、17和18號站位于海口灣旅游休閑娛樂區；16號位于海甸港港口航運區；按照 《海洋監測規范》[14]的要求，采集表層沉積物樣品。

圖1 海口灣海域表層沉積物調查站位

1.2 方法

采用 《近海海洋環境監測規范》[15]提出的單因子污染指數法進行評價。污染指數的計算公式為：

式中：PIi—某監測站位污染物i的污染指數，Ci—某監測站位污染物的實測濃度，Soi—污染物的i的評價標準。PIi≤1，表明符合標準，PIi＞1，表示超標。重金屬含量的標準值見表1。

表1 國家海洋沉積物質量標準中重金屬含量的標準值

2 結果與分析

2.1 沉積物中重金屬整體含量的分布狀況

(1)研究區域中Cu的濃度為(2.68～47.06)×10-6，平均濃度為16.21×10-6，最小值出現在20號站位(2.68×10-6)，最大值出現在17號站位(47.06×10-6)；

(2)Pb的濃度為(12.05～49.51)×10-6， 平均濃度為28.36×10-6，最小值出現在20號站位(12.05×10-6)，最大值出現在17號站位(49.51×10-6)；

(3)Zn的濃度為(18.33～236.05)×10-6， 平均濃度為64.90×10-6，最小值出現在20號站位(18.33×10-6)，最大值出現在17號站位(236.05× 10-6)；

(4)Cd的濃度為(0.10～1.01)×10-6，平均濃度為0.29×10-6，最小值出現在13號站位(0.10×10-6)，最大值出現在17號站位(1.01×10-6)；

(5)Cr的濃度為(14.23～84.37)×10-6， 平均濃度為52.82×10-6，最小值出現在20號站位(14.23×10-6)，最大值出現在17號站位(84.37×10-6)；

(6)As的濃度為(2.22～16.05)×10-6，平均濃度為10.38×10-6，最小值出現在20號站位(2.22×10-6)，最大值出現在17號站位(16.05×10-6)。

研究區域中位于龍昆溝附近的17號站位所有重金屬含量在調查區域中的值是最大的。

2.2 表層沉積物重金屬含量單因子評價

根據 《海南省海洋功能區劃(2010-2020)》和《海洋沉積物質量》[16]分類標準，本次調查中位于西海岸旅游休閑娛樂區的1～7號和20號站位，位于東海岸旅游休閑娛樂區14號站和15號站位，位于旅游休閑娛樂區10、13、17和18號站位均執行第一類沉積物質量標準；位于秀英港港口航運區8、9、11、12和19號站位，位于海甸港港口航運區16號站位，執行第三類沉積物質量標準。單項沉積物評價指數見表2。

所有調查站位中，海口灣Cu的污染指數平均值為0.36，超標率為5%，除去17號站位，其他站位均＜1，符合相應的執行標準；海口灣Pb的污染指數平均值為0.35，所有站位均＜1，符合相應的執行標準；海口灣Zn的污染指數平均值為0.30，超標率為5%，除去17號站位，其他站位均<1，符合相應的執行標準；海口灣Cd的污染指數平均值為0.42，超標率為10%，除去17、18號站位，其他站位均＜1，符合相應的執行標準；海口灣Cr的污染指數平均值為0.50，超標率為5%，除去17號站位，其他站位均＜1，符合相應的執行標準；海口灣As的污染指數平均值為0.38，超標率為0，所有站位均＜1，符合相應的執行標準。

位于旅游休閑娛樂區的18號站位的超標元素是Cd，單項指數為1.09；超標元素最多的是位于旅游休閑娛樂區的17號站位，超標元素分別是Cu、Zn、Cd、 Cr，單項指數分別為1.34、 1.57、 2.02、1.06，造成這種現象的原因是旅游休閑娛樂區位于龍昆溝入海口附近，龍昆溝位于海口市區的南大橋上下游，由東崩潭水與西崩潭水為主流，兩水匯合于龍昆溝上游500 m處，沿途有工業和生活污水排入，流經海口市濱海公園西側進入大海。龍昆溝流域面積38.02 km2，總落差為28.65 m，該水道是海口市城區匯入海口灣的主要污染源，水體類型主要是工業污水和生活污水，超標率高[17]。

2.3 與其他海域相比

和國內其他海域相比(表3)，海口灣表層沉積物Cu平均含量小于江蘇海州灣、遼東灣北部海域、南海西北部、天津渤海海灣、長江口及其鄰近海域、膠州灣、廈門灣海域和珠江口海域，大于廣西北部灣和萊州灣；海口灣Pb平均含量小于遼東灣北部海域、膠州灣、長江口及其鄰近海域和廈門灣海域，大于珠江口海域、萊州灣、江蘇海州灣、廣西北部灣、南海西北部和天津渤海海灣；海口灣Zn平均含量小于江蘇海州灣、膠州灣、南海西北部、天津渤海海灣、長江口及其鄰近海域、遼東灣北部海域、珠江口海域和廈門灣海域，大于廣西北部灣和萊州灣；海口灣Cd平均含量小于廈門灣海域、珠江口海域、天津渤海海灣和遼東灣北部海域，大于萊州灣、膠州灣、廣西北部灣、江蘇海州灣和長江口及其鄰近海域；海口灣Cr平均含量小于遼東灣北部海域、南海西北部、江蘇海州灣、膠州灣和長江口及其鄰近海域，大于廈門灣；海口灣As平均含量小于膠州灣、長江口及其鄰近海域和廈門灣海域，大于江蘇海州灣、廣西北部灣、萊州灣和遼東灣北部 海域。

站位 Cu Pb Zn Cd Cr As 1 0.36 0.42 0.33 0.34 0.60 0.44 2 0.47 0.50 0.45 0.53 0.77 0.57 3 0.46 0.46 0.41 0.53 0.76 0.55 4 0.29 0.41 0.28 0.27 0.53 0.48 5 0.23 0.33 0.22 0.39 0.44 0.66 6 0.62 0.57 0.53 0.56 0.92 0.61 7 0.40 0.44 0.34 0.27 0.62 0.45 8 0.10 0.13 0.01 0.04 0.26 0.14 9 0.10 0.13 0.02 0.06 0.21 0.14 10 0.40 0.45 0.36 0.42 0.60 0.42 11 0.08 0.11 0.02 0.04 0.26 0.11 12 0.10 0.13 0.02 0.09 0.17 0.15 13 0.12 0.35 0.13 0.19 0.20 0.31 14 0.45 0.42 0.40 0.44 0.73 0.56 15 0.24 0.31 0.25 0.40 0.52 0.35 16 0.05 0.10 0.03 0.09 0.18 0.07 17 1.34 0.83 1.57 2.02 1.05 0.80 18 0.67 0.61 0.57 1.09 0.80 0.64 19 0.65 0.16 0.03 0.06 0.18 0.13 20 0.11 0.20 0.12 0.57 0.18 0.11平均值 0.36 0.35 0.30 0.42 0.50 0.38超標站位數/個 1 0 1 2 1 0站位超標率/% 5 0 5 10 5 0

表3 國內其他海域中表層沉積物重金屬含量(w/×10-6)

3 結論

本次調查的20個站位的海口灣表層沉積物重金屬Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As含量中，除17號站位Cu、Zn、Cd、Cr超標，18號站位的Cd超標，其余站位均無超標項目，均滿足海洋功能區要求。