大连海区潮间带表层沉积物重金属污染状况调查及其潜在生态风险评价

薛 　 芒，　成 海 丽，　张 乔 楠，　董 晓 丽，　马 　 春

( 大连工业大学 轻工与化学工程学院, 辽宁 大连　116034 )



大连海区潮间带表层沉积物重金属污染状况调查及其潜在生态风险评价

薛 芒，成 海 丽，张 乔 楠，董 晓 丽，马 春

( 大连工业大学 轻工与化学工程学院, 辽宁 大连116034 )

对分布于大连海区的5个调查位点的潮间带的表层污染物中重金属Cu、Cd和Pb的污染状况进行调查，分别采用单因子污染指数法和Hakanson潜在生态风险指数法对污染状况和潜在生态风险进行分析和评价。结果显示,大连海区潮间带的表层沉积物总体处于低污染水平和低潜在生态风险水平，仅个别位点样品的Cu达到中等污染水平。沉积物重金属污染水平与人类活动的影响程度有关。

重金属；污染；潮间带；表层沉积物；生态风险评价

0　引　言

大连坐拥黄渤两海，有着大面积的潮间带。潮间带是海洋和陆地之间一个狭长的过渡带，是海陆作用较强烈的区域，受到自然和人为的干扰较多[1]。在环境污染物中，重金属由于其具有的来源广泛、蓄积性、难降解、难恢复等特点而受到关注[2-3]。研究显示，潮间带的沉积物已成为进入海洋环境的重金属的汇[4-5]；在一定条件下，这些重金属可以重新释放进入上覆水[6]，对海洋环境造成二次污染。另一方面，生物体对重金属有富集放大作用[7]，而潮间带的一个重要的功能就是海产养殖，因此，对于大连地区潮间带的沉积物中重金属的含量进行分析，不仅可以为了解大连海区潮间带重金属污染现状提供基础依据，也有着实际意义。

1　试　验

1.1调查位点设置

根据人类活动影响的不同选择布设样点5个，主要选择附近有明显污染源如排污口及重要生产活动影响的区域取样，分别为小拉树房、夏家河、大黑石、星海和海茂村。其中，海茂村周围分布有大量工业企业，特别是石油类企业，受工业活动影响较大；夏家河、大黑石和星海均为旅游区，无明显的工业活动的影响，但夏家河和星海位点均有生活污水的排污口；小拉树房为海产品养殖区域，周围无明显工业活动影响。分别于2013年5月，于调查位点进行2次采样。每个取样地点按照高潮滩、中潮滩和低潮滩分别设置3个采样点，采集的样品为表层沉积物(0～5 cm)。表层沉积物样品的采集、保存、运输参照《海洋调查技术规程》。

1.2样品处理

现场采集的表层沉积物样品装入聚乙烯袋中带回实验室中，于当天处理。将同一位点样品烘干(60 ℃)、磨碎、过尼龙筛(160目)，得沉积物样品。取2.0 g过筛后的样品于微波消解罐中，加水润湿后加入混合酸(V(HNO3)∶V(HF)∶V(HClO4)=8∶2∶2)微波消解(400 W，2 min)，取上层清液过膜(0.45 μm)后测定重金属。

1.3重金属分析方法

采用原子吸收光谱仪(AA-7000，日本岛津)对处理后样品进行重金属Cu、Pb和Cd的测定。

1.4风险评价方法

1.4.1单因子污染指数法

单个污染物污染指数的计算公式为

1.4.2Hakanson潜在生态风险指数法

Hakanson潜在生态风险指数法[9]公式为

表1　污染物参比值和毒性系数

表2　潜在生态风险评价指数和污染程度分级

2　结果与讨论

2.1重金属质量分数

各调查位点的表层沉积物重金属质量分数见表3。1、2、3、4号采样点的表层沉积物的Cu含量均低于海洋沉积物质量标准(GB 18668—2002)中的一类标准限值(35 mg/kg)，而5号采样点的Cu含量高于一类标准限值，平均值为24.262 mg/kg。所有采样点中1、3、4号位点的Cd含量均超出海洋沉积物质量标准中的一类标准(0.05 mg/kg)，2号位点的含量也很接近一类标准，平均值为0.056 mg/kg，高于一类标准限值，但远低于二类标准限值1.50 mg/kg。所有采样点的重金属Pb的含量均低于海洋沉积物质量标准中的一类标准(60 mg/kg)，平均值为31.583 mg/kg，说明环境未受Pb污染。

表3　调查位点表层沉积物中重金属质量分数

与其他海域潮间带表层沉积物重金属含量相比(见表4)，大连海区潮间带沉积物中的Pb的含量高于其他地区，是全国海岸背景值的1.26倍[3]，Cd含量也高于全国海岸背景值。重金属Cu含量与其他海域相比，低于渤海胶州湾段和渤海近海岸，也低于全国海岸背景值。

2.2单因子污染指数评价结果

表4不同海区潮间带表层沉积物重金属质量分数

Tab.4Heavymetalcontentsinthesurfacesedimentofdifferentintertidalzones

mg·kg-1

表5　单因子污染指数法评价结果

2.3潜在生态风险评价结果

表6　Hakanson潜在生态风险指数法评价结果

3　结　论

大连海区潮间带表层沉积物的重金属Cu和Pb的含量低于海洋沉积物质量标准中的一类标准限值，而Cd的含量略高于一类标准限值。

[1] 张晓龙,丁德文,徐家声,等.渤海西部河口潮间带区海水及沉积物中重金属研究[J].华东理工大学学报,2010,33(3):276-280.

[2] 刘宪斌,姜中鹏,张光玉,等.天津塘沽潮间带沉积物中重金属的潜在生态危害评价[J].农业环境科学学报,2008,27(2):731-735.

[3] 李力,马德毅.应用生物配体模型评价海洋沉积物重金属毒性的研究进展[J].海洋环境科学,2010,31(5):758-764.

[4] 于瑞莲,胡恭任,郑志敏.泉州湾洛阳江河口潮间带沉积物中重金属来源分析[J].矿物学报,2013,33(1):10-18.

[5] 丁春晓,杨富贵.潮间带沉积物重金属污染的地球化学研究[J].山东理工大学学报,2006,20(6):81-85.

[6] 田金,李超,宛立,等.海洋重金属污染的研究进展[J].水产科学,2009,28(7):413-418.

[7] 张才学,孙省利,陈春亮.湛江港附近海域潮间带海水、沉积物和贝类体内的重金属[J].广东海洋大学学报,2011,31(1):67-72.

[8] 许小丽,周国亮,丁井井,等.长兴岛潮间带表层沉积物污染状态及其潜在生态风险评价[J].海洋通报,2012,31(2):223-227.

[9] 贾睿,刘宪斌,刘占广,等.辽宁绥中海域海水和表层沉积物中重金属污染评价[J].中国环境监测,2012,28(1):13-16.

[10] 周秀艳,薛向欣,冷文芳,等.渤海湾秦皇岛段潮间带表层沉积物重金属污染分析[J].东北大学学报(自然科学版),2010,31(10):1437-1440.

[11] 刘义峰,吴桑云,陈勇,等.胶州湾潮间带沉积物主要污染来源及分布特征[J].海洋科学进展,2010,28(2):163-169.

[12] 秦延文,郑丙辉,李小宝,等.渤海湾海岸带开发对近岸沉积物重金属的影响[J].环境科学,2012,33(7):2359-2367.

Pollution status of surface sediments and assessment of potential ecological risks in the intertidal zone of Dalian

XUEMang,CHENGHaili,ZHANGQiaonan,DONGXiaoli,MAChun

( School of Light Industry and Chemical Engineering, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China )

Heavymetalsincludingcopper,cadmiumandleadinthesedimentsofintertidalzoneinDalianwerestudied.ThesinglefactorindexmethodandpotentialecologicalriskindexmethodproposedbyHakansonhadbeenappliedtoevaluatetheharmoftheheavymetals’pollution.Theresultshowedthatthecomprehensivesituationofthesedimentqualitywasatalowlevelofpollutionandpotentialecologicalrisk,butCuinaspecificsitewasatamediumlevelofpollution.Thepollutionlevelofheavymetalsinsedimentswasrelatedtohumanactivities.

heavy metals; pollution; intertidal zone; surface sediments; assessment of ecological risk

2015-01-09.

辽宁省普通高等教育本科教学改革研究项目(UPRP20140639).

薛 芒(1977-),女,讲师.

X820.1

A

1674-1404(2016)05-0340-03

薛芒,成海丽,张乔楠,董晓丽,马春.大连海区潮间带表层沉积物重金属污染状况调查及其潜在生态风险评价[J].大连工业大学学报,2016,35(5):340-342.

XUE Mang, CHENG Haili, ZHANG Qiaonan, DONG Xiaoli, MA Chun. Pollution status of surface sediments and assessment of potential ecological risks in the intertidal zone of Dalian[J]. Journal of Dalian Polytechnic University, 2016, 35(5): 340-342.