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海岸带海洋地质环境勘查中海底沉积重金属污染解析方法

2018-05-16杨聿强韩瑞

科学与技术 2018年19期
关键词:重金属污染

杨聿强 韩瑞

摘要:近岸海域以及河口地区是海洋与陆地相互作用的地带,也是高密度人口的聚积地和受人类活动影响强烈的区域。我国近岸主要有环渤海经济区、长三角经济区、海峡西岸经济区、珠三角经济区和泛北部湾经济区等,这些地区经济发达、人口密集。近年来,随着各种人类活动产生的污染物向海洋中排放,使得近岸海域的环境问题显得越来越突出,其中包括重金属的污染。重金属是具有潜在危害的重要污染物,它会被海洋中的沉积物或者悬浮物所吸附,并且不容易降解,富集在沉积物或生物体中从而成为持久污染物,对环境造成严重的污染。

关键词:海洋带;海底沉积;重金属污染;分析评价

引言

海岸带重金属污染为重金属等污染物质随自然风化及人类活动的产物通过河流、海洋动力和大气的搬运并累积于此,使海岸带成为这些污染物质的重要归宿之一。重金属元素除了直接对海洋生物产生作用并通过食物链影响人类健康外,还会由于水动力和生物活动的影响,造成重金属的重新分布和释放,产生“二次污染”,直接危害海岸带环境。本文对山东烟台区域海岸带进行地质环境勘查,对海底沉积物进行了深度的分析,希望能为相关人士的研究提供一点有益的参考。

1海岸带海洋地质环境勘查的目的

海岸带处于陆地和海洋的接合部,海陆相互作用活跃,人类开发活动密集,环境影响因素日趋复杂,物质和能量的聚集与转换远比其他区域迅速。根据《山东半岛蓝色经济区重点规划区1:5万海岸带水工环地质调查》项目烟台区域调查实例中海岸带重金属污染调查显示,重金属物质在近海地区长期停留并不断积累,会严重损害海岸带地区的生态系统平衡,危害海岸带地区的生态环境安全。本文以实例项目为依托,根据海底沉积物取样等着重调查海岸带重金属污染。

2海岸带海底沉积调查工作

2.1海岸侵蚀与淤积剖面测量工作

为了了解海岸线侵蚀与淤积现状,一般在做海岸侵蚀与淤积剖面。剖面分2期进行监测(2016年4月、2016年9月),采用动态GPS测制剖面端点坐标,在剖面上,按照最大高潮点、潮间带、低潮点分别设置3个监测点,再利用全站仪测制监测点高程的变化情况,同时,在监测点处采集粒度分析样品。最后,根据不同时期监测点高程的变化情况、沉积物粒度变化情况绘制了剖面图,分析海岸线侵蚀淤积状态、变化速率及沉积物粒度变化特征。

2.2表层采集

在调查海域采取海底表层样,采样深度10~30cm,样品重量一般在2~3kg。样品在现场进行了简单描述,并测试了沉积物的pH、EH值及样品重量。为了保证样品不失水分,采用塑料密封袋进行两次密封。

2.3柱状采样

在调查海域采取海底柱状样,采样深度一般在150~260cm。样品采用直径为75mm的PVC管进行密封存储。

照片1表层采样 照片2柱状采样

3海岸带海洋重金属污染勘查实例分析评价

3.1表层沉积物重金属元素分布特征

對表层沉积物进行分析可以看出,重金属元素分布具有如下特征:As:含量变化于(0.01~179.00)×10-6之间,平均含量为9.58×10-6。高值区位于小凌河至葫芦岛及锦州湾以东海域、河北省岐口至小辛堡沿岸海域、江苏南部沿海和长江口海域、宁波至福州海域、珠江口、琼州海峡等海域。低值区为营口以西海域、滦河口至曹妃甸障壁坝弧形条带状海域、海南岛的西部、南部及东北部近岸海域。Cd:含量变化于(1.00~97 100×10-9之间,平均含量为206.17×10-9。Cd元素含量在全国近岸海域沉积物中的变化范围极大,竟然相差4个数量级,其变异系数为10.09。其高值区也相对集中,主要分布在辽东湾西部,特别是小凌河口至葫芦岛南近岸海域,另外,长江口、珠江口海域Cd含量也较高。低值区主要集中在海南岛环岛海域。Cr:含量变化于(0.2~512.3)×10-6之间,平均含量为60.30×10-6。高值区位于辽东湾西北部,渤海湾北部和南部近岸海域、江苏南部沿海和长江口、浙江沿海、珠江口、琼州海峡西部和海南岛西北部近岸海域。低值区在北戴河南至滦河口北、福建沿海也相对较低。另外,海南岛环岛海域也是低值集中分布区。Cu:含量变化于(0.32~437.1)×10-6之间,平均含量为18.66×10-6。高值区位于鲅鱼圈附近、锦州湾北至葫芦岛南及其以东海域、滦河口南至曹妃甸障壁坝弧形条带的外侧、河北省岐口至小辛堡海域、长江口、浙江沿海、珠江口、琼州海峡西部海域。低值区在大辽河口和双台子河口外、北戴河南至滦河口北、滦河口至曹妃甸西北障壁坝弧形条带、海南岛的东、南、西沿海。Hg:含量变化于(1.00~2 180.00)×10-9之间。平均含量为43.39×10-9,明显高于中国浅海沉积物同名元素含量均值。高值区位于小凌河口至葫芦岛南及锦州湾以东海域、长江口和浙江沿海、珠江口海域。低值区在北戴河南至滦河口北、滦河口至曹妃甸障壁坝弧形条带、江苏南部沿海、海南岛环岛海域。Pb:含量变化于(1.10~344.00)×10-6之间,平均含量为24.53×10-6。高值区位于辽东湾东北角鲅鱼圈附近、小凌河口至葫芦岛南及葫芦岛东海域、秦皇岛附近、滦河口至曹妃甸障壁坝弧形条带外侧、岐口至小辛堡海域、长江口、浙闽沿海、珠江口海域、琼州海峡西部海域。低值区在北戴河南至滦河口北,月坨至曹妃甸海域、黄河三角洲附近、江苏南部沿海、海南岛环岛近岸海域。Zn:含量变化于(2.00~2 196.00)×10-6之间,平均含量为68.29×10-6。高值区以小凌河口至葫芦岛南及葫芦岛以东海域最为突出。此外,鲅鱼圈附近、滦河口至曹妃甸障壁坝弧形条带外侧、岐口至小辛堡海域、长江口、浙江沿海、珠江口、琼州海峡西部海域含量也较高。低值区分布在北戴河南至滦河口北、滦河口至曹妃甸西北障壁坝弧形条带、海南岛环岛海域。

3.2生态危害指数评价法

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