秋季辽东湾近岸表层沉积物重金属含量特征

2024.02.24

姜冰　宋永刚

摘要：为查明辽东湾近岸海域表层沉积物中重金属铜（Cu）、铅（Pb）、锌（Zn）、镉（Cd）、汞（Hg）、砷（As）的含量及污染程度，2014年10月（秋季）对辽东湾近岸进行了1个航次的现场调查。调查结果显示，重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Hg和As的浓度平均值分别为25.53、22.59、72.48、0.21、0.04和10.81mg/kg。

关键词：重金属；污染程度；沉积物；辽东湾

重金属污染物是一种重要的海洋环境问题[1]。海洋沉积物是监测重金属污染物的一种敏感指示物[2]。近岸是位于陆地和海洋之间的中间地带，受人类活动影响剧烈。所以，由于自然因素和人为活动所产生的重金属污染物，很容易通过复杂的物理、化学过程吸附于悬浮颗粒物上，并且随之沉降在近岸海域沉积物中，对邻近海域生态系统安全和人类健康造成威胁[3]。因此，我们要特别重视对近岸海域的沉积物环境质量进行监测与评价。

辽东湾是半封闭性海湾，受周边重工业排污的影響显著，再加上较差的海水交换能力，最终严重威胁辽东湾海域沉积物环境质量状况。虽然大多学者之前对辽东湾沉积物重金属的研究较多，但是有针对性地研究辽东湾近岸海域沉积物中重金属污染物污染状况比较少，本文是在2014年秋季辽东湾近岸海域的现场调查基础上，研究分析该海域近岸表层沉积物中6种重金属（Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As）的含量水平和污染程度，并进行了综合评价与分析，为该海湾的海洋生态环境保护与修复提供背景资料。

1 材料与方法

1.1 采样站位与时间

共设18个调查站位（图1），分布于渤海老铁山角至止锚湾连线以北全部近岸海域，调查时间为2014年10月。

1.2 测定参数与分析方法

使用箱式采泥器采集表层沉积物样品。样品的采集、现场处理及分析方法均按照《海洋监测规范》（GB 17378.5–2007）中规定的方法进行[4]。样品检测项目包括铜（Cu）、铅（Pb）、锌（Zn）、镉（Cd）、汞（Hg）、砷（As）。Cu、Pb、Zn、Cd采用原子吸收分光光度法（日立Z-2000）测定，Hg采用全自动测汞仪（DMA-80）测定、As 采用原子荧光法（AFS-9531）测定。

1.3 质量控制

沉积物均采集3个平行样品，每批测试样品均测定3个空白，沉积物标准物质（GBW07314）与样品同时进行前处理和分析测定，所用标准物质的回收率均在85%～110%之间。为了防止沉积物样品受到污染，在样品的整个消解、测试过程中都使用去离子水，实验中用到的塑料瓶和玻璃管均在25%（V/V）的HNO3浸泡至少24 h，然后用去离子水彻底清洗。

2 结果与讨论

2.1 重金属含量特征

辽东湾近岸表层沉积物中重金属质量分数统计分析结果见表1。通过表1数据可得，研究区表层沉积物重金属质量分数整体水平较低，平均值均小于国家海洋沉积物质量第一类标准，最高值也均低于国家海洋沉积物质量第二类标准（GB 18668-2002）[5]。重金属Cu、Zn、Cd和As质量分数的平均值大于中值，说明区域内Cu、Zn、Cd和As质量分数分布均向高值的方向倾斜；重金属Pb质量分数的平均值小于中值，说明区域内Pb质量分数分布均向低值的方向倾斜；Hg质量分数的平均值和中值相差不明显，说明其质量分数分布相对较均匀。Wetzez[6]指出，变异系数能够反映各站位之间的平均变异程度，通过分析表1数据可知，仅Cd的变异系数大于50%，属于强变异类型[7]，表明辽东湾近岸表层沉积物中Cd的空间分布极不均匀，离散性相对较大，而其他5种重金属（Cu、Pb、Zn、Hg、As）的变异系数相对较小，变化范围为11.08%～32.24%，均小于50%，空间分布较均匀，波动程度相对较小。

2.2 重金属污染程度比较

为进一步分析辽东湾近岸表层沉积物重金属质量分数的平均水平，比较了辽东湾和国内、国际海湾沉积物中重金属质量分数，结果见表2。对比分析发现，除Hg外辽东湾近岸表层沉积物重金属质量分数平均值均高于莱州湾；湛江港、钦州湾沉积物中的Cd低于辽东湾；湛江港、大亚湾、钦州湾和柘林湾的Zn均低于辽东湾；且辽东湾沉积物中Cu高于湛江港、大亚湾、钦州湾和柘林湾；但辽东湾与胶州湾、深圳湾、汕头湾、泉州湾重金属质量分数平均值相比要低很多，尤其是泉州湾Hg高出辽东湾10倍左右，深圳湾Zn高出辽东湾7倍左右，Cd更是高出辽东湾约20倍。与美国Egypt湾相比，辽东湾近岸Cu和Zn较高，Pb和Cd相对较低；辽东湾近岸沉积物中Cu、Pb、Zn和Cd明显低于美国Narrangansett湾；Cd低于加拿大James湾，Cu、Pb和Zn高于加拿大James湾。因此，相比而言辽东湾近岸表层沉积物重金属质量分数属于中等水平。

3 结论

辽东湾近岸表层沉积物中重金属浓度较低，Cu、Pb、Zn、Cd、Hg和As的平均值分别为2553、22.59、72.48、0.21、0.04和10.81 mg/kg，均小于国家海洋沉积物质量一类标准，与国内、国际典型海湾沉积物中重金属浓度相比，辽东湾近岸表层沉积物重金属浓度属于中等水平。

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（收稿日期：2016-11-16）