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雷州半岛近岸沉积物重金属分布特征及化学形态研究

作　者: 庄宇君
导　师: 孙省利
学　校: 广东海洋大学
专　业: 海洋生物学
关键词: 雷州半岛重金属沉积物分布特征化学形态潜在生态风险评价
分类号: P736.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本研究于2010年7月在雷州半岛近岸海域共采集38个站位表层沉积物样品,以及30个站位柱状沉积物样品,选择六种重金属元素铜、铅、砷、镉、锌、铬等为研究对象,并按自然条件将整个研究海域划分为三个相对独立的区域:东区、南区(琼州海峡北岸)、西区,考察在受自然和人类活动综合作用下的近岸海洋生态系统中,重金属元素在沉积物介质中的分布、累积、迁移规律及其生态效应,探讨近岸沉积物重金属的主要来源及其输入途径,同时对整个雷州半岛重金属进行了环境质量及生态风险评价。主要得到以下结论:(1)雷州半岛近岸海域表层沉积物各重金属元素的平均含量分别为:砷6.40±3.40μg/g、铅21.2±12.7μg/g、铬45.0±22.4μg/g、铜12.0±9.44μg/g、锌44.6±31.2μg/g、镉0.082±0.061μg/g。其中,铅、铬、铜、锌、镉在三个区域分布平均含量由高到低依次是东区>西区>南区,砷则为西区>东区>南区。该海域表层沉积物中砷、铬、铅、镉的平面分布特征较为一致,最高值均位于东区吴川市至湛江港之间局部海域,显示与雷州半岛主要的陆地径流即东区鉴江出海口关系密切。而在南区琼州海峡北岸所表现出的较低表层重金属含量水平,与其海水动力学作用较强的因素有关。(2)雷州半岛近岸海域柱状沉积物中重金属元素平均含量分别为,砷10.4±4.67μg/g、铅28.7±11.4μg/g、铬57.0±36.1μg/g、铜18.5±13.6μg/g、锌63.1±44.0μg/g、镉0.134±0.212μg/g。通过对各区三个代表性柱状样中,各重金属元素含量由底至表的数据进行比较,可知:镉在各区代表柱状样中无明显上升趋势;砷在东区硇洲岛附近海域、西区界炮镇近岸有逐渐上升的明显趋势。铜在东区前山镇附近海域、西区北和镇附近海域也有含量上升的趋势。锌在东区硇洲岛海域含量上升趋势较明显,东区前山镇和西区企水镇附近海域上升幅度较小。铅在西区北和镇近岸有明显上升的趋势,而硇洲岛与界炮镇附近海域的上升幅度较小。而铬在东区前山镇附近海域蓄积含量上升趋势较明显,东区硇洲岛、西区北和镇的上升幅度较小。重金属在柱状沉积物的垂直分布情况,总结其原因,主要与人为活动、海域地理情况及重金属元素自身的迁移能力等有很大关系。(3)以BCR四步连续提取法研究了雷州半岛近岸海域沉积物中重金属的化学形态。结果表明:砷、铬、铜、锌、镉则主要以残渣态存在,分别占其总量的94.1%、91.3%、77.1%、68.4%和72.4%;铅则主要以铁锰氧化物结合态和残渣态存在,分别约为总量的40.6%和44.1%。根据重金属元素各自所提取的非稳态所占的比重、实际提取量和毒性响应系数等因素综合分析可知,在雷州半岛近岸海域的沉积物中,目前铅是六种元素中最有可能间接影响人类健康的。(4)以沉积物质量标准(GB18668-2002)为评价标准,所有站位重金属元素的含量均处于一类标准水平。此外,砷、铅、铬在一些站位有逐渐累积超过一类标准水平的可能性。其中,表层铬由于平均含量最接近海洋沉积物一类标准,未来超标的可能性最大。而对沉积物采用潜在生态危害指数法进行评价时,结果表明目前生态危害风险为轻微水平。这说明雷州半岛近岸海域沉积物整体质量良好。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-12
1 前言  12-23
  1.1 海洋沉积物重金属研究的科学背景及意义  12-13
  1.2 海洋沉积物重金属研究进展  13-20
    1.2.1 海洋沉积物重金属总量与影响因素研究  13-16
    1.2.2 海洋沉积物重金属化学形态的研究  16-18
    1.2.3 海洋沉积物重金属潜在生态风险评价  18-20
  1.3 研究思路和框架  20-23
    1.3.1 研究区概况  20-21
    1.3.2 研究目的与意义  21-22
    1.3.3 研究内容  22-23
2 材料和方法  23-28
  2.1 采样站位设置  23-24
  2.2 样品采集及预处理  24-25
  2.3 样品分析与测试  25-26
    2.3.1 主要仪器与试剂  25
    2.3.2 样品消解  25
    2.3.3 化学形态分析与测试  25-26
  2.4 分析的准确性与精确性检验  26-27
  2.5 数据统计及处理方法  27-28
3 雷州半岛近岸沉积物重金属含量及分布特征  28-46
  3.1 表层沉积物重金属及其平面分布特征  28-34
  3.2 沉积柱重金属及其垂直分布特征  34-43
    3.2.1 砷(As)垂直分布规律  34-36
    3.2.2 铅(Pb)垂直分布规律  36-38
    3.2.3 铜(Cu)垂直分布规律  38-39
    3.2.4 锌(Zn)垂直分布规律  39-40
    3.2.5 镉(Cd)垂直分布规律  40-42
    3.2.6 铬(Cr)垂直分布规律  42-43
  3.3 小结  43-46
4 雷州半岛近岸沉积物重金属化学形态分析  46-61
  4.1 表层沉积物不同元素形态含量及分布特征  46-47
  4.2 表层沉积物重金属化学形态及聚类分析  47-59
    4.2.1 砷(As)化学形态分布特征及聚类分析  47-50
    4.2.2 铅(Pb)化学形态分布特征及聚类分析  50-52
    4.2.3 铜(Cu)化学形态分布特征及聚类分析  52-54
    4.2.4 锌(Zn)化学形态分布特征及聚类分析  54-56
    4.2.5 镉(Cd)化学形态分布特征及聚类分析  56-58
    4.2.6 铬(Cr)化学形态分布特征及聚类分析  58-59
  4.3 小结  59-61
5 雷州半岛近岸沉积物重金属生态风险评价  61-68
  5.1 近岸表层沉积物质量评价  61-63
  5.2 近岸表层沉积物重金属潜在生态风险评价  63-66
  5.3 小结  66-68
有待解决的问题  68-69
参考文献  69-77
致谢  77-78
作者简介  78-79
导师简历  79

雷州半岛近岸沉积物重金属分布特征及化学形态研究

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